Características principales y desarrollo

          Caña de azúcar (Saccharum officinarum L.) es una planta monocotiledónea, perteneciente a la familia Poáceas (REDAE; AMBAYE, 2018) originaria del continente asiático. Esta planta es un complejo poliploide derivado de la hibridación interespecífica y el retrocruzamiento que involucra a tres especies principales: Saccharum officinarum, Saccharum barberi e Saccharum spontaneum (ANBANANDAN; ESWARAN, 2018). Por lo tanto, la caña de azúcar moderna tiene características únicas, combinando el alto contenido de azúcar de Saccharum officinarum con robustez y resistencia a las enfermedades de Saccharum spontaneum (ZHANG et al., 2018). Esta hibridación también permitió que la caña de azúcar obtuviera un mayor potencial de rendimiento y una mejor adaptabilidad para el crecimiento en diversas condiciones de estrés (ANBANANDAN; ESWARAN, 2018).

          La importancia de la caña de azúcar radica en que no solo es una materia prima para la producción de azúcar, sino también un cultivo de biomasa eficiente e importante, además de tener un alto potencial para la generación de biocombustibles (SATHISH et al., 2018). Además de los principales productos de su cadena de producción, el procesamiento de la caña de azúcar genera algunos subproductos como el bagazo y la melaza (DIAS et al., 2021). La melaza es la principal materia prima para la producción de alcohol; el bagazo se puede utilizar como materia prima en la industria papelera, alimento para animales y para la cogeneración de energía en la mayoría de los ingenios azucareros (REDAE; AMBAYE, 2018).

          Brasil se destaca como el mayor productor mundial de caña de azúcar, seguido por India (PARIDA et al., 2020). En la cosecha 2018-2019, la superficie cultivada de caña de azúcar brasileña fue de alrededor de 8,59 millones de hectáreas, con una producción de 620,44 millones de toneladas (DIAS et al., 2021). São Paulo es el estado con la mayor participación en la producción nacional, con 4,43 millones de hectáreas y una producción de 332,88 millones de toneladas, lo que equivale a 53,651 TP3T de la caña de azúcar procesada en el país (SILVA et al., 2020).

          Según Oliveira (2012), en Brasil existen dos macrorregiones productoras de caña de azúcar: la región Centro-Sur, que incluye los estados de Mato Grosso, Mato Grosso do Sul, Goiás, Minas Gerais, São Paulo y Paraná; y la región Norte-Noreste, que incluye los estados de Bahía, Sergipe, Alagoas, Pernambuco, Paraíba y Rio Grande do Norte. La Figura 1 muestra estas dos principales regiones productoras.

          En el cultivo de caña de azúcar, el clima ideal presenta dos estaciones bien definidas: una estación cálida y húmeda que favorece su germinación y desarrollo vegetativo, y una estación fría y seca que promueve la maduración y la consiguiente acumulación de sacarosa en los tallos (DA SILVA et al., 2015). La cosecha suele realizarse después de periodos de lluvia, con el objetivo de alcanzar el punto óptimo de maduración y la máxima acumulación de sacarosa en la planta, así como para facilitar las operaciones de corte y transporte (AQUINO et al., 2014).

          El ciclo de la caña de azúcar plantada por primera vez, es decir, desde que nace de una plántula hasta que recibe su primera cosecha, se denomina ciclo planta-caña de azúcar. Bajo las condiciones climáticas predominantes en el centro-sur de Brasil, la siembra se lleva a cabo principalmente en dos períodos distintos:

• Primera temporada: de septiembre a noviembre, al comienzo de la estación lluviosa y calurosa. En estas condiciones, la caña de azúcar tiene un ciclo promedio de 12 meses, conocida popularmente como "caña anual". La caña anual alcanza su máximo desarrollo de noviembre a abril, disminuyendo a partir de ese mes debido a las condiciones climáticas adversas, con la posibilidad de cosecha, según la variedad, a partir de julio. Se observa que después de plantar el esqueje, brota y la caña de azúcar crece continuamente hasta abril, cuando madura. Por lo tanto, hay aproximadamente 8 meses de desarrollo vegetativo y 4 meses para que se produzca la maduración. (DA SILVA; DA SILVA, 2012).
• Segunda temporada de siembra: la siembra se realiza de enero a principios de abril, en plena temporada de lluvias y calor, hacia el otoño. Algunos productores o unidades extienden la siembra hasta mayo. En estas condiciones, la caña de azúcar se conoce popularmente como "caña de azúcar de año y medio" y permanece en estado de latencia durante el primer invierno, cosechándose en el segundo. De esta manera, se produce un ciclo de desarrollo variable en la caña de azúcar. Su crecimiento se ve favorecido durante los primeros tres meses, limitándose durante cinco meses (de abril a agosto). Luego, durante siete meses (de septiembre a abril), la planta de caña de azúcar retoma su pleno crecimiento vegetativo y madura durante los meses de invierno. Por lo tanto, hay aproximadamente diez meses de desarrollo vegetativo, lo que resulta en una mayor producción. (DA SILVA; DA SILVA, 2012).

          Tras la cosecha de la caña de azúcar, comienza un nuevo ciclo de aproximadamente 12 meses: el ciclo de rebrote. Los factores ambientales que afectan al ciclo de la planta de caña de azúcar también afectan al ciclo de rebrote. (DA SILVA; DA SILVA, 2012).

          En el caso de la caña de azúcar anual y la de rebrote, la fase de máximo desarrollo se produce en la primera mitad de la larga temporada de crecimiento, mientras que en la caña de azúcar de un año y medio, esto ocurre en la segunda mitad. Tanto para la caña de siembra como para la de rebrote, la vegetación máxima se alcanza anualmente en diciembre. (DA SILVA; DA SILVA, 2012).

          En esta época, factores como la luz y la duración del día se combinan con factores hidrotermales, demostrando así su importancia en la producción de caña de azúcar. Para aprovechar al máximo la mejor temporada de crecimiento, es necesario que el sistema radicular del grupo de plantas esté bien desarrollado y que haya entre 12 y 14 hojas completamente desarrolladas. (DA SILVA; DA SILVA, 2012).

Gestión de la fertilización

          La fertilización es uno de los factores que más influyen en la productividad. Las plantas necesitan macro y micronutrientes, ya que estos elementos desempeñan un papel fundamental en su metabolismo. Tras la preparación del terreno, el productor debe recolectar muestras de suelo de cada parcela para su análisis, con el fin de realizar las correcciones y fertilizaciones necesarias (SILVA, 2009).

          Antes de abordar los requerimientos nutricionales de la caña de azúcar, es importante destacar todas las fases de su desarrollo y el patrón de absorción de nutrientes en estas fases. El ciclo de la caña de azúcar se puede dividir en tres fases, según Oliveira et al., 2011: 

          Primera fase: Se caracteriza por el crecimiento, el enraizamiento y el ahijamiento del cultivo. En esta etapa, la acumulación de biomasa es pequeña, generalmente del orden de 10¹TP³T tanto en el ciclo de caña de azúcar como en el de rebrote. Esta fase suele durar unos 120 días en la caña de azúcar y 90 días en la de rebrote.

          Segunda fase: Se caracteriza por la intensa acumulación de biomasa, durante la cual las tasas de extracción de nutrientes se aceleran hasta alcanzar un pico máximo y posteriormente se estabilizan. En esta fase, se acumulan aproximadamente 801 TP3T de materia seca y nutrientes necesarios para las plantas.

          Tercera fase: Esta es la fase de estabilización del crecimiento, cuando la acumulación de biomasa y nutrientes es baja, generalmente inferior al 101% del total acumulado durante el ciclo. Esta fase coincide con la fase de maduración del tallo.

          La figura 2 muestra la división de estas fases:

Figura 2. Patrón de acumulación de materia seca, nitrógeno, fósforo y potasio en la caña de azúcar. Fuente: Adaptado de Oliveira et al., 2011.

Requisitos de macronutrientes

• Fertilización de plantas de caña de azúcar

Nitrógeno

          El requerimiento de nitrógeno en el cultivo de caña de azúcar es relativamente bajo en comparación con el potasio, el nutriente más exportado por el cultivo. Entre los factores que contribuyen a esto se encuentra la ocurrencia de fijación biológica de nitrógeno en el cultivo debido a la asociación de la planta con bacterias endófitas fijadoras de nitrógeno (CQFS, 2016). 

Tabla 1 – Requerimientos de nitrógeno para el cultivo de caña de azúcar.

Fuente: CQFS - Comisión de Química y Fertilidad del Suelo, 2016.

          Aplique de 10 a 20 kg de N/ha en el momento de la siembra, en el fondo del surco, y el resto como abonado de cobertura antes del cierre del dosel (aproximadamente de 90 a 100 días después de la siembra).CQFS, 2016).

Fósforo y potasio 

          El potasio desempeña diversas funciones metabólicas y estructurales en las plantas. En los suelos tropicales, los niveles de potasio (K) suelen ser bajos (generalmente inferiores a 1,5 mmolc dm⁻³).-3), lo que hace necesario complementar este nutriente con fertilizantes para permitir una productividad sostenible. (OTTO et al., 2010). El carbonato, seguido del nitrógeno, es el nutriente que más absorbe la caña de azúcar. Por cada 100 t ha-1 De los tallos se exportan aproximadamente 150 kg/ha.-1 de K2O (OTTO et al., 2019), aunque en suelos con alto contenido de K, la exportación por los tallos puede alcanzar 285 kg ha-1 de K2(FRANCO et al., 2008).

          El potasio (K) que llega a las plantas proviene de la solución y de los sitios de intercambio de los coloides del suelo, que se encuentran en equilibrio con el K no intercambiable y el K estructural de los minerales (SPARKS; HUANG, 1985). El contenido intercambiable es la principal fuente de reposición de K en la solución (RAIJ, 1991), el cual, a su vez, puede ser absorbido por las plantas, adsorbido a las cargas negativas del suelo o perdido por lixiviación. 

          El potasio añadido mediante fertilización potásica, así como el que se libera de la paja que queda en el suelo, puede lixiviarse intensamente del perfil del suelo, dependiendo de la cantidad de lluvia, la dosis de nutrientes y la textura del suelo, entre otros factores (ROSOLEM et al., 2006). Rosolem y Nakagawa (2001) observaron un aumento en la lixiviación de K en el perfil de un suelo de textura media cuando se aplicaron dosis superiores a 80 kg ha.-1 de K2La cantidad de potasio (K) por año, independientemente del método de aplicación del fertilizante. Además de favorecer la lixiviación, el potasio aplicado en altas dosis y de una sola vez puede provocar la salinización del área tratada, lo que podría causar toxicidad en las raíces de las plantas. (OTTO et al., 2010). 

Tabla 2 – Requerimientos de fósforo y potasio para el cultivo de caña de azúcar.

 Fuente: Vitti et al., 2015

          La aplicación de fósforo y potasio debe realizarse junto con el nitrógeno al momento de la siembra, en el fondo del surco. En suelos arenosos, se recomienda dividir la fertilización con potasio, aplicando 2/3 al momento de la siembra o después del corte y el resto como abonado de cobertura, junto con el nitrógeno. (CQFS, 2016).

          Los resultados obtenidos por Otto et al. (2010) mostraron que el K juega un papel importante en el crecimiento de la caña de azúcar, la productividad del tallo y la productividad del azúcar, especialmente en suelos con bajos niveles de este nutriente. Dosis excesivas de K (mayores de 150 kg ha)-1 de K2O) limitó el crecimiento y la productividad de la caña de azúcar en las condiciones experimentales. (OTTO et al., 2010).

          También podemos hablar de los factores externos que influyen en la respuesta de los cultivos a la fertilización fosfática, la cual está influenciada por la humedad del suelo, la mineralogía y la textura, que son fundamentales para determinar la disponibilidad de P para las plantas (SANTOS et al., 2008; SOUZA JÚNIOR et al., 2012; OLIVEIRA et al., 2013) y el potencial productivo del campo de caña de azúcar (CERRI; MAGALHÃES, 2012).

          El uso de fuentes orgánicas de fósforo desempeña un papel fundamental en la vida de los microorganismos, ya que aumenta la capacidad de intercambio catiónico (CIC) y la movilidad del fósforo en el suelo (ALMEIDA 2002). Por lo tanto, en los últimos años, el uso de fuentes alternativas de fósforo ha cobrado gran importancia, principalmente debido al alto costo de los fertilizantes fosfatados solubles y a la mayor disponibilidad de fosfatos naturales y orgánicos con mejor eficiencia agronómica (CARAMORI, 2000).

• Fertilización de la caña de azúcar de rebrote

Tabla 3 – Requerimientos de nitrógeno para el cultivo de caña de azúcar.

Fuente: CQFS-COMISIÓN DE QUÍMICA Y FERTILIDAD DEL SUELO, 2016.

Tabla 4 – Requerimientos de fósforo y potasio para el cultivo de caña de azúcar.

Fuente: CQFS-COMISIÓN DE QUÍMICA Y FERTILIDAD DEL SUELO, 2016.

          En la fertilización de la caña de azúcar de rebrote, incorpore el fertilizante que contiene N, P y K cerca de la hilera de caña (20 cm) antes de que se cierre el dosel. La cosecha sin quemar deja una gran cantidad de paja en la superficie del suelo, lo que dificulta la incorporación del fertilizante. En esta condición, el fertilizante se puede aplicar sobre la paja o sobre el suelo cuando la paja está apilada. Sin embargo, si el fertilizante nitrogenado no se incorpora, se esperan pérdidas de N debido a la volatilización del amoníaco cuando se utiliza urea como fuente de N.CQFS, 2016).

          En suelos arenosos, se recomienda dividir la aplicación de fertilizante de potasio, como se describe para la caña de azúcar (CQFS, 2016). 

Micronutrientes

          El uso de micronutrientes en la caña de azúcar está relacionado con la esencialidad de estos elementos para las plantas y sus funciones en su metabolismo, con los síntomas visuales de deficiencia observados en el campo en plantas con un suministro inadecuado de estos elementos, según la técnica de diagnóstico foliar, en comparación con los niveles en plantas sanas y campos de caña de azúcar con alta productividad; con los bajos niveles en el suelo, principalmente en suelos arenosos, con bajo contenido de materia orgánica y sin el uso de residuos de la propia industria de la caña de azúcar u otras fuentes orgánicas, y con las nuevas variedades que son más productivas y más exigentes en micronutrientes (VITTI et al apud RIPOLI et al 2006). 

          Las deficiencias de micronutrientes en la caña de azúcar reducen la productividad y pueden provocar la muerte de la planta. La importancia de los micronutrientes en los programas de fertilización radica en las cantidades extraídas del suelo, las cuales pueden ser bajas (g/ha).-1), pero de gran importancia para el desarrollo de las plantas, y en condiciones de baja disponibilidad en el suelo, puede convertirse en un factor limitante para el correcto desarrollo del cultivo. (VÁZQUEZ; SANCHES, 2010). En regiones con suelos de baja fertilidad o que han sido explotadas durante muchos años, la aparición de deficiencias de micronutrientes puede agravarse. Por lo tanto, la búsqueda de una mayor productividad y longevidad del cultivo de caña de azúcar convierte la fertilización con micronutrientes en una práctica fundamental (CASARIN; VILLA NOVA; FORLI apud MARQUES, 2006). 

          La cantidad de nutrientes extraídos y acumulados por la caña de azúcar depende de la variedad, la edad de la planta, el manejo del suelo, el ciclo de cultivo y la disponibilidad de nutrientes en el suelo (Benett et al. 2012; Benett et al. 2013). Sin embargo, la exportación de estos elementos por el cultivo ocurre en el siguiente orden de magnitud: Fe>Mn>Zn>Cu>B>Mo (Orlando Filho et al. 2001).

          En cuanto a los micronutrientes, los extractos de cultivo de caña de azúcar contienen 149 y 86 g de boro; 234 y 105 g de cobre; 1393 y 5525 g de hierro; 1052 y 1420 g de manganeso y 369 y 223 g de zinc para producir 100 toneladas de tallos y hojas industrializables, respectivamente (ORLANDO FILHO apud CÂMARA; OLIVEIRA, 1993).

          A Vázquez y Sánchez (2010), El uso de micronutrientes incrementa la productividad de la caña de azúcar. Se obtienen mejores resultados al combinar aplicaciones fijas y foliares. La aplicación fija de micronutrientes es una práctica eficiente y económicamente viable, ya que permite su uso combinado con insecticidas, lo que reduce costos y proporciona una distribución más uniforme de los productos.

Sugerencia de fertilización de ILSA para aumentar la productividad.

          ILSA Brasil cuenta con una línea completa de fertilizantes organominerales capaces de satisfacer los requerimientos nutricionales del cultivo de caña de azúcar. Todos los fertilizantes se obtienen de dos matrices orgánicas (AZOGEL® y GELAMINA®) que, combinados con fuentes minerales de nutrientes, aumentan la eficiencia de absorción y utilización de estos elementos por las plantas, contribuyendo a una mayor productividad en los campos de caña de azúcar. FERTIL® Es un fertilizante sólido para aplicación al suelo que tiene un alto contenido de carbono orgánico (que mejora la actividad biológica del suelo), nitrógeno orgánico que se liberará gradualmente a la planta permitiendo un crecimiento vegetativo equilibrado, y aminoácidos que actúan en diversos procesos metabólicos durante el ciclo de producción de la caña de azúcar. Sugerimos que FERTIL® Debe utilizarse al momento de sembrar la caña de azúcar para potenciar el desarrollo inicial del cultivo. La línea GRADUAL MIX® Se trata de una línea de fertilizantes NPK para aplicación al suelo que ofrece diversas formulaciones tanto para la siembra (caña de plantar) como para el abonado superficial (caña de plantar y caña de rebrote) y que combina la matriz AZOGEL.® Con fuentes minerales de fósforo y potasio. Esta combinación permite una mayor eficiencia en el uso de nutrientes minerales y también contribuye a la mejora de los parámetros químicos, físicos y biológicos del suelo.

          ILSAMINA PODEROSA® Se recomienda su uso en el surco de siembra y contiene la matriz orgánica GELAMIN en su composición.® y sustancias húmicas capaces de intensificar el proceso inicial de enraizamiento, aumentando la eficiencia de la absorción de agua y nutrientes. AZOSLOW® Se obtiene a partir de la combinación de la matriz AZOGEL.® Con fuentes minerales de nitrógeno, se recomienda su aplicación como abonado de cobertura para aumentar la absorción de nitrógeno por la caña de azúcar, reduciendo las pérdidas por volatilización. ILSADRIP Forte®, ILSAMIN Ágil® y ETIXAMIN Mega® Estos fertilizantes se recomiendan para aplicación foliar, con el fin de proporcionar nutrientes y aminoácidos de forma rápida y precisa, previniendo posibles deficiencias a lo largo del ciclo.

Referencias

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Autores

Ing. Agr. Dra. Angélica Schmitz Heinzen

Ing. Agr. Maestría en Ciencias. Carolina Custodio Pinto

Ing. Agr. Maestría en Ciencias. Thiago Stella de Freitas