Evaluación de aplicación de tres fuentes de nitrógeno en ...En dos suelos con condiciones...

Evaluación de aplicación de tres fuentes de nitrógeno en mezcla con

dos fuentes de abono orgánico y dos condiciones de pH del suelo

Javier Bohórquez Páez

Universidad Nacional de Colombia

Facultad de Ciencias Agropecuarias

Palmira, Colombia

2016

Evaluación de aplicación de tres

fuentes de nitrógeno en mezcla con

dos fuentes de abono orgánico y dos

condiciones de pH del suelo.

Javier Bohórquez Páez

Tesis de investigación presentada como requisito parcial para optar al título de:

Magister en Ciencias Agrarias con énfasis en Suelos

Director

Ph.D. Fernando Muñoz Arboleda

Codirector

Ph.D. Edgar Enrique Madero Morales

Universidad Nacional de Colombia

Facultad de Ciencias Agropecuarias

Palmira, Colombia

2016

Dedicatoria

Logros como este solo se obtienen con

acompañamiento, paciencia y amor. Dedico este

logro a mi esposa Aida Lucia, a mis hijos Natalia y

Luis Felipe, a mis padres quienes con su ejemplo me

han enseñado como con empeño y amor se logran

las metas, a mis hermanos Giovanna, Alexander,

Francia y Frank. A quienes colocaron peldaños con

su colaboración para este logro.

Agradecimientos

De forma muy especial a los directivos del ingenio Mayagüez fuente de mi experiencia y

conocimiento aplicado en especial al Dr. Mauricio Iragorri, al Dr. Fernando Holguin, al Dr.

Ricardo Franco. A los directores Dr. Fernando Muños, Dr. Edgar Madero, al Ingeniero

Héctor Chica, al personal de apoyo de suelos y variedades del ingenio, al personal de

biblioteca de Cenicaña, en fin a todos aquellos que colaboraron en el logro de esta meta.

Resumen y Abstract IX

Resumen

En dos suelos con condiciones diferentes de pH, uno ácido y otro básico cultivados con

caña de azúcar (Sacharum officinarum L.) se estableció un experimento con el fin de

determinar el efecto de la mezcla de tres fuentes químicas de nitrógeno como son la

urea, el nitrato de amonio y el sulfato de amonio con dos fuentes orgánicas vinaza y

compost. Se evaluó la respuesta a los tratamientos en el suelo, análisis foliar, población

de tallos, altura, diámetro y variables de producción. El diseño experimental fue bloques

completos al azar con nueve tratamientos y tres repeticiones. Los tratamientos

consistieron en tres tratamientos control de las tres fuentes sintéticas y seis tratamientos

de mezcla compost o vinaza con las tres fuentes sintéticas, la dosis de nitrógeno fue de

115 kg por hectárea de nitrógeno y compost 17 t. por hectárea o 9 m3 de vinaza. En la

condición de suelo ácido se encontró diferencia significativa para toneladas de caña por

hectárea en el tratamiento de compost con urea, en la variable toneladas de azúcar por

hectárea mes presentaron tendencia a obtener los mayores valores en los tratamientos

orgánicos, en calidad de jugos no se presentaron diferencias significativas y en los

tratamientos con orgánicos se observaron tendencias de incremento en el suelo para

variables como materia orgánica, potasio y capacidad de intercambio catiónico.

Palabras clave: Sacharum officinarum, Compost, Vinaza.

X Evaluación de aplicación de tres fuentes de nitrógeno en mezcla con dos fuentes de

abono orgánico y dos condiciones de pH del suelo.

Abstract

In two soils with different pH conditions one acid other basic cultivated with sugarcane

(Sacharum officinarum), an experiment was established in order to determine the effect of

the mixture of three synthetic nitrogen sources such as urea, ammonium nitrate and

sulphate of ammonia with two sources organic vinasse and compost. It assessed the

response to treatments in soil, foliar analysis, population, and height diameter and

production variables. Experimental design was randomized complete blocks with nine

treatments and three repetitions. Treatments consisted of three control of three synthetic

sources and six treatments of mix compost or stillage with three synthetic sources, the

dose of nitrogen was 115 kg per hectare of nitrogen and compost 17 tons per hectare or

9 m3 of vinasse. In the condition of soil acid significant difference for tons of cane it was

found per hectare in the treatment of compost with urea in the variable tons of sugar per

hectare month presented tendency to get higher values in organic treatments, as juices

not significant differences, and with organic treatments increase trends were observed in

the soil for variables as organic matter, potassium and cation Exchange capacity.

Keywords: Sacharum officinarum, Compost, Vinasse.

Contenido XI

Contenido

Pág.

Resumen ......................................................................................................................... IX

Lista de figuras ............................................................................................................ XIV

Lista de tablas .............................................................................................................. XV

Introducción .................................................................................................................... 1

Objetivos .......................................................................................................................... 2

Justificación .................................................................................................................... 2

Hipótesis .......................................................................................................................... 3

1. Revisión de literatura ............................................................................................... 5 1.1 Nitrógeno ........................................................................................................... 5

1.1.1 Urea ................................................................................................................. 9 1.1.2 Nitrato de amonio ............................................................................................ 9 1.1.3 Sulfato de amonio .......................................................................................... 10

1.2 Abonos orgánicos............................................................................................. 10 1.2.1 Vinazas .......................................................................................................... 11 1.2.2 Compostaje ................................................................................................... 15

2. Materiales y Métodos ............................................................................................. 19 2.1 Materiales ........................................................................................................ 19

2.1.1 Fuentes de nitrógeno ..................................................................................... 19 2.1.1.1 Urea ......................................................................................................... 19 2.1.1.2 Nitrato de amonio ..................................................................................... 19 2.1.1.3 Sulfato de amonio .................................................................................... 19

2.1.2 Fuentes orgánicas ......................................................................................... 19 2.1.2.1 Compost .................................................................................................. 19

2.2 Metodología ..................................................................................................... 20 2.2.1 Localización ................................................................................................... 20

2.2.1.1 Predio 1, suelo de pH ácido ..................................................................... 20 2.2.1.2 Predio 2, suelo de pH básico ................................................................... 21

2.3 Diseño experimental ......................................................................................... 23 2.3.1 Tratamientos .................................................................................................. 23

2.4 Variables evaluadas ......................................................................................... 23 2.4.1 Variables Agronómicas .................................................................................. 23

2.4.1.1 Población ................................................................................................. 24

XII Evaluación de aplicación de tres fuentes de nitrógeno en mezcla con dos fuentes de abono orgánico y dos condiciones de pH del suelo.

2.4.1.2 Altura y diámetro ...................................................................................... 24

2.4.2 Variables de producción .................................................................................24 2.4.2.1 Toneladas de caña por hectárea .............................................................. 24 2.4.2.2 % de rendimiento y % de sacarosa ........................................................... 24

2.4.3 Variables del suelo .........................................................................................24 2.4.3.1 Características químicas........................................................................... 24

2.4.4 Análisis foliar ..................................................................................................25 2.5 Análisis de la información ................................................................................. 26

3. Resultados y Discusión ..........................................................................................29 3.1 Hacienda Llanogrande, pH ácido. ..................................................................... 29

3.1.1 Precipitación ...................................................................................................29 3.1.2 Análisis de suelos hacienda Llanogrande. ......................................................30

3.1.2.1 pH ............................................................................................................. 30 3.1.2.2 Materia orgánica ....................................................................................... 31 3.1.2.3 Capacidad de intercambio catiónico ......................................................... 31 3.1.2.4 Elementos mayores .................................................................................. 31 2.1.2.5 Elementos menores .................................................................................. 32

3.1.3 Análisis foliar hacienda Llanogrande. .............................................................34 3.1.3.1 Macro elementos ...................................................................................... 34 3.1.3.2 Elementos menores .................................................................................. 35

3.1.4 Variables agronómicas hacienda Llanogrande ...............................................36 3.1.4.1 Población .................................................................................................. 36 3.1.4.2 Altura ........................................................................................................ 37 3.1.4.3 Diámetro ................................................................................................... 38

3.1.5 Resultados de producción hacienda Llanogrande ..........................................39 3.1.5.1 Toneladas de caña por hectárea (TCH) .................................................... 39 3.1.5.2 Sacarosa (%) ............................................................................................ 40 3.1.5.3 Pureza (%)................................................................................................ 41 3.1.5.4 Rendimiento (%) ....................................................................................... 42 3.1.5.5 Toneladas de caña por hectárea mes (TCHM) ......................................... 44 3.1.5.6 Toneladas de azúcar por hectárea mes (TAHM) ...................................... 45

3.2 Hacienda Mañagama, pH básico. ..................................................................... 45 3.2.1 Precipitación ...................................................................................................45 3.2.2 Análisis de suelos Hacienda Malagana ..........................................................46

3.2.2.1 pH ............................................................................................................. 46 3.2.2.2 Materia orgánica (M.O %) ......................................................................... 46 3.2.2.3 Capacidad de intercambio catiónico (CIC) ................................................ 47 3.2.2.4 Elementos mayores .................................................................................. 47 3.2.2.5 Elementos menores .................................................................................. 48

3.3 Análisis foliar hacienda Malagana ..................................................................... 49 3.3.1 Elementos mayores ........................................................................................49 3.3.2 Elementos menores .......................................................................................50 3.3.3 Variables agronómicas en hacienda Malagana. .............................................50

3.3.3.1 Población .................................................................................................. 50 3.3.3.2 Altura ........................................................................................................ 51

3.3.4 Resultados de producción en hacienda Malagana. ........................................53 3.3.4.1 Toneladas de caña por hectárea (TCH) .................................................... 53 3.3.4.2 Sacarosa .................................................................................................. 53 3.3.4.3 Azúcares Invertidos (%) ............................................................................ 54

Contenido XIII

3.3.4.4 Rendimiento ............................................................................................. 55 3.3.4.5 Toneladas de caña por hectárea mes (TCHM) ......................................... 55 3.3.4.6 Toneladas de caña por hectárea mes (TAHM) ......................................... 56

4. Conclusiones y recomendaciones ........................................................................ 59 4.1 Conclusiones .................................................................................................... 59 4.2 Recomendaciones ............................................................................................ 60

Bibliografía .................................................................................................................... 61

Contenido XIV

Lista de figuras

Pág.

Figura 3-1.Precipitación hacienda Llanogrande en ciclo de cultivo ................................. 29

Figura 3-2. Resultados de producción toneladas de caña por hectárea (TCH) en la

hacienda Llanogrande ..................................................................................................... 39

Figura 3-3. Resultados de sacarosa (SAC%) en hacienda Llanogrande ........................ 41

Figura 3-4. Resultados de azúcares invertidos (INV %) en hacienda Llanogrande ......... 42

Figura 3-5. Resultados de pureza (PZA %) en hacienda Llanogrande ........................... 43

Figura 3-6. Resultados de rendimiento (RTO %) en hacienda Llanogrande ................... 43

Figura 3-7. Resultados toneladas de caña hectárea mes (TCHM) en hacienda

Llanogrande .................................................................................................................... 44

Figura 3-8. Resultados toneladas de azúcar hectárea mes (TAHM) en hacienda

Llanogrande .................................................................................................................... 44

Figura 3-9. Precipitación durante el ciclo del cultivo en la hacienda Malagana ............... 45

Figura 3-10. Resultados de toneladas de caña por hectárea hacienda Malagana .......... 53

Figura 3-11. Resultados de sacarosa (SAC%) en hacienda Malagana .......................... 54

Figura 3-12. Resultados de azúcares invertidos (INV%) en hacienda Malagana ............ 54

Figura 3-13. Resultados de rendimiento (RTO%) en hacienda Malagana ...................... 55

Figura 3-14. Resultados de toneladas caña por hectárea mes en hacienda Malagana .. 56

Figura 3-15. Resultados de toneladas de azúcar hectárea mes hacienda Malagana ..... 56

Contenido XV

Lista de tablas

Pág.

Tabla 2-1. Análisis compost utilizado y aporte por hectárea ........................................... 19

Tabla 2-2. Análisis de la vinaza utilizada y aporte por hectárea ..................................... 20

Tabla 2-3. Análisis de suelos y métodos de determinación ............................................ 25

Tabla 2-4. Análisis de foliar y métodos de determinación ............................................... 26

Tabla 3-1. Evaluación de pH, materia orgánica, fósforo y cationes en análisis de suelos

hacienda Llanogrande .................................................................................................... 30

Tabla 3-2. Análisis de suelos en hacienda Llanogrande, azufre y elementos menores .. 33

Tabla 3-3. Análisis foliar hacienda Llanogrande en niveles de macro elementos a los 6

meses de edad ............................................................................................................... 34

Tabla 3-4. Análisis foliar de micro elementos en hacienda Llanogrande a 6 meses de

edad ............................................................................................................................... 35

Tabla 3-5. Nivel óptimo foliar para caña de azúcar, tomado de Anderson et al. (2000) .. 35

Tabla 3-6. Lecturas de población hacienda Llanogrande ............................................... 36

Tabla 3-7. Lecturas de altura hacienda Llanogrande ..................................................... 37

Tabla 3-8. Lecturas de diámetro hacienda Llanogrande ................................................. 38

Tabla 3-9. Evaluación de pH, materia orgánica, fosforo y cationes en análisis de suelos

hacienda Malagana ........................................................................................................ 47

Tabla 3-10. Azufre y elementos menores en análisis de suelos hacienda Malagana ..... 48

Tabla 3-11. Análisis foliar niveles de macroelementos hacienda Malagana ................... 49

Tabla 3-12. Análisis foliar de micro elementos en hacienda Malagana a 6 meses ......... 50

Tabla 3-13. Lecturas de población hacienda Malagana ................................................. 51

Tabla 3-14. Lecturas de altura hacienda Malagana ........................................................ 52

Tabla 3-15. Lecturas de diámetro hacienda Malagana ................................................... 52

Introducción

El gobierno colombiano aprobó el proyecto de ley 693 de 2001, donde se legisló que a

partir del 2005 las gasolinas debían tener oxigenantes (10%) para disminuir el efecto

nocivo de las mismas. Siendo el alcohol uno de los productos elegidos en Colombia

como oxigenante se construyó inicialmente 5 destilerías para su producción.

A la par con la implementación de las destilerías para la producción de etanol a los

ingenios se les creó la necesidad de buscar alternativas de uso de los subproductos

generados en el proceso los cuales son básicamente vinazas. Anteriormente ya era

usada la cachaza fresca que es un subproducto de la producción de azúcar para

aplicación de materia orgánica de forma directa en el campo.

De igual manera otros investigadores han trabajado en diversos cultivos determinando

las bondades de la aplicación de estos subproductos y su efecto sobre el complejo suelo.

Los abonos orgánicos compost y vinazas pueden sustituir cantidades importantes de

elementos mayores y menores normalmente usados en la fertilización de la caña de

azúcar. Dado el alto costo de las fuentes químicas de nutrientes la búsqueda de fuentes

más económicas es una necesidad que se puede suplir con fuentes que por ser

generadas dentro del mismo proceso de producción, pueden resultar más económicas y

benéficas para el cultivo.

El uso apropiado de estas fuentes de nutrientes y materia orgánica, suplirá las

necesidades del cultivo en cuanto a elementos mayores y menores partiendo de la

premisa que las materias primas provienen del mismo sistema y en la proporción

adecuada extraída por el cultivo.

El complemento nutricional de síntesis química más adicionado al suelo en el cultivo de

caña de azúcar es el nitrógeno, del cual se pretende conocer su comportamiento y

2 Evaluación de aplicación de tres fuentes de nitrógeno en mezcla con dos fuentes de abono orgánico y dos condiciones de pH del suelo.

eficiencia en la mezcla directa con la vinaza o indirecta con el compost. Lo anterior

aunado al posible efecto de condiciones diferentes de pH del suelo sobre las mezclas

evaluadas el cual tendrá un efecto directo sobre las variables de producción del cultivo de

caña de azúcar.

Objetivos

Objetivo General

Determinar la respuesta del cultivo de la caña de azúcar y de diferentes variables

edáficas a la mezcla de dos fuentes de abono orgánico con tres fuentes químicas de

nitrógeno en condición de pH ácido y básico del suelo.

Objetivos Específicos

Evaluar los efectos de los tratamientos en las variables agronómicas: altura, población,

diámetro y en las variables de producción como son toneladas de caña por hectárea, %

de concentración de sacarosa y % de rendimiento en azúcar.

Evaluar el efecto de dichos tratamientos sobre el estado nutricional de la planta mediante

la realización de análisis foliar.

Evaluar el efecto de dichos tratamientos sobre características químicas de los suelos

aplicados con los diferentes tratamientos.

Justificación

Una de las políticas del sector azucarero colombiano además de la conservación de los

recursos es la interacción positiva con los recursos en especial del suelo. En la medida

que existen menos áreas para la expansión del sector se hace necesaria la búsqueda de

alternativas para el incremento de la producción por unidad de área, lo cual es posible

Introducción 3

con el aporte de elementos como la materia orgánica la cual tiene efecto directo en la

calidad del recurso suelo.

Siendo el nitrógeno el elemento exógeno adicionado en mayor proporción para la

producción de la caña de azúcar en el Valle del Cauca se hace necesaria la investigación

del posible efecto de diferentes fuentes de este elemento, con los dos abonos orgánicos

producidos por el sector agroindustrial de la caña de azúcar en la actualidad como son el

compost y la vinaza.

Dado el contenido aportante de cationes de los abonos orgánicos, sus cualidades

químicas y la cantidad de producción de los mismos, se hace necesario realizar

experimentos encaminados a determinar cuál es la mezcla óptima entre fuentes de

abono orgánico y químico nitrogenado evaluando sus efectos en el desarrollo y

producción del cultivo de la caña y sobre algunas características en los suelos aplicados.

Debido a las diferentes ratas de mineralización de los abonos orgánicos dada por la

relación C/N, el aporte de los elementos contenidos en las fuentes son limitados durante

el ciclo del cultivo por lo cual la sustitución de las fuentes sintéticas se debe realizar con

cuidado para no crear desbalances nutricionales.

Dentro de una nueva cultura de aplicación generalizada de abonos orgánicos producidos

a partir del proceso de la caña de azúcar se hace necesaria la evaluación del

comportamiento agronómico del cultivo y del suelo a la aplicación de estos productos

complementados con fuentes químicas, especialmente de nitrógeno.

Hipótesis

Dependiendo del pH del suelo, la respuesta de las variables agronómicas y de

producción del cultivo de la caña de azúcar a la mezcla de abonos orgánicos

provenientes de los residuos de la producción de azúcar y alcohol con diferentes fuentes

de nitrógeno sintético pueden presentar gradientes en productividad y efecto en

características químicas del suelo.

1. Revisión de literatura

1.1 Nitrógeno

Cadahia (2005), sostiene que hoy en día las superficies cultivadas son limitadas y

tienden a reducirse como consecuencia del crecimiento de las zonas urbanas y del

deterioro debido a la salinización, la erosión y la desertización. Teniendo en cuenta estas

limitaciones, el aumento de la producción de alimentos y fibras solo puede venir como

consecuencia de una optimización de la agricultura es decir, obtener un mayor

rendimiento por unidad de superficie de tierra cultivada. Para obtener estos mejores

rendimientos de los cultivos se deben utilizar eficientemente los recursos naturales,

potenciando al mismo tiempo el estudio de nuevas tecnologías que permitan desarrollar

cultivos más eficientes, y que al mismo tiempo, permitan obtener productos agrícolas

seguros y de calidad.

Según Parra (2011), cuando se agotaron las fuentes de guano aparecieron Fritz Haber y

Carl Bosch. Ellos fueron los inventores de un sistema para fabricar grandes cantidades

de fertilizante de nitrógeno inorgánico a partir de vapor, metano y aire, tal y como señala

Matt Ridley citado por Parra: “Hoy en día, casi la mitad de los átomos de nitrógeno en

nuestros cuerpos han pasado a través de este tipo de fábricas de amoniaco”.

Para Navarro (2003), en la segunda mitad del siglo XVII se admitía, como resultado de

las experiencias realizadas por J.R. Glauber en 1650 y por J. Mayow en 1670, que las

plantas requerían nitratos para su crecimiento y que estos compuestos debían

considerarse el “principio de la vegetación”. La demostración definitiva de la esencialidad

del nitrógeno fue establecida a partir de 1847 por J.B. Lawes y J.H. Gilbert, fundadores

de la estación experimental de Rothamsted.


Navarro (2003), asevera que las grandes funciones del nitrógeno en las plantas hay que

considerarlas sobre la base de su participación como constituyente de gran número de

compuestos orgánicos que son esenciales en su metabolismo. Además de formar parte,

como se ha visto, de la estructura de todas las proteínas y de moléculas tan importantes

como las purinas y las pirimidinas, es componente de los ácidos nucleicos (ADN y RNA)

básicos para la síntesis proteica.

Muñoz (2010), sostiene que el nitrógeno es el nutrimento que con más frecuencia es

deficitario en la producción de cultivos. Por eso la mayoría de cultivos no-leguminosos

requieren la aplicación de fertilizantes nitrogenados.

Navarro (2003), asegura que la forma de asimilación del nitrógeno (nítrica o amoniacal)

depende en gran manera de la edad de la planta, de la especie y también del pH del

suelo, de su composición e incluso de la pluviometría anual. Señala además el autor que

la mayoría de las plantas superiores absorben el nitrógeno del suelo fundamentalmente

en forma de nitrato. Esta preferencia es comprensible si se tiene en cuenta, aparte de la

reacción, el poder adsorbente del suelo. Los coloides pueden fijar ampliamente los iones

amonio, mientras los nitratos conservan una completa movilidad.

Para Muñoz (2010), debido a la gran complejidad del nitrógeno en el suelo y a que la

urea es la principal fuente de N usada en el mundo, las pérdidas por volatilización

después de la fase de hidrólisis y por lixiviación luego de la nitrificación del amonio

pueden ser altas y dado lo anterior se llega inclusive a utilizar inhibidores para retardar

estos dos procesos.

En documento ICA (1992), se hace referencia sobre como los fertilizantes se consideran

químicamente ácidos o básicos, si al disociarse en el suelo dejen ácidos o bases libres.

Dicha acidificación se expresa en kg de CaCO3 por 100 kg de producto empleado, por

ejemplo el valor de acidificación para sulfato de amonio es 110, el nitrato de amonio 60 y

la urea es 80.

Guerrero (1996), sostiene que el pH de la solución saturada es una de las características

químicas importantes en los fertilizantes, y que se refiere al valor de pH aproximado o

constituye un índice del pH que se desarrolla en las proximidades de los gránulos o de la

banda fertilizante en el momento que se produce su disolución en el suelo, siendo su

Capítulo 1. Revisión de Literatura 7

magnitud independiente de la acidez o basicidad residual generada con posteridad al

momento en que el abono completa su reacción. Para la urea el pH de la solución

saturada es mayor de 9.0, nitrato de amonio 4.7 y sulfato de amonio 5.4.

Según Kafkafi & Tarchitzky (2012), los principales factores que influyen en la

volatilización del amonio luego de la aplicación de la urea son: Capacidad de intercambio

catiónico, pH del suelo, contenido de CaCO3 y contenido de humedad.

Para Kafkafi et al. (2012) las pérdidas de amonio desde el suelo decrecen a medida que

aumenta la CIC y son significativas en suelos donde la CIC es menor de 10cmol.kg-1 y se

vuelven despreciables en suelos arcillosos (con más de 100 cmol.kg-1). Las menores

pérdidas en suelos arcillosos se deben a que el amonio producido durante la hidrólisis de

la urea se adsorbe fuertemente a las partículas de arcilla.

Ordoñez et al (2006), con su evaluación de las pérdidas de nitrógeno por volatilización en

los 20 suelos más representativos del Valle del Cauca, encontraron que en los suelos

con bajo contenido de materia orgánica se puede incrementar la pérdida de N-NH3 dado

que los suelos con mayor contenido de arcilla o de materia orgánica poseen capacidad

de intercambio catiónico más alto, lo cual disminuye la volatilización al retener el amonio

liberado de la hidrolisis de la urea en los sitios de intercambio. De igual manera la forma

de aplicación de la urea ejerció en el experimento un papel fundamental al punto de

relativizar o anular el efecto de los factores pH, materia orgánica y capacidad de

intercambio catiónico, al cuantificar pérdidas en aplicación en banda superficial las

pérdidas fueron del orden de 13,05 % y 15,22 % de N-NH3 pero cuando la aplicación fue

incorporada las perdidas variaron entre 0,23% y 0,82% de N-NH3.

Sostienen Kafkafi et al. (2012) citando a Terman y Hunt que la aplicación de urea en la

superficie del suelo con un pH de 5,2 resultó en pérdidas de N hasta del 70% de la urea

aplicada. Este número aumento al 82% cuando la urea se aplicó al mismo suelo luego de

haber sido encalado a pH 7,5. Sin embargo cuando la urea se mezcló con el suelo al pH

original de 5,2 solo se perdió el 25% de la urea.

Kafkafi et al. (2012), aseguran que el efecto combinado de exceso de agua con los

factores que causan escasez de oxígeno son responsables de grandes pérdidas

gaseosas de N2 normalmente no percibidas por el agricultor. Estos factores incluyen un


elevado contenido de arcilla y altas temperaturas de suelo en presencia de raíces

activas, las que proveen condiciones para que los microorganismos en la rizósfera usen

los nitratos en la respiración.

Anderson & Bowen (2000) definen como nivel adecuado de nitrógeno foliar para caña de

azúcar valores que van desde 1,65 % hasta 2,60% del peso seco con variaciones en los

diferentes países con muestras tomadas desde la hoja uno a la cuatro y para edades con

variación desde los 3 a los 9 meses. Para los autores, cuando ocurren deficiencias de

este elemento, las hojas jóvenes se presentan verde pálidas, tallos delgados, reducción

en el crecimiento de entrenudos y las vainas se separan prematuramente del tallo.

Espironelo et al (1981), encontraron en suelos latosoles del Brasil con pH ácidos de 4,7

hasta 6,1 al realizar cinco experimentos de aplicación de vinaza en dosis desde 40 hasta

90 m3 por hectárea complementadas con la aplicación de sulfato de amonio en valores

crecientes de 0 a 80 kg de nitrógeno por hectárea, que la producción de caña se

incrementó entre un 5% hasta 26% en la dosis máxima de nitrógeno y la concentración

de sacarosa tuvo un incremento de 12% a 28% en tres de los cinco experimentos

realizados.

A la par con la aplicación de nitrógeno Espironelo et al. (1981) realizó la aplicación de

dosis creciente de P2O5 desde 40 hasta 80 kg por hectárea buscando complementar el

bajo aporte de este elemento que se realiza al aplicar vinaza y el autor concluyó que no

se encontró ninguna respuesta sobre las variables estudiadas.

Gloria et al (1984), evaluaron la complementación a la aplicación de vinaza en dosis de

90 m3 con dosis crecientes de urea desde 100 kg.ha-1 hasta 266 kg.ha-1 en suelos

latosoles y encontró una respuesta positiva en todos los experimentos llevados a cabo

siendo las mayores los llevados a cabo donde los valores de la C.I.C. fueron superiores a

los 7 m.e.100 gr de suelo-1. Al mismo tiempo no se encontró correlaciones positivas

entre la aplicación de urea y el contenido de arcilla en el suelo pero si observaron un

efecto residual a través de los cortes con la aplicación de vinazas.


1.1.1 Urea

Según Hofman y Van Cleemput (2004), la urea es una amida, con una concentración del

46% de N, dicha concentración lo hace ventajoso por la relación costo-beneficio con

respecto de otras fuentes. Cuando se realiza en aplicación superficial las pérdidas de

forma amoniacal pueden llegar a ser superiores al 20%, pero se disminuyen

drásticamente al ser incorporadas en el suelo o con el uso de inhibidores de ureasa.

Para Kafkafi et al. (2012), una vez la urea llega al suelo se disuelve rápidamente con la

intermediación de la enzima ureasa transformándose 48 horas después en amonio y

dióxido de carbono, el amonio interactúa inmediatamente con el agua formando

hidróxido de amonio lo cual genera un incremento del pH en la zona próxima a donde

llego la urea.

1.1.2 Nitrato de amonio

Para Kafkafi et al. (2012), el nitrato por ser un anión no puede unirse a las arcillas en los

suelos neutros o básicos, sin embargo si puede fijarse a los óxidos de hierro y aluminio

en los suelos ácidos.

Según el autor el nitrato es un fuerte agente oxidante, por lo cual en condiciones de

anaerobismo en el suelo los microorganismos pueden tomar el oxígeno del nitrato para

cubrir sus necesidades respiratorias lo cual genera pérdidas de óxido nitroso o de

nitrógeno elemental.

Según Philippot citado por Gallego (2012), Un aspecto fundamental del ciclo del N en el

suelo es la coexistencia en forma natural, de diferentes rangos de oxidación del átomo de

Nitrógeno, rangos que van desde compuestos reducidos, por ejemplo el Amoniaco NH3

de carga -3, - hasta compuestos en estados completamente oxidados como el Nitrato

NO3 de carga +5. Las plantas sólo pueden asimilar formas inorgánicas de N en el suelo

para su nutrición y procesos metabólicos. Las formas - iónicas preferentes de absorción

del N por la raíz son el Nitrato NO3 + y el Amonio NH4 .La planta puede hacer uso

también de N2 atmosférico, pero no directamente, sino fijado simbióticamente por

especies leguminosas y algunas pocas otras


1.1.3 Sulfato de amonio

Hofman y Van Cleemput (2004), describe este fertilizante como una fuente nitrogenada

en concentración del 21% de N y 24% de azufre, que no es higroscópico lo cual

representa ventajas en el manejo y almacenamiento. Después de la aplicación el amonio

pasa a nitrato por oxidación donde puede ser tomado por la planta o ser perdido por

denitrificación.

Según Kafkafi et al. (2012), el catión amonio puede ser adsorbido en las cargas

negativas de las arcillas pudiendo reemplazar a otros cationes también adsorbidos en las

arcillas.

1.2 Abonos orgánicos

Según Muñoz (2016), El compostaje de subproductos del proceso industrial de la caña

de azúcar como son la cachaza y la vinaza garantiza mayor eficiencia en el reciclaje de

gran parte de los nutrimentos contenidos en estos materiales.

Gutiérrez & Martínez (2010), sostienen que la utilización de residuos orgánicos en la

agricultura es una práctica ancestral que busca la incorporación directa al suelo de restos

de cosecha, estiércoles o la aplicación de coberturas de paja o hierba seca entre otros,

para la protección del suelo y la fertilidad del mismo.

Para Parra (2011), el avance de la agricultura entre los años 1840 a 1880 se dio gracias

a los abonos orgánicos provenientes de guano el cual marcó una gran diferencia para la

agricultura europea pero debido a la sobre explotación se agotaron los mejores depósitos

y el miedo a que no hubiera suficiente comida para todo el mundo obligó a buscar otra

alternativa para no depender de abonos orgánicos.

Según Muñoz et al. (2012), La materia orgánica juega un papel muy importante en los

suelos: aumenta la retención de agua disponible y en combinación con las partículas del

suelo forma agregados que permiten el intercambio de gases y el incremento de la

permeabilidad; aumenta la capacidad de los suelos de mantener un pH uniforme;

aumenta la CIC de los suelos y con ello incrementa la eficiencia de los fertilizantes

aplicados.


Spaans & Núñez (2010), evaluaron el uso sucesivo de productos orgánicos como

gallinaza, cachaza y vinaza incorporados en el programa de fertilización en el ingenio

San Carlos de Ecuador, concluyendo que estos si sustituyen a los fertilizantes sintéticos

y que el realizar la fertilización orgánica se considera una práctica sustentable.

Los autores encontraron una mayor población y altura en cañas fertilizadas con cachaza

que las fertilizadas con fertilizantes sintéticos, contrario a lo ocurrido en los campos

aplicados con gallinaza donde la población, altura y diámetro fueron menores que los

tratamientos con fertilización sintética. Los niveles de nitrógeno fueron superiores en los

tratamientos con cachaza en los 5,5 meses y en los tratamientos con gallinaza en los 5,5

y 8,5 meses. La producción fue 3 t.ha-1 superior en la fertilización sintética comparada

con la fertilización con cachaza e igual en la fertilización con gallinaza.

Para Muñoz (2016) cuando se composta se aceleran los procesos de descomposición,

mineralización y humificación de la materia orgánica que en el suelo ocurren a una

velocidad mucho más lenta comparado con lo que sucede en las plantas de compostaje

bajo condiciones de humedad y temperatura controladas.

1.2.1 Vinazas

La vinaza es un subproducto de la producción de alcohol, generado después de la

fermentación de los azúcares y de la extracción de la fracción de etanol producida. La

proporción de producción de vinazas varía de 0,8 a 2,5 litros de vinaza por litro de alcohol

en Colombia.

Debido a su elevado contenido en potasio, se han realizado investigaciones en las cuales

se establecieron las dosis de vinaza requeridas por el cultivo de la caña de azúcar como

sustituto o complemento de la fertilización en este elemento y actualmente se aplica este

producto en gran parte de los suelos del Valle Geográfico del Río Cauca que se

encuentran en esta explotación (Quintero, 2006).

Korndorfer (2010), asevera que la composición química de la vinaza indica que la materia

orgánica es el principal constituyente, y entre los minerales el potasio y el calcio son los


más sobresalientes. Debido a su gran tenor en materia orgánica y elevada flora

microbiana, la vinaza presenta elevado índice de DBO (demanda bioquímica de oxigeno),

siendo considerado un material contaminante cuando es descargado en fuentes de agua.

Sin embargo, aplicada al suelo disminuye su potencial contaminante, debido al poder

¨buffer¨ del suelo.

Kondofer (2010), sostiene que los efectos de la aplicación de vinazas en mayores dosis

que aporten más de 300 kilogramos por hectárea de K2O se traducen en aumentos de la

producción de biomasa de caña pero ocurre además una reducción de la concentración

de azúcar. Estos efectos son los principales responsables de la disminución de la calidad

de la materia prima y se retrasa la maduración.

Camargo et al (1987), aseguran que la aplicación de la vinaza al suelo produce

alteraciones en las características físicas, químicas y biológicas, siendo ellas

principalmente:

pH; la aplicación de vinaza causa elevaciones del pH.

Disponibilidad de nutrientes, especialmente K

CIC

Conductividad eléctrica

Actividad microbiológica

Herrada (2009), mostro que en pruebas de invernadero se logró la disminución del RAS

pasando de 30 me/l a niveles cercanos a cero en el horizonte de 0 a 20 cm con la

aplicación de vinazas. Entre los 20 y 40 cm de profundidad el tratamiento con vinaza

disminuyo la RAS de 40 me/l a 30 y 20 me/l. Concluye además el autor que la aplicación

de vinaza se constituye en un excelente alternativa para recuperación de suelos salino-

sódicos, complementada con una red de drenaje adecuada que evite la acumulación de

sales de Ca y Mg en el perfil del suelo.

Quintero (2006), evaluando la respuesta de la caña de azúcar a la aplicación de vinazas

en dos órdenes de suelo con dosis equivalentes de K2O de 0, 50, 100, 150, 200, y 250 kg

por hectárea concluye que no se encontraron diferencias significativas al comparar las

dosis en cuanto al aporte de K al suelo de igual manera en suelos con altos contenidos


de K intercambiable se sugiere el uso de una dosis de mantenimiento de 50 kg de K2O

para mejorar la fertilidad del suelo y posiblemente aumentar la producción de la caña.

Gómez y Rodríguez (2000), la vinaza contiene elevadas concentraciones de K, Ca y

materia orgánica disuelta, y los niveles de N y P son medios. La dosis de 100m3·ha-1 de

vinaza incrementa los rendimientos en toneladas de caña en un 23% en soca I y un 65%

en soca II, así como también aumenta el rendimiento de azúcar en 22% en plantillas,

30% en soca I y 63% en soca II.

Quintero et al (2008), al evaluar durante dos cortes consecutivos en diferentes suelos

dos concentraciones de vinazas utilizando como fuente de nitrógeno urea en algunos

casos y nitrato de amonio en otros concluyeron que las variables población, altura y

diámetro presentaron muy baja variación entre tratamientos, igual sucedió con las

lecturas de clorofilómetro. Para la variable TCH aunque no se detectaron diferencias

estadísticas significativas en esta variable si se presentaron incrementos del 12% en el

suelo serie Palmira con bajo K intercambiable en suelo y 6% en el suelo serie Corintias

de mediano K intercambiable.

Según Quintero y Arcila 2008, al establecer un experimento en un suelo de pH acido

serie Caloto y evaluar el efecto sobre esta variable de diferentes dosis de vinaza

concentrada de 55% de sólidos totales de hasta 166,7 m3.ha-1, se logró una disminución

en el contenido de aluminio y aumentaron el pH, los contenidos de materia orgánica,

fosforo disponible, calcio, magnesio y potasio intercambiables. El efecto fue transitorio y

disminuyó a través del tiempo regresando a su estado normal aproximadamente 240 días

después de la aplicación. En la producción TCH y sacarosa los mejores resultados se

obtuvieron hasta una dosis de 16,7 m3.ha-1.

Para Parazzi et al (1984), al evaluar los efectos de la aplicación de vinaza en algunas

propiedades químicas del suelo, se verificó que con el aumento en la concentración del

potasio en el suelo los valores de la Pol decrecieron, aumentaron los valores de ceniza y

de potasio en caña. Así mismo no fue posible detectar efectos de la vinaza en la

disponibilidad del fosforo.


Bermúdez (1996), citando a diferentes autores sostiene que las vinazas se constituyen

en un tipo especial de enmienda dada su alta concentración de electrolitos a la cual se le

ha dado uso en recuperación de suelos sódicos.

García (1995) citado por Bermúdez (1998), sostiene que el elevado poder contaminante

de la vinaza está dado por los elevados valores de DBO Y BQO (demanda biológica y

química de oxigeno) y por los componentes orgánicos como azúcares, resinas, ácidos

orgánicos, dextrinas, gomas y amidas que se descomponen exhalando gas sulfhídrico

(H2S) y metano (CH4) responsables de olores desagradables que se producen en su

descomposición. Este residuo si se lanza a las fuentes hídricas, ocasiona un rápido

consumo de oxígeno disuelto en agua al tiempo que aumenta la actividad metabólica de

los organismos presentes haciéndolos más ávidos de oxígeno.

La alta concentración de electrolitos, la alta conductividad eléctrica y el carácter acido

son características de la vinaza que la convierten en una enmienda de gran efectividad

en la recuperación de suelos sódicos dispersos buscando mantener en el suelo una

concentración electrolítica que promueva la agregación y mejore la capacidad del mismo

para conducir agua.

Sucromieles (1995) citado por Bermúdez (1998), reportó un costo de $5`548.888 por

hectárea en la aplicación de 2.413 m3 por hectárea para pasar de un PSI mayor de 30 a

un PSI menor de 2.

Rosero et al (2013), al evaluar el efecto de las vinazas sobre las bacterias rizosfericas,

encontraron una respuesta positiva a la aplicación de vinaza y el cociente metabólico

mostró estabilidad del sistema en el tiempo. El mejor resultado en crecimiento de

poblaciones de bacterias rizosfericas de este experimento se presentó en la mezcla 75%

de potasio como vinaza y 25% como KCl. Para los autores los mejores rendimientos de

materia seca del cultivo de habichuela ocurrieron en los tratamientos que contenían la

mezcla de vinazas y KCl.

Molina et al (1984), evaluando el efecto de la aplicación de vinazas por aspersión desde

144 m3.ha-1 hasta 968 m3.ha-1 concluyen que se presentó un efecto creciente en la

producción, esto debido a los incrementos en el contenido de potasio aplicado en hasta

tres riegos por aspersión, aseguran los autores que el incremento en la producción


conlleva a un mayor número de cortes y consecuentemente mayor retorno económico

para el productor

Según Armengol et al (2003), al evaluar el efecto de la utilización de vinaza como

enmienda orgánica en suelos vertisoles durante cinco años con dosis crecientes desde

50 m3.ha-1 hasta 250 m3.ha-1 de vinaza comparándolo con una fertilización mineral NPK

convencional, encontraron que el equilibrio acido base no se afectó.

Los autores concluyen que el efecto en la materia orgánica, fosforo y potasio asimilables

del suelo fueron positivos permitiendo prescindir de la fertilización mineral manteniendo

altos rendimientos agrícolas en los tratamientos evaluados.

Camargo et al., (1983), evaluaron la dinámica de las formas de nitrógeno y de azufre en

suelo tratado con vinaza, concluyendo que la disponibilidad del nitrato fue mayor que el

amoniaco, fenómeno que se explica por la velocidad de la reacción que favorece la

nitrificación. Esta tendencia se observa en los resultados superiores presentados en los

tratamientos de nitrato de amonio y nitrato de amonio compost.

1.2.2 Compostaje

Resultado de la mezcla de cachaza y vinaza en proporciones que varían de 0,5 a 1,0 m3

de vinaza por tonelada de cachaza, las cuales son compostadas por un espacio de

tiempo de 70 a 100 días.

Según la EPA (Environmental Protection Agency), el compostaje es un producto

orgánico estabilizado y sanitizado que puede ser usado como enmienda o como medio

para el desarrollo vegetal obtenido a partir del proceso de compostaje, el cual es en

esencia biológico aeróbico (Gutiérrez & Martínez, 2010).

Corantioquia (2003), sostiene que inicialmente se definió el compostaje como un proceso

que permitía aprovechar aquellos materiales que tenían algún valor fertilizante, por lo

tanto el producto generado se podía clasificar como un abono; sin embargo, cuando se

compara dicho producto con los fertilizantes químicos de mayor valor nutricional y más

económicos, se cambia el término de abono por enmienda orgánica, y su aplicación se


restringe a suelos con deficiencias nutricionales. Este concepto volvió a cambiar, debido

a la progresiva desertización del suelo por el uso intensivo del químico tradicional, lo que

llevó a que en los últimos 50 años se pusiera nuevamente de manifiesto la importancia

de la materia orgánica y el compostaje se ratifique como una práctica de restitución de la

fertilidad de las tierras mediante el fortalecimiento de la materia orgánica nativa.

Benítez (2003), sostiene que el compostaje es un proceso bioxidativo (degradación y

resíntesis) en el que intervienen numerosos y variados microorganismos que requieren

una humedad adecuada y sustratos orgánicos heterogéneos en estado sólido, implica el

paso por una etapa termofílica y una producción natural de fitotoxinas, dando al final

como productos de los procesos de degradación, dióxido de carbono, agua y minerales,

así como materia orgánica estabilizada, libre de fitotoxinas y dispuesta para su empleo

en agricultura sin que provoque fenómenos adversos.

Muñoz (2010), definen el compost como una mezcla de materiales orgánicos (con agua o

sin ella) suelo o fertilizantes que han sufrido descomposición biológica principalmente

bajo condiciones aeróbicas y termófilas. Durante el proceso de compostaje se prepara el

sustrato de residuos orgánicos de manera que los microorganismos encuentren las

condiciones adecuadas para que los microorganismos encuentren las condiciones

adecuadas para actuar sobre ellos y generen al final un material estabilizado y maduro

con formación de sustancias húmicas.

Según Salamanca (2008), La actividad microbiana presente en la degradación de los

compuestos orgánicos dependen entre otros factores de la época de lluvia así en la

época de baja precipitación la actividad microbiana disminuye lo cual se debe a que no

se logra una humedad propicia en el suelo para una buena actividad por parte de los

microorganismos del suelo.

Para Quiroz y Pérez (2013) las diferentes propiedades de un suelo se modifican después

de aplicar cachaza y vinaza, sosteniendo que el uso de compost de cachaza beneficia las

propiedades físicas, químicas y biológicas del suelo y la aplicación de vinaza sola

beneficia principalmente propiedades químicas y biológicas del suelo.

2. Materiales y Métodos

2.1 Materiales

2.1.1 Fuentes de nitrógeno

2.1.1.1 Urea

Fertilizante nitrogenado con un 46% de nitrógeno ureico.

2.1.1.2 Nitrato de amonio

Fuente nitrogenada con una concentración del 22% de los cuales 10,5% es amonio,

10,5% nítrico y 1 % ureico.

2.1.1.3 Sulfato de amonio

Fuente nitrogenada en concentración del 21 % de N y 24 % de azufre.

2.1.2 Fuentes orgánicas

2.1.2.1 Compost

En la tabla 2-1, se presenta el análisis de compost aplicado en los experimentos de las

dos condiciones de pH del suelo de las haciendas Llanogrande y Malagana.

Tabla 2-1. Análisis compost utilizado y aporte por hectárea

pH pasta C.E.(ds/m) Hdad

(%) C.O. N T P2O5 K2O CaO MgO S Fe Na Mn Zn

7,8 24 25,9 11,9 1,0 2,5 2,7 3,8 1,4 0,9 1,5 0,10 0,04 0,01

2018 165 420 453 642 230 158 250 17 8 2

C/N C.I.C

(meq/100g)ρ g/cm

3_

12 22,43 0,52

%

aporte kg*ha-1

Dosis por hectarea= 17 tn


Vinaza. En la tabla 2-2, se presentan los niveles medios del análisis de vinaza aplicada

producida en el ingenio Mayagüez en los experimentos de las dos condiciones de pH del

suelo de las haciendas Llanogrande y Malagana.

Tabla 2-2. Análisis de la vinaza utilizada y aporte por hectárea

2.2 Metodología

2.2.1 Localización

Los experimentos se llevaron a cabo en predios del ingenio Mayagüez situado en el

corregimiento de Madrevieja, municipio de Candelaria, departamento del Valle del Cauca.

Los campos donde se ubicaron los ensayos fueron:

2.2.1.1 Predio 1, suelo de pH ácido

Hacienda Llanogrande suerte 02, ubicada en las coordenadas N 84º 20´ y E 10º 59´ con

1060 m.s.n.m. en el municipio de Villa Rica. El predio está sembrado con la variedad

MZC 02-260 en su primer corte, con una distancia de siembra entre surcos de 1.75

metros. El pH del suelo varía de 5,3 en el primer horizonte a 5,8 en el segundo horizonte.

Descripción del suelo. Según el estudio detallado de suelos (2009), la suerte 02 de

Llanogrande pertenece a la consociación zanjón de piedra (ZP) subgrupo Fluvaquentic

Endoaquolls, ubicada en las napas de desborde de la llanura aluvial de los ríos

tributarios del cauca, relieve plano con pendientes de 0-1% y precipitaciones entre 1200 y

1600 mm anuales. El material de origen de los suelos está formado por aluviones con

predominio de limo que ha originado suelos oscuros en superficie y claros en

Densidad g/c.c pH C.E.

(ds/m) C.O. N T

P2O5

K2O

CaO MgO S Fe Na Mn Zn C/N

1,0973 4,49 34 67 3 1 26 8 4 8 0,1 0,2 0,01 0,003 19,50

603 31 5 238 72 36 72 1 2 0,1 0,03

Dosis por hectarea= 9m 3

g/L

aporte kg*ha-1

Capítulo 2. Materiales y Métodos 21

profundidad, superficiales e imperfectamente drenados; la mayoría son drenados

artificialmente y su profundidad efectiva es moderada.

La consociación está conformada por los suelos zanjón de piedra, Fluvaquentic

Endoaquolls, familia limosa fina, mezclada, superactiva, isohipertérmica.

Estos suelos presentan una secuencia de horizontes A-B-C. El horizonte A (Ap) varía

entre 25 y 30 cm de espesor, color pardo grisáceo muy oscuro, textura franco arcillosa

limosa o franco arcillosa y estructura en bloques subangulares medios y gruesos,

moderados. El horizonte B (Bw) tiene entre 20 y 32 cm de espesor, color gris oscuro o

gris oliva claro, textura franco limosa o franco arcillosa y estructura en bloques

subangulares medios, moderados. El horizonte C se subdivide principalmente por colores

que evidencian la presencia o ausencia de oxigeno por largos períodos de tiempo así: un

Cg1 de 15 a 25 cm de espesor, color gris oliva o gris azuloso, o gris azuloso con

moteados pardo fuertes, textura franca o franco limosa sin estructura (masivo); un Cg2

que varía entre 14 y 16 cm. De espesor color gris azuloso o gris verdoso con moteados

pardo fuertes o gris verdosos con moteados pardo oliva claros, textura franca o franca

limosa y sin estructura (masivo).

Los análisis mineralógicos de la fracción arcilla no muestran dominio de alguna especie

mineralógica, en consecuencia estos suelos se clasifican con mineralogía mezclada lo

que aporta al suelo una intermedia capacidad de intercambio. La capacidad de retención

de humedad o agua para las plantas es media; densidad aparente de 1.4 a 1.42 g/cc;

densidad real entre 2.58 y 2.60 g/cc; con valores de porosidad total del 45%, el

porcentaje de macroporos no superan el 3% y el índice de plasticidad varia de 7 al 18%.

2.2.1.2 Predio 2, suelo de pH básico

Hacienda Malagana Mayagüez suerte 10, ubicada en las coordenadas N 87º 79´ y E 108º

22´ con 1060 m.s.n.m. en el corregimiento del Bolo, municipio de Palmira. El pH del

primer horizonte es 7,56 y del segundo horizonte 8,38. Predio sembrado con la variedad

CC 93-4418 en su primer corte y distancia de siembra entre surcos de 1.75 metros.

Descripción del suelo. Según el estudio detallado de suelos (2009), la suerte 10 de

Malagana está ubicada dentro de la consociación Palmirita (PT), subgrupo Cumulic


Haplustolls, familia francosa fina, ubicada en los abanicos aluviales de los ríos tributarios

del rio Cauca. El material parental corresponde a aluviones finos que dieron origen a

suelos bien drenados, profundos, de texturas moderadamente finas y finas, reacción

neutra a fuertemente alcalina y fertilidad alta a muy alta. Consociación integrada por los

suelos clasificados como Pachic Haplustolls, familia fina, mezclada, superactiva,

isohipertérmica, con perfil modal CC246 y replicas CC164, CC648 y CC726.

El suelo se caracteriza por tener un horizonte A grueso (55 a 82 cm), de colores oscuros,

texturas franco arcillosas, franco arcillo limosas y arcillosas. Horizonte B, conformado por

varios subhorizontes de texturas franco arcillo limosas o arcillosas, de colores oscuros y

de 20 a 80 cm de espesor, que descansa sobre un horizonte C de color oliva, texturas

franco limosas, franco arcillo limosas y excepcionalmente arenosas. Los horizontes A y B

tienen estructura blocosa subangular, fina a gruesa y moderado a fuerte desarrollo la

densidad aparente del perfil modal fue de 1,21 gr/cm3.

Químicamente son suelos que tienen alta capacidad catiónica de cambio, medio a alto

contenido de bases, mediano carbono orgánico en los horizontes superficiales y bajo en

profundidad, fosforo disponible bajo a alto, la relación calcio/ magnesio es normal en los

primeros horizontes y estrecha a invertida en profundidad y la reacción es neutra a

fuertemente alcalina con pH 6.7 a 8.6. La fertilidad natural es alta a muy alta.

Los resultados de las pruebas físicas de los diferentes perfiles de la unidad indican que

son suelos de texturas moderadamente finas y finas. Los valores de densidad aparente

varían de 1.42 a 1.62 g/cc y los de densidad real están entre 2.36 y 2.66 g/cc. La

porosidad total calculada fluctúa de 31 al 47%, con dominancia de los microporos y la

retención de humedad de los primeros 60 cm varia de alta a muy alta.

En la fracción arcilla es común la caolinita y en menor proporción los feldespatos, la mica

y la esmectita, la mineralogía de estos suelos es considerada mezclada por lo que se

puede asegurar que la capacidad de intercambio catiónico de este suelo es intermedia.


2.3 Diseño experimental

Se utilizó un diseño uni-factorial de nueve niveles o tratamientos dispuesto en un arreglo

de bloques aleatorios completos el cual fue replicado cuatro veces. La unidad

experimental fue una parcela de 10 surcos con 104 m de largo.

2.3.1 Tratamientos

En cada condición contrastante de pH, se evaluaron nueve (9) tratamientos descritos así:

T1 = urea (115 kg/ha de N)

T2 = nitrato de amonio (115 kg/ha de N)

T3 = sulfato de amonio (115 kg/ha de N)

T4 = compost (17 tn /ha) + urea (115 kg/ha de N)

T5 = compost (17 tn/ha) + nitrato de amonio (115 kg/ha de N)

T6 = compost (17 tn/ha) + sulfato de amonio (115 kg/ha de N)

T7 = vinaza (9 m3 /ha) + urea (115 kg/ha de N)

T8 = vinaza (9 m3 /ha) + nitrato de amonio (115 kg/ha de N)

T9 = vinaza (9 m3 /ha) + sulfato de amonio (115 kg/ha de N)

2.4 Variables evaluadas

Se estableció una estación de muestreo por cada parcela tomando el quinto surco y

marcándolo a los 20 metros de la cabecera, se tomaron 20 metros como longitud de la

estación de muestreo.

2.4.1 Variables Agronómicas

De acuerdo con la metodología establecida en el ingenio Mayagüez se marcaron

estaciones de muestreo referenciando el surco quinto de cada parcela avanzando sobre

los mismos veinte metros y delimitando un espacio de veinte metros lineales en los

cuales se midieron las variables agronómicas que fueron las siguientes:


2.4.1.1 Población

Se tomaron lecturas de población con un conteo total de tallos sobre los 20 metros de la

estación de muestreo realizando evaluaciones a los 5.0, 7.0, 9.0, 11, 13.0 meses de edad

del cultivo.

2.4.1.2 Altura y diámetro

Se tomaron la altura y diámetro de 40 tallos escogidos aleatoriamente de los 20 metros

lineales denominados estación de muestreo en los cuales se realizó medición de estas

variables os a los 5.0, 7.0, 9.0, 11, 13.0 meses de edad del cultivo. La altura se determinó

tomando la longitud de los tallos desde la primera hoja con lígula visible hasta el nivel del

suelo y el diámetro tomando la lectura con pie de rey en el tercio medio del tallo.

2.4.2 Variables de producción

2.4.2.1 Toneladas de caña por hectárea

Se tomó a partir de los pesajes realizados en la báscula del ingenio al momento de la

cosecha de los predios, cada parcela se pesó por separado y su producción se llevó a

toneladas de caña por hectárea.

2.4.2.2 % de rendimiento y % de sacarosa

Se determinaron en el laboratorio de calidad de jugos los valores de % de sacarosa y %

de rendimiento, % de pureza, % de azucares invertidos al momento de la cosecha de

cada tratamiento.

2.4.3 Variables del suelo

Las variables del suelo evaluadas fueron las siguientes:

2.4.3.1 Características químicas

Se realizó análisis químico de suelos tomados a los 90 días después de siembra esto es

30 días después de la aplicación de los tratamientos, donde se determinó los contenidos

de los elementos descritos en la tabla 2-3.


Tabla 2-3. Análisis de suelos y métodos de determinación

2.4.4 Análisis foliar

Las variables de nutrición foliar evaluados a los 6.0 meses determinando contenidos de

los elementos y los métodos de determinación descritos en la tabla 2-4.

Elemento Método de determinación

Determinación de pH. Potenciométrico

Determinación de Conductividad eléctrica Conductivimétrico

Materia orgánica Walkley Blak (colorimétrico -Absorción Visible)

Fósforo asimilable pH< 7,5 Bray II (colorimétrico - Absorción Visible)

Fósforo asimilable pH > 7,5 Olsen (colorimétrico - Absorción Visible)

Cationes intercambiables: Ca, Mg, K, Na.Extracción con Acetato de Amonio 1N pH 7,00.

Determinación por absorción atómica

Capacidad de Intercambio Catiónico CIC Determinada. Titulación acido -base

AzufreExtracción con Fosfato Monocálcico 0,008M.

Turbidimétrico

Elementos menores: Fe, Cu, Zn, MnExtracción con solución de Mehlich o dobel

ácido. Determinación por Absorción Atómica

BoroExtracción con agua caliente. Rev Azometina -

H- Colorimétrico (Absorción Visible)

Textura

Por Bouyoucos. Separación solución

dispersante Hexametafosfato de sodio - Suelos

orgánicos: Pirofosfato de sodio.


Tabla 2-4. Análisis de foliar y métodos de determinación

2.5 Análisis de la información

Dados los objetivos planteados en el trabajo, el análisis estadístico de que se hizo de la

información se resume en los siguientes pasos:

Por cada variable que se midió una sola vez en el experimento se ajustó un modelo lineal

de rango incompleto correspondiente al de un diseño unifactorial arreglado en bloques

aleatorios y correspondiente a Yij=µ+Tratamientoi+Bloquej+Residuoij. En los resultados se

muestran únicamente las medias mínimas cuadráticas estimadas para cada tratamiento y

la discriminación de los tratamientos diferentes mediante letras, recordando que letras

diferentes implica diferencias estadísticas entre los tratamientos. Las pruebas de

separación de medias se hicieron con la prueba de Bonferroni la cual controla el error

global de todas las pruebas de hipótesis del experimento que en este caso se fijó en 5%.

Elemento Método de determinación

Determinación de elementos mayores:

(N, P, Ca, Mg, K)Digestión Ácido Sulfúrico H2SO4 selenizado

Nitrógeno Por destilación kjeldalh.

Fósforo Colorimétrico - absorción visible

Ca, Mg, K Absorción atómica

AzufreDigestión mezcla nitro-perclórica (2:1).

Turbidimétrico

Elementos menores: Fe, Cu, Zn, MnDigestión mezcla nitro-perclórica (2:1).

Absorción Atómica

Determinación de BoroA partir de cenizas_ o H2SO4 Azometina H.

Colorimétrico - Absorción Visible


Las variables población (número de tallos), altura y diámetro se analizaron mediante la

comparación estadística de los parámetros de modelos ajustados entre dichas variables

y el tiempo; esto en virtud que se tuvo un seguimiento a los 5, 7, 9, 11 y 13 meses. En la

práctica esto supuso ajustar un modelo de la forma Y=f(tiempo,T1,T2,T3,T4,T5,T6,T7,T8,T9)

en donde “Y” es cada una de las variables agronómicas, el tiempo corresponde a los

meses de evaluación y “T1…T9” son 9 variables indicadoras que toman el valor 1 cuando

los datos pertenecen al tratamiento del subíndice y cero en otro caso. Este procedimiento

se hizo con NLIN de SAS System 9.3. La función que involucró al tiempo fue lineal para

población es decir Población=a + b.Tiempo y raíz cuadrada para altura y diámetro de

tallos, esto es Diámetro=a + raíz (Tiempo) y Altura=a + raíz (Tiempo). Se generaron

entonces 9 estimaciones del parámetro “a” o intercepto y 9 estimaciones del parámetro

“b” o tasa de cambio (uno por cada tratamiento). El parámetro que se comparó fue “b”

para cada una de las variables, entendiendo que entre mayor fue b, más rápido fue el

crecimiento de los tallos, más rápido el incremento del diámetro y mayor el incremento de

la población.

3. Resultados y Discusión

3.1 Hacienda Llanogrande, pH ácido.

3.1.1 Precipitación

Durante el ciclo evaluado la precipitación acumulada de la hacienda Llanogrande fue de

5.603 mm. Con una edad de 20,52 meses. La precipitación presentada por año fue

superior en 560 mm año comparado con el promedio histórico de los últimos 5 años.

En la figura 3-1, el menor valor en precipitación se presentó en el mes de enero del año

2010 con solo 2 mm. Y el mayor valor se presentó en abril del 2011 con 627 mm.

Figura 3-1.Precipitación hacienda Llanogrande en ciclo de cultivo


La capacidad de campo de los suelos de la consociación Zanjón de piedra es de 50 mm.,

suelos de drenaje imperfecto y teniendo en cuenta la información de pluviometría

presentado en la figura 3-1, el cultivo estuvo sometido a exceso de humedad en la

mayoría de los meses, con predominio de condiciones anaeróbicas para el cultivo lo cual

tiene incidencia directa en los procesos del ciclo del nitrógeno en el suelo.

3.1.2 Análisis de suelos hacienda Llanogrande.

Tabla 3-1. Evaluación de pH, materia orgánica, fósforo y cationes en análisis de suelos hacienda Llanogrande

3.1.2.1 pH

El valor de pH observado en todos los tratamientos se presentó en el rango acido, no

encontrándose diferencias estadísticas entre tratamientos, lo cual coincide con lo

encontrado por Quintero & Arcila (2008), cuando evaluaron el efecto de altas dosis de

vinazas encontrando efectos transitorios en el pH del suelo los cuales no se observaron a

los 240 días después de la aplicación.

No se presenta ninguna tendencia de diferencia ni entre fuentes de nitrógeno ni entre

tratamientos orgánicos para la primera aplicación y las dosis aplicadas contrario a lo

expresado por Aristizabal (2009) La aplicación de vinaza también causó la elevación del

pH, de 4.4 a 6.0, este aumento según diversos autores citados por Korndöfer, (2004) es

considerado por las condiciones anaeróbicas locales y temporales (disminución del

potencial redox) y el aumento de la saturación de bases. Narváez et al (2010),

tratamiento pH 1:1

Materia

organica

(%)

Fosforo

(Bray II)

p.p.m.

Potasio Sodio Calcio Magnesio C.I.C

1 5,74 a 3,79 a 3,83 a 0,15 a 0,23 a 10,58 a 7,93 ab 29,33 a

2 5,66 a 3,99 a 7,7 a 0,15 a 0,23 a 10,93 a 8,57 ab 29,93 a

3 5,26 a 4,12 a 9,8 a 0,13 a 0,20 a 10,34 a 7,38 b 29,67 a

4 5,80 a 4,42 a 27,4 a 0,47 a 0,22 a 11,7 a 8,81 ab 30,87 a

5 5,74 a 4,28 a 34,16 a 0,37 a 0,2 a 11,26 a 8,38 ab 30,2 a

6 5,51 a 4,17 a 3,63 a 0,15 a 0,21 a 10,5 a 8,21 ab 31,13 a

7 5,51 a 4,08 a 17,53 a 0,19 a 0,22 a 10,23 a 7,59 ab 30,4 a

8 5,55 a 4,15 a 14,36 a 0,21 a 0,23 a 10,09 a 7,72 ab 29,46 a

9 5,74 a 4,16 a 5,4 a 0,15 a 0,21 a 12,4 a 9,64 a 31,8 a

m.e / 100 gr de suelo

Capítulo 3. Resultados y Discusión 31

encontraron una disminución en el valor de pH del suelo al aplicar vinazas a un

experimento controlado para suplir las cantidades de potasio requerido en un cultivo de

maíz, aunque sostienen los autores que este cambio es transitorio basados en las

observaciones realizadas por Mattiazo y Glorié quienes sostienen que el pH del suelo

luego se incrementa como resultado de la oxidación de la materia orgánica por actividad

de los microorganismos.

3.1.2.2 Materia orgánica

(%). El nivel de materia orgánica es de media a alta no encontrándose diferencias

estadísticas entre tratamientos como se observa en la tabla 3-1.

Se pudo observar una tendencia clara a presentar los mayores valores en el contenido

de materia orgánica en los tratamientos aplicados con fuentes de materia orgánica

comparados con los tratamientos control del estudio, por lo cual se puede sostener que

con mayor número de aplicaciones esta variable incrementara en su valor con los

consecuentes valores agregados como lo sostiene Peña (2015), quien concluye que al

incrementar el nivel de materia orgánica se encontraron cambios positivos en los índices

de estabilidad estructural para tres tipos de suelos sometidos a aplicación de compost y

vinazas.

3.1.2.3 Capacidad de intercambio catiónico

Todos los tratamientos presentaron valores altos de capacidad de intercambio catiónico y

no se encontraron diferencias estadísticas significativas entre tratamientos según lo

registrado en la tabla 3-1, se observó tendencia a presentar los mayores valores en los

tratamientos con compost.

Lo anterior coincide con Aristizabal 2009, quien asegura que la aplicación de la vinaza al

suelo genera cambios en las algunas características físicas, químicas, dentro de ellas

tenemos: pH, disponibilidad de nutrientes principalmente potasio, Materia Orgánica,

capacidad de intercambio catiónico, conductividad eléctrica.

3.1.2.4 Elementos mayores

En la tabla 3.1, se consigna los resultados de análisis elementos mayores.


No se encontraron diferencias estadísticas en para fósforo, potasio, sodio, calcio,

magnesio.

Para el contenido de fosforo en general los tratamientos control presentaron niveles de

deficiencia para este elemento y en promedio se observó mayor contenido de este

elemento para los tratamientos orgánicos, tendencia que es similar a la encontrada por

Narváez et al. (2010) quien al aplicar vinazas en un suelo Typic Argiudoll de pH ácido

encontró diferencias significativas para el fosforo al aplicar vinaza para reemplazar la

fuente convencional de potasio por una fuente orgánica en un cultivo de maíz dulce.

El contenido de potasio presento tendencia en los tratamientos con compost a presentar

los mayores contenidos en el suelo de este elemento.

El contenido de azufre presento un nivel de normal a alto, se observaron diferencias

estadísticas entre tratamientos para las parcelas testigo con sulfato de amonio y en

tendencia los tratamientos que también tuvieron esta fuente de nitrógeno más compost y

mayavin presentaron los valores más altos en el contenido de este elemento en el suelo

(tabla 3-2), lo anterior es debido al aporte del elemento en el este fertilizante.

2.1.2.5 Elementos menores

No se encontraron diferencias estadísticas significativas para hierro, manganeso, cobre,

zinc y boro como se consigna en la tabla 3-2. Lo anterior coincide con lo hallado por

Narváez (2010), quien encontró que los contenidos de hierro y manganeso no se

incrementaron al aplicar vinaza en un suelo de condición ácida.


Tabla 3-2. Análisis de suelos en hacienda Llanogrande, azufre y elementos menores

Muñoz (2016) encontró al realizar el análisis estadístico de los datos de un experimento

de compost en un suelo de pH acido que el contenido de Zinc en el suelo al inicio del

experimento fue una covariable significativa para TCH y TAH en plantilla y primera soca

demostrando la importancia de la disponibilidad del Zn en el suelo para el adecuado

desarrollo del cultivo.

El mismo autor sostiene que el boro puede causar disminuciones de productividad, lo

cual se observó en un experimento de aplicación de vinaza y tres fuentes de nitrógeno en

la hacienda Cachimbalito de Incauca, en este caso las condiciones de suelo fueron

similares a las de hacienda La Suiza de pH ácido, suelos pesados y contenidos de B en

el suelo mayores a 0.3 ppm. Nivel no alcanzado en las condiciones de la hacienda

Llanogrande.

tratamiento Azufre Hierro Manganeso Cobre Zinc Boro

1 22 b 25,70 a 75,5 a 4,73 a 3,01 a 0,05 a

2 21 b 19,26 a 84,73 a 4,23 2,54 a 0,07 a

3 120 a 35,8 a 103,23 a 5,33 a 2,78 a 0,04 a

4 38 b 16,7 a 96,67 a 3,81 a 3,32 a 0,04 a

5 29 b 13,75 a 78,2 a 3,46 a 3,10 a 0,04 a

6 55 b 27,67 a 99,07 a 5,06 a 3,14 a 0,07 a

7 31 b 24,06 a 72,97 a 4,61 a 3,14 a 0,20 a

8 26 b 22,33 a 86,33 a 4,69 a 2,90 a 0,09 a

9 58 ab 15,06 a 86,17 a 3,57 a 2,98 a 0,10 a

p.p.m.


3.1.3 Análisis foliar hacienda Llanogrande.

3.1.3.1 Macro elementos

En la tabla 3-3, se consignan los resultados para esta variable con su evaluación

estadística. No se encontraron diferencias significativas para el nitrógeno, fosforo,

potasio, calcio y magnesio.

Tabla 3-3. Análisis foliar hacienda Llanogrande en niveles de macro elementos a los 6 meses de edad

El azufre presentó diferencias significativas para el tratamiento de sulfato de amonio y a

su vez como tendencia se encontró que los valores superiores de este elemento se

presentaron en los tratamientos que incluyen al sulfato de amonio como fuente de

nitrógeno lo cual es debido al aporte de azufre al aplicar este fertilizante.

Todos los elementos evaluados se ubicaron en el nivel óptimo de contenido de acuerdo a

los valores consignados en la tabla 3-4.

Como tendencia también se observó que los valores más altos en fósforo y potasio se

presentaron en los tratamientos con compost y en el calcio con los tratamientos de

vinaza.


Tabla 3-4. Análisis foliar de micro elementos en hacienda Llanogrande a 6 meses de edad


Como se registra en la tabla 3-4, en el análisis foliar realizado a los 6 meses no se

encontraron diferencias estadísticas significativas para los elementos hierro, manganeso,

cobre, zinc y boro.

Tabla 3-5. Nivel óptimo foliar para caña de azúcar, tomado de Anderson et al. (2000)

tratamiento Fe Mn Cu Zn B

1 114 a 173 a 8,35 a 19, 00 a 2,23 a

2 131 a 170 a 8,22 a 20,67 a 2,43 a

3 159 a 182 a 9.0 a 18,4 a 2,00 a

4 126 a 154 a 9,33 a 20,4 a 1,90 a

5 167 a 180 a 8,69 a 18,1 a 2,17 a

6 119 a 155 a 8,91 a 18,1 a 2,57 a

7 114 a 172 a 8,06 a 16,57 a 2,77 a

8 122 a 172 a 8,17 a 17,1 a 2,47 a

9 117 a 157 a 8,48 a 17,97 a 2,43 a

p.p.m.


3.1.4 Variables agronómicas hacienda Llanogrande

3.1.4.1 Población

Los resultados al seguimiento de esta variable se consignaron en la tabla 3-6. No se

observaron diferencias estadísticas significativas en los tratamientos evaluados. En las

evaluaciones realizadas para esta variable el tratamiento de nitrato de amonio combinado

con compost presentó el mayor valor, el menor valor a esta edad se obtuvo en el

tratamiento de nitrato de amonio.

A los trece meses los mayores valores de población con 11 tallos por metro se obtuvieron

en los tratamientos testigo urea, sulfato de amonio y los tratamientos en combinación

nitrato de amonio compost.

A pesar de estos resultados, estadísticamente no es posible determinar primero, que el

desarrollo de la población varíe entre tratamientos y segundo, que las tasas de cambio

sean diferentes de cero (Los intérvalos de confianza de todos los parámetros contienen

al cero). Lo anterior se traduce en que al 95% de confiabilidad la población de tallos se

mantuvo constante entre los 5 y 13 meses y en magnitud fue la misma para los 9

tratamientos.

Tabla 3-6. Lecturas de población hacienda Llanogrande

ELEMENTO

N

P

K

Ca

Mg

S

Fe

Mn

Cu

Zn

B

p.p.m

%

12 - 249

4 -17

17 - 32

15 - 20

% NIVEL OPTIMO

FOLIAR 6.0 MESES

1,65 - 2,7

0,18 -0,32

0,62 - 1,45

0,2 - 0,76

0,11 - 0,36

0,13 - 0,28

50 - 392


3.1.4.2 Altura

No se observaron diferencias estadísticas para esta variable.

Tabla 3-7. Lecturas de altura hacienda Llanogrande

Las tasas de cambio de la altura con respecto al tiempo no es posible interpretarla en los

términos habituales ya que el modelo de análisis consideró la raíz cuadrada de la edad

pero si es posible observar que la mayor tasa de crecimiento correspondió a las parcelas

tratadas con compost más urea, así mismo, la menor tasa de crecimiento la mostraron

las cañas de las parcelas tratadas con Nitrato de amonio. No fue posible determinar

diferencias estadísticas entre estas tasas de crecimiento pero todos los tratamientos de

compost presentaron como tendencia mayor altura (tabla 3-7).

5,0 7,0 9,0 11,0 13,0

tratamiento

1 9 10 10 10 11 a

2 6 7 7 8 8 a

3 10 10 10 11 11 a

4 9 9 9 10 10 a

5 11 11 11 11 11 a

6 10 10 10 10 9 a

7 10 10 10 10 10 a

8 9 9 10 10 10 a

9 9 10 10 10 10 a

EDAD ( meses)

POBLACION ( TALLOS / m )

5,0 7,0 9,0 11,0 13,0

tratamiento

1 107 135 174 192 227 a

2 89 114 148 181 191 a

3 111 142 181 197 229 a

4 102 133 187 193 233 a

5 127 159 198 215 251 a

6 106 137 175 190 232 a

7 115 147 185 199 231 a

8 103 133 169 190 221 a

9 106 136 170 187 217 a

EDAD ( meses)

Altura (cm)


3.1.4.3 Diámetro

La mayor tasa de engrosamiento se obtuvo los tallos de las parcelas aplicadas con

compost más urea y las de menor tasa las tratadas con vinaza más urea, no fue posible

detectar diferencias estadísticamente significativas entre los tratamientos como se puede

observar en la tabla 3-8.

Tabla 3-8. Lecturas de diámetro hacienda Llanogrande

Los resultados de población, altura y diámetro coinciden con los registrados por Quintero

et al. (2008), al evaluar durante dos cortes consecutivos en diferentes suelos dos

concentraciones de vinazas utilizando como fuente de nitrógeno urea en algunos casos y

nitrato de amonio en otros concluyeron que las variables población, altura y diámetro

presentaron muy baja variación entre tratamientos.

5,0 7,0 9,0 11,0 13,0

tratamiento

1 2,4 2,5 2,5 2,7 2,8 a2 2,3 2,4 2,4 2,6 2,7 a

3 2,5 2,6 2,6 2,6 2,8 a

4 2,4 2,5 2,6 2,8 2,9 a

5 2,5 2,6 2,6 2,7 2,9 a

6 2,5 2,6 2,7 2,8 2,8 a

7 2,4 2,5 2,7 2,6 2,8 a8 2,4 2,5 2,6 2,6 2,8 a

9 2,4 2,5 2,7 2,6 2,8 a

EDAD ( meses)

Diámetro (cm)


En la lectura final la variable diámetro a los 13 meses de los tratamientos con compost

presentaron los mayores valores.

3.1.5 Resultados de producción hacienda Llanogrande

3.1.5.1 Toneladas de caña por hectárea (TCH)

El análisis estadístico mostró diferencias para el tratamiento urea compost (a) con el

mayor valor de TCH y los tratamientos urea vinaza (b) y urea sulfato de amonio (b) con

los menores valores de esta variable.

Al comparar los resultados de TCH en el tratamiento compost más urea con el

tratamiento testigo convencional de urea, se encuentra una respuesta positiva en 20,4

toneladas de caña por hectárea lo cual refrenda el beneficio de aplicación de fuentes

orgánicas bajo las condiciones evaluadas de alta saturación de humedad.

Coinciden los resultados encontrados con los que presenta Muñoz et al. (2012), quienes

afirman que en las zonas agroecológicas en las cuales se produjo un efecto positivo de la

aplicación de compost sobre la variable TCH fueron aquellas en los que los suelos

presentan problemas de alta saturación debido a drenaje interno deficiente. Sostienen

además los autores que la aplicación de compost en estas zonas agroecológicas

incremento en un 15% las TCH, lo cual equivale a 18 toneladas por hectárea de

diferencia comparando con áreas no aplicadas.

La respuesta positiva a los tratamientos con abono orgánico coinciden con los hallados

por Quintero y Arcila 2008, al establecer un experimento en un suelo de pH ácido serie

Caloto - typic palehumults y evaluar el efecto sobre esta variable de diferentes dosis de

vinaza concentrada de 55% de solidos totales de hasta 166,7 m3.ha-1, en la producción

TCH y sacarosa. Los mejores resultados se obtuvieron hasta una dosis de 16,7 m3.ha-1.

Figura 3-2. Resultados de producción toneladas de caña por hectárea (TCH) en la hacienda Llanogrande


Muñoz (2016), concluye para un experimento evaluando cinco cortes de aplicación

consecutiva de compost en un cultivo de caña que se puede lograr un efecto positivo de

la aplicación del compost sobre la productividad bajo condiciones de suelos similares a

las del sitio de estudio de pH acido, donde se debe al menos aplicar una dosis de 10 t/ha

para incrementar y mantener estable TCH, lográndose incrementos de TCH entre el 11 y

24% y TAH entre 9 y 29%.

Para Berrocal 1987, aunque no se encontraron resultados estadísticamente significativos

se observaron claras tendencias de respuesta a bajas dosis de bagazo, cachaza y vinaza

incrementando el tonelaje y la madurez de la caña.

En todos los tratamientos la tendencia a presentar los valores más bajos los presentaron

las parcelas de sulfato de amonio presentando su menor valor en la mezcla con vinaza

con 100,2 toneladas de caña por hectárea lo cual corrobora que no es una fuente para

usar en condición de pH ácido en el suelo.

3.1.5.2 Sacarosa (%)

El análisis estadístico no arrojó diferencias estadísticas significativas entre tratamientos

para la variable sacarosa (tabla 3-8). Lo anterior esta explicado porque esta variable está


influenciada más por otras condiciones de orden climático y la edad de cosecha la cual

fue tardía debido a las difíciles condiciones del campo para ser cosechado.

Figura 3-3. Resultados de sacarosa (SAC%) en hacienda Llanogrande

A pesar de no presentarse diferencias estadísticas si se observa una tendencia en los

tratamientos con urea a presentar los menores valores. Los tratamientos con sulfato de

amonio y sulfato de amonio compost presentaron los mayores valores. En el análisis para

la mezcla de vinazas el mejor resultado se presentó con el nitrato de amonio.

Azúcares invertidos (%). No se encontraron diferencias estadísticas significativas para

la variable invertidos.

En tendencia los menores valores de invertidos se presentaron en los tratamientos de

nitrato de amonio como fuente de N. En los tratamientos orgánicos los mayores valores

de esta variable se presentaron en los de mezcla con urea.

3.1.5.3 Pureza (%)

Para esta variable el análisis estadístico no mostró diferencias significativas entre

tratamientos como se observa en la figura 3-4.


La tendencia a presentar mayores niveles de pureza se dio en los tratamientos con

nitrato de amonio tanto en los tratamientos control como en los tratamientos orgánicos.

Figura 3-4. Resultados de azúcares invertidos (INV %) en hacienda Llanogrande

3.1.5.4 Rendimiento (%)

Como se observa en la figura 3-6, no se presentaron diferencias significativas en el

análisis estadístico de la variable rendimiento, lo cual coincide con los resultados

encontrados por Muñoz et al. (2012), para las variables rendimiento y toneladas de

azúcar por hectárea (TAH), no observando un efecto positivo claro en ellas a aplicación

del compost debido que la producción y acumulación de sacarosa está influenciada por

condiciones climatológicas (precipitación, radiación, oscilación de temperatura entre el

día y la noche) durante la fase de maduración y cosecha de la caña.

Los resultados coinciden con los encontrados por Kondorfer (2010), sostiene el autor que

dosis inferiores a 300 kg/ha de K2O interfieren muy poco en la calidad de la materia

prima.

Se observó una tendencia en la urea a tener los menores valores de rendimiento tanto en

los tratamientos control como en los tratamientos orgánicos. De igual manera se observó

una tendencia a obtener mayores valores en el rendimiento de los tratamientos control.


Figura 3-5. Resultados de pureza (PZA %) en hacienda Llanogrande

Figura 3-6. Resultados de rendimiento (RTO %) en hacienda Llanogrande


3.1.5.5 Toneladas de caña por hectárea mes (TCHM)

Se encontraron diferencias estadísticas significativas para la variable toneladas de caña

por hectárea mes en el tratamiento urea compost con el mayor valor y los tratamientos

urea vinaza y sulfato de amonio vinaza con los valores más bajos (figura 3-7).

Figura 3-7. Resultados toneladas de caña hectárea mes (TCHM) en hacienda Llanogrande

Figura 3-8. Resultados toneladas de azúcar hectárea mes (TAHM) en hacienda Llanogrande


3.1.5.6 Toneladas de azúcar por hectárea mes (TAHM)

No se observaron diferencias significativas en el análisis estadístico de la variable

toneladas de azúcar hectárea mes. La tendencia de los resultados se dio con mayores

valores en los tratamientos con compost (figura 3-8).

Para Muñoz (2016), las dosis de al menos 15 t/ha de compost mostró tendencia a

mantener también la estabilidad del TAH, lo cual coincide con lo encontrado en el

experimento ya que los tratamientos con mayor valor fueron los de compost siendo el

tratamiento de compost más urea el mejor resultado.

3.2 Hacienda Mañagama, pH básico.

3.2.1 Precipitación

La precipitación acumulada para este el ciclo de cultivo fue de 2418 mm. En 13,1 meses

de edad.

El menor valor de precipitación se presentó en febrero del 2011 con 25 mm y el mayor

valor en diciembre del 2010 con 379 mm. Como se presenta en la figura 3-9.

Figura 3-9. Precipitación durante el ciclo del cultivo en la hacienda Malagana


En la consociación Palmirita (PT) la porosidad total calculada fluctúa de 31 al 47%, con

dominancia de los microporos y la retención de humedad de los primeros 60 cm varía de

alta a muy alta.

3.2.2 Análisis de suelos Hacienda Malagana

Los resultados del análisis de suelos realizados en los 90 días después de siembra se

presentan en la tabla 3-8.

3.2.2.1 pH

Todas las parcelas presentaron un pH básico ubicándose desde ligeramente básico en el

tratamiento sulfato de amonio compost hasta muy básico en el tratamiento urea vinaza, el

análisis estadístico no mostro diferencias estadísticas significativas entre tratamientos

para las dosis aplicadas, contrario a lo reportado por Camargo (1983) quien encontró un

aumento sensible de pH en el suelo al aplicar dosis bajas de 100 m3/ha.

3.2.2.2 Materia orgánica (M.O %)

La tabla 3-9, muestra como la mayoría de las parcelas se ubicaron en el nivel bajo de la

materia orgánica excepto el tratamiento de sulfato de amonio vinaza ubicado en un nivel

medio de materia orgánica, aunque en el análisis estadístico no se encontraron

diferencias estadísticas significativas.


Se observó una tendencia en los tratamientos aplicados con compost a presentar los

valores más altos de esta variable.

3.2.2.3 Capacidad de intercambio catiónico (CIC)

Al analizar estadísticamente la información no se encontraron diferencias estadísticas

para esta variable, tabla 3-9. Se observó una tendencia a tener los mayores valores en

los tratamientos donde se aplicaron fuentes orgánicas, coinciden los resultados con los

encontrados por Lotero (2012) quien afirma que la aplicación de vinaza causó cambios

en la CIC del suelo pero estos no resultaron consistentes con las dosis aplicadas y

Narváez (2010), quien encontró incrementos significativos entre muestreos al aplicar

vinazas en suelos de pH ácido y básico.

3.2.2.4 Elementos mayores

No se encontraron diferencias estadísticas en los contenidos de fosforo, potasio, sodio,

calcio, magnesio (tabla 3-9) y azufre (tabla 3-10).

Tabla 3-9. Evaluación de pH, materia orgánica, fosforo y cationes en análisis de suelos hacienda Malagana

Como tendencia los tratamientos de compost presentaron los mayores valores en el

contenido fosforo.

p.p.m.

tratamiento PH 1:1

Materia

organica

(%)

Fosforo

(Olsen)Potasio Sodio Calcio Magnesio

C.I.C

meq/100g

1 7,71 a 1,90 a 10 a 0,23 a 0,34 a 11,96 a 5,52 a 16,47 a

2 7,77 a 2,09 a 13 a 0,22 a 0,46 a 13,33 a 6,64 a 18,27 a

3 7,51 a 2,19 a 31 a 0,25 a 0,33 a 11,67 a 5,70 a 17,20 a

4 7,78 a 2,32 a 20 a 0,29 a 0,42 a 13,70 a 7,13 a 20,80 a

5 7,55 a 2,27 a 47 a 0,33 a 0,38 a 12,40 a 6,34 a 19,07 a

6 7,29 a 2,25 a 30 a 0,24 a 0,33 a 11,83 a 5,99 a 18,40 a

7 8,09 a 2,05 a 7 a 0,28 a 0,44 a 12,60 a 6,66 a 18,33 a

8 7,92 a 2,10 a 9 a 0,22 a 0,29 a 12,70 a 6,47 a 18,20 a

9 7,57 a 2,39 a 23 a 0,32 a 0,50 a 13,10 a 7,24 a 19,87 a

m.e / 100 gr de suelo


Para potasio y calcio se observó tendencia en los tratamientos con compost y vinaza en

su orden a presentar mayores valores para esta variable, lo cual coincide con Camargo

(1983), quien afirma que al aplicar vinaza se presenta un aumento generalizado de

cationes intercambiables y con Narváez (2010), quien encontró que el contenido de este

calcio se incrementó al aplicar vinaza en suelos de pH contrastantes.

En azufre como tendencia se aprecia que los mayores valores se obtuvieron en los

tratamientos donde se aplicó sulfato de amonio, lo cual es lógico dado el aporte de la

este elemento en la fuente nitrogenada. En promedio los mayores valores se presentaron

en los tratamientos con vinazas.


Como se consigna en la tabla 3-10, no se encontraron diferencias significativas para los

elementos hierro, manganeso, cobre, zinc y boro.

Contrario a lo que sostienen Camargo et al., (1983), quienes observaron incrementos en

la disponibilidad de los micronutrientes al aplicar vinazas en los suelos.

El contenido de zinc coincide con lo hallado por Narváez (2010), para este elemento

cuando no se encontraron diferencias significativas al realizar aplicación de vinazas en

dos suelos de condición contrastante de pH.

En el análisis de contenido del hierro, lo hallado fue contrario a lo determinado por

Narváez (2010) en un suelo de pH básico aplicado con vinazas, donde se encontraron

incrementos significativos sin llegar a un nivel que pudiese ser tóxico.

Tabla 3-10. Azufre y elementos menores en análisis de suelos hacienda Malagana


En la tabla 3-10 se presenta una tendencia clara a tener mayores valores en el boro en

los tratamientos donde se aplicaron fuentes orgánicas.

3.3 Análisis foliar hacienda Malagana

3.3.1 Elementos mayores

Como se observa en la tabla 3-11, no se presentaron diferencias estadísticas

significativas en los niveles foliares de nitrógeno, fósforo, potasio, calcio, magnesio,

azufre. Todos los niveles hallados se ubicaron dentro del rango óptimo de acuerdo a los

niveles consignados en la tabla 3-5

Tabla 3-11. Análisis foliar niveles de macroelementos hacienda Malagana

tratamiento Azufre Hierro Manganeso Cobre Zinc Boro

1 14 a 6,7 a 81 a 1,31 a 1,74 a 0,05 a

2 13 a 5,2 a 89 a 1,16 a 1,69 a 0,07 a

3 94 a 6,4 a 84 a 1,25 a 2,05 a 0,08 a

4 24 a 4,9 a 83 a 1,18 a 1,83 a 0,16 a

5 14 a 5,6 a 94 a 1,24 a 2,29 a 0,12 a

6 82 a 7,0 a 88 a 1,35 a 1,99 a 0,13 a

7 21 a 5,8 a 80 a 1,15 a 1,65 a 0,13 a

8 22 a 6,0 a 85 a 1,25 a 1,80 a 0,10 a

9 130 a 5,3 a 86 a 1,17 a 1,79 a 0,14 a

p.p.m.

tratamiento N P K Ca Mg S 1 1,85 a 0,20 a 1,55 a 0,26 a 0,22 a 0,16 a

2 1,87 a 0,20 a 1,62 a 0,29 a 0,19 a 0,17 a

3 1,85 a 0,19 a 1,59 a 0,26 a 0,21 a 0,21 a

4 1,87 a 0,21 a 1,62 a 0,25 a 0,20 a 0,16 a

5 1,89 a 0,22 a 1,75 a 0,25 a 0,19 a 0,69 a

6 1,82 a 0,21 a 1,68 a 0,26 a 0,19 a 0,225 a

7 1,78 a 0,20 a 1,71 a 0,24 a 0,18 a 0,18 a

8 1,85 a 0,18 a 1,62 a 0,25 a 0,19 a 0,19 a

9 1,91 a 0,20 a 1,79 a 0,25 a 0,19 a 0,21 a

%


3.3.2 Elementos menores

No se presentaron diferencias significativas en un nivel de confianza del 95% en el

contenido foliar de los elementos menores hierro, cobre y zinc y sus niveles están

ubicados dentro del rango óptimo de contenido foliar de acuerdo con la información

consignada en la tabla 3-5.

Tabla 3-12. Análisis foliar de micro elementos en hacienda Malagana a 6 meses

El manganeso presento diferencia estadística significativa en el tratamiento control de

sulfato de amonio y en el tratamiento con sulfato de amonio y vinaza con los mayores

valores.

El contenido de boro también presento diferencias significativas en el contenido foliar a

favor del tratamiento mezcla de sulfato de amonio más vinaza y contra el tratamiento

urea más compost. Se observó además como tendencia a presentarse los mayores

contenidos de este elemento en los tratamientos con vinaza como fuente orgánica.

3.3.3 Variables agronómicas en hacienda Malagana.

3.3.3.1 Población

En la tabla 3-13, se observa como para todos los tratamientos, y a diferencia de lo

sucedido en Llanogrande, la población decreció a través del tiempo.

tratamiento Fe Mn Cu Zn B1 96 a 34 b 7,47 a 17,13 a 2,63 abc

2 114 a 35 b 7,17 a 16,33 a 1,83 bc

3 157 a 48 a 6,88 a 16,03 a 2,23 abc

4 86 a 30 b 6,99 a 16,33 a 1,60 c

5 87 a 33 b 6,76 a 16,07 a 2,27 abc

6 85 a 39 ab 6,66 a 17,23 a 2,53 abc

7 82 a 31 b 6,30 a 14,20 a 3,00 ab

8 196 a 36 b 7,00 a 16,10 a 3.00 ab

9 85 a 48 a 7,27 a 17,10 a 3,13 a

p.p.m.


Tabla 3-13. Lecturas de población hacienda Malagana

El mayor decrecimiento lo mostraron los tratamientos de vinaza más urea y compost más

urea, encontrándose además que estas tasas son diferentes de cero, es decir, se puede

afirmar que las parcelas tratadas con estos dos tratamientos redujeron su población entre

los 5 y los 13 meses.

En los demás tratamientos al 95% de confiabilidad se encontró que las poblaciones se

mantuvieron constantes en el período evaluado.

Todas las parcelas mostraron un decrecimiento de forma creciente no mostrando mayor

variación entre las curvas ajustadas en los diferentes tratamientos.

3.3.3.2 Altura

Se encontró que la mayor tasa de crecimiento se obtuvo en las parcelas tratadas con

vinaza y urea, así mismo el menor crecimiento estuvo en las parcelas de compost y

sulfato de amonio. No se detectaron diferencias estadísticamente significativas entre

estas tasas como está consignado en la tabla 3-14.

Los modelos ajustados muestran la similitud en el crecimiento al interior de cada dosis de

fertilizante.

3.3.3.3 Diámetro

5,0 7,0 9,0 11,0 13,0

tratamiento

1 14 14 14 14 13 a

2 14 14 14 14 13 a

3 14 14 13 13 13 a

4 15 14 14 14 13 a

5 14 13 13 13 12 a

6 14 14 14 14 13 a

7 14 14 13 13 13 a

8 13 13 13 13 12 a

9 14 13 13 13 13 a

EDAD ( meses)

Población ( Tallos / m )


No se encontraron diferencias estadísticas para esta variable. En la tabla 3-15 se

encuentran las tasas de engrosamiento de los tallos en los diferentes tratamientos.

Descriptivamente el tratamiento de mayor engrosamiento fue vinaza más urea y el de

menos fue vinaza más sulfato de amonio. Estadísticamente no se detectaron diferencias

estadísticas entre los tratamientos.

Tabla 3-14. Lecturas de altura hacienda Malagana

Tabla 3-15. Lecturas de diámetro hacienda Malagana

5,0 7,0 9,0 11,0 13,0

tratamiento

1 160 209 260 274 336 a

2 155 193 262 273 327 a

3 170 215 276 283 332 a

4 159 197 259 270 332 a

5 164 205 272 282 335 a

6 170 211 280 291 333 a

7 159 199 263 273 326 a

8 164 204 272 278 329 a

9 154 195 263 273 333 a

EDAD ( meses)

Altura (cm)

5,0 7,0 9,0 11,0 13,0

tratamiento

1 2,7 2,7 2,9 3,2 3,3 a

2 2,7 2,8 3,0 3,0 3,1 a

3 2,8 2,9 3,1 3,1 3,2 a

4 2,6 2,8 2,9 3,1 3,1 a

5 2,8 2,9 3,2 3,1 3,2 a

6 2,7 3,0 3,0 3,0 3,2 a

7 2,7 2,8 3,1 3,0 3,2 a

8 2,7 2,9 3,0 3,0 3,1 a

9 2,8 2,9 3,2 3,1 3,1 a

EDAD ( meses)

Diámetro (cm)


3.3.4 Resultados de producción en hacienda Malagana.

3.3.4.1 Toneladas de caña por hectárea (TCH)

Aunque estadísticamente no se encontraron diferencias estadísticas significativas para

esta variable, al evaluar los tratamientos por separado en los tratamientos control los

mejores resultados se dieron con el sulfato de amonio y urea, en los tratamientos con

compost el mejor comportamiento se dio en los tratamientos con sulfato de amonio

(figura 10).

Figura 3-10. Resultados de toneladas de caña por hectárea hacienda Malagana

Los tratamientos de vinaza no mostraron ninguna tendencia en la respuesta a las fuentes

nitrogenadas.

Los resultados fueron contrarios a los hallados por Berrocal 1987, quien asegura que

aunque no se encontraron resultados estadísticamente significativos se observaron

claras tendencias de respuesta a bajas dosis de bagazo, cachaza y vinaza

incrementando el tonelaje y la madurez de la caña. Muñoz et al. (2012) encontró

diferencias significativas desde la primera aplicación para esta variable al analizar la

información comercial del ingenio Risaralda en dosis de 5 t. de compost.

3.3.4.2 Sacarosa

(%). No se encontraron diferencias estadísticas significativas entre tratamientos.


No se observaron diferencias estadísticas significativas a un nivel del 5% por lo que se

puede asegurar que los tratamientos orgánicos no presentaron afectación sobre esta

variable en las condiciones evaluadas coincidiendo con Muñoz (2012), quien sostiene

que no se observó un efecto positivo claro de esta variable como respuesta a la

aplicación de compost en dosis de 5 t. de compost.

Figura 3-11. Resultados de sacarosa (SAC%) en hacienda Malagana

3.3.4.3 Azúcares Invertidos (%)

Se encontraron diferencias estadísticas significativas para esta variable la cual está

asociada directamente con la maduración.

Figura 3-12. Resultados de azúcares invertidos (INV%) en hacienda Malagana


El valor más alto con diferencia significativa estuvo asociado con el tratamiento de sulfato

de amonio el cual presento además el mayor TCH y el menor porcentaje de sacarosa por

lo cual y en las condiciones evaluadas se puede asegurar que la fuente nitrogenada

afecto la maduración del cultivo en la aplicación como única fuente evaluada.

3.3.4.4 Rendimiento

No se hallaron diferencias estadísticas significativas en esta variable. En un análisis de

tendencia se puede observar que los mayores valores de esta variable se consiguieron

con la fuente de nitrato de amonio tanto en los tratamientos control como en los

tratamientos con compost como fuente orgánica. En los tratamientos con vinaza el mayor

valor se obtuvo con la urea como fuente de nitrógeno.

Figura 3-13. Resultados de rendimiento (RTO%) en hacienda Malagana

3.3.4.5 Toneladas de caña por hectárea mes (TCHM)

Aunque no se encontraron diferencias estadísticas significativas entre tratamientos para

un nivel de 5%, los mayores valores de esta variable se presentaron con fuente

nitrogenada sin fuente orgánica.


3.3.4.6 Toneladas de caña por hectárea mes (TAHM)

Para esta variable no se encontraron diferencias estadísticas significativas en ninguno de

los tratamientos como se registra en la figura 3-15.

Figura 3-14. Resultados de toneladas caña por hectárea mes en hacienda Malagana

Figura 3-15. Resultados de toneladas de azúcar hectárea mes hacienda Malagana


Los mayores valores de toneladas de azúcar por hectárea mes (TAHM) se presentaron

en los tratamientos de fuente nitrogenada con vinaza y compost nitrato de amonio. No se

observa sin embargo una tendencia clara en esta variable lo cual coincide con lo

expresado por Muñoz (2012) al evaluar los resultados comerciales del ingenio Risaralda

en la variable TAH

4. Conclusiones y Recomendaciones

4.1 Conclusiones

En la condición de suelo con pH ácido se presentaron diferencias significativas para

toneladas de caña por hectárea a favor del tratamiento de compost más urea y como

tendencia el compostaje se presentó como la mejor opción de fertilizante en condiciones

de exceso de humedad.

Los tratamientos orgánicos compostaje y vinaza en las diferentes mezclas presentaron

como tendencia los mayores valores de toneladas de azúcar por hectárea mes en las dos

condiciones contrastantes de pH en el suelo.

En las variables de calidad de jugos no se detectaron diferencias en los tratamientos para

las dos localidades excepto en la condición de pH básico en la variable azucares

invertidos para el tratamiento control de sulfato de amonio el cual presento igualmente la

tendencia a producir mayor tonelaje por hectárea y el menor contenido de sacarosa.

Aunque los tratamientos no mostraron diferencias estadísticas en las variables químicas

del suelo algunas si presentaron tendencias incrementales en su contenido debido a los

aportes de las fuentes orgánicas como el fosforo en condición de pH ácido y el calcio,

magnesio y boro en condición de pH básico.

Se presentaron como tendencia en ambas localidades respuestas a favor de los

tratamientos orgánicos para las variables del suelo materia orgánica, potasio y capacidad

de intercambio catiónico.


En el análisis foliar no se presentaron diferencias significativas en las dos condiciones de

pH del suelo evaluadas y solo se presentaron tendencias en valores superiores para las

variables potasio con compost en suelo ácido y ambas fuentes de orgánicos en condición

básica de pH.

Las variables agronómicas población, altura y diámetro no presentaron diferencias

significativas para los tratamientos evaluados.

4.2 Recomendaciones

Se sugiere realizar evaluaciones de tipo biológico en flora, fauna (macro y micro) y de las

variables físicas para determinar el comportamiento de estos frente a la aplicación de

vinaza y compost.

Realizar monitoreo en el tiempo de las características químicas del suelo para evaluar las

posibles fluctuaciones de las diferentes variables.

Continuar por un período más largo de al menos tres ciclos las evaluaciones del efecto

de los tratamientos para corroborar que las tendencias encontradas se deben

efectivamente a los tratamientos propuestos.

Se recomienda incluir el tratamiento de cero absoluto en este tipo de experimentos y

toma de muestras de suelo previas a la aplicación de los tratamientos para tener una

línea base.

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