INTRODUCCIÓN

La caña de azúcar es posiblemente el cultivo más productivo desarrollado por el hombre, debido a su eficiencia fotosintética en el mecanismo de producción de biomasa. Dentro de la estructura externa de una planta se van a encontrar las raíces, las cuales son sumamente importantes por su papel en la nutrición y el sostén de las plantas, puesto que cumplen una función primordial en la acumulación de biomasa en el follaje, las flores, los tallos y en las raíces mismas (Polania, Rodriguez y Mejias, 2004).

Durante muchos años, las raíces se consideraron “la mitad oculta” de las plantas, con una significante escasez de resultados en la investigación a lo largo del mundo. Su estudio en varios cultivos es limitado debido a múltiples causas. Entre las cuales se encuentran el uso inapropiado de tecnologías de muestreo, suelos muy pesados que no permiten la extracción fácil, o porque resulta muy tedioso y se utiliza mucho tiempo para estudiarlas en condiciones de campo o no se valora la importancia de su estudio (Carvalho, Chopart y Medina, 2011).

Sin embargo, las raíces de la caña de azúcar han sido estudiadas con distintos propósitos a nivel mundial; no obstante, los trabajos de investigación en Cuba orientados hacia el estudio del número y distribución de las raíces en caña de azúcar son limitados. Estos trabajos se relacionan con el efecto de la compactación sobre las propiedades físicas del suelo, crecimiento, desarrollo y rendimiento de la caña de azúcar (García, Sánchez, Vidal, Betancourt y Rosa, 2010; Martínez y Morales, 2014). A pesar de lo ya expuesto, existe la necesidad de evaluar otras prácticas agrícolas hasta ahora no consideradas en los experimentos con combinaciones de fertilizantes. En razón de estos argumentos, el objetivo del presente trabajo fue determinar el efecto de la fertilización con azufre elemental sobre la densidad del sistema radical en caña de azúcar y su relación con los indicadores del rendimiento agroindustrial.

MATERIALES Y MÉTODOS

La investigación se realizó en el bloque experimental La Mantonia, perteneciente al municipio Contramaestre, provincia Santiago de Cuba. Se estudió el sistema radical en caña de azúcar en el período comprendido entre marzo y abril de 2014, en un experimento de azufre elemental. Se utilizó un diseño de bloque al azar con cinco tratamientos (0, 15, 45, 60 y 90 kg ha^-1 de azufre elemental) y tres réplicas. Se utilizó la variedad C86-12, cepa primer retoño, corte manual, en un suelo Pardo Sialítico (Hernández, Ascanio, Cabrera, Morales, Medina y Ribero, 1999). Todo el experimento se fertilizó a 10 cm de profundidad con un fondo fijo de 80 kg ha^-1 (N), 45 kg ha^-1 (P₂O₅) y 100 kg ha^-1 de K₂O; además, se adicionaron las diferentes dosis de azufre según correspondía. Las parcelas contaron con 4 surcos de 7.5 m de largo para un área de 48 m² por parcela.

El método de muestreo utilizado para estimar la cantidad de raíces con exactitud (Bohm,1979) fue el monolito, con una dimensión de 10x10x10 cm para un volumen de 1 dm^-3. Para ello se excavó una calicata de 80 cm de ancho por 45 cm de profundidad. A partir del centro de la cepa, se procedió a tomar tres puntos laterales (25, 50 y 75 cm), tomando la muestra a dos profundidades (0-20, 20-40 cm) en la intersección con la distancia lateral definida (Figura 1).

Con el uso de una espátula de madera se separó el suelo del monolito y las muestras fueron depositadas en bolsas de nylon. En el laboratorio las muestras fueron lavadas con agua corriente, se separaron las raíces del suelo y se cuantificó el número de raíces en cada profundidad estudiada, independientemente de su longitud. Se clasificaron en finas (RF) de 0,5 a 1 mm, gruesas (RG) mayor de 1 mm y totales (RT) (Vasconcelos, Casagrande, Perecin, Jorge y Landell, 2003). Seguidamente, las muestras se pusieron en una estufa a 105 °C por 72 horas hasta obtener un peso constante. Posteriormente, se separaron las impurezas de las muestras secas con una pinza de metal y se obtuvo finalmente el peso seco de las raíces. Con los datos del peso seco de las raíces en cada una de las muestras y el volumen del monolito, se determinó la densidad de raíces (g dm^-3 de suelo). Para facilitar los cálculos y comprensión del estudio, las unidades de volumen fueron expresadas en dm^-3.

Se realizaron análisis de varianza de clasificación simple y doble. Y se procedió a la transformación de los datos de la densidad de raíces para cumplir con los requisitos de homogeneidad de varianza a través de la expresión:

Además del estudio del sistema radical, se evaluaron en el momento de la cosecha indicadores del rendimiento agrícola (t ha^-1) por pesaje directo en campo, y agroindustrial (porcentaje de pol en caña (contenido de sacarosa en el jugo) y tonelada de pol por hectárea (contenido de sacarosa por hectárea)), determinadas estas dos últimas variables según el Manual de Métodos analíticos para azúcar crudo del Instituto Cubano de Investigaciones Azucareras (Pérez y Fernández, 2006). Con las variables del rendimiento agroindustrial y del sistema radical se realizó un análisis de correlación para determinar la relación entre ellas. Para esto se utilizó el programa estadístico STATISTIC v.8 (StatSoft, 2007).

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

No se encontró efecto de las diferentes dosis de azufre elemental sobre la densidad de raíces en ninguna de las profundidades estudiadas (0-20; 20-40 cm). Las diferencias se observaron entre profundidades y entre dosis a diferentes profundidades (Figura 2).

Obsérvese que todas las dosis en la profundidad 0-20 son significativamente superiores respecto a la dosis de 90 kg ha^-1 de S a la profundidad de 20-40. Los tratamientos 0, 15 y 60 kg ha^-1 de S, en la profundidad 0-20, son estadísticamente superiores respecto a las mismas dosis, pero en la profundidad 20-40. De forma general, la mayor concentración de raíces estuvo localizada en los primeros 20 cm de profundidad del suelo.

Todo parece indicar que el azufre se localizó marcadamente en la superficie, lo que propició el desarrollo de las raíces alrededor de este nutriente.

Los resultados anteriores corresponden con lo planteado por Rossetto, Vitti, Dias, Piemonte, Silva y Chopart (2013); Villegas, (2010); Serna, Garcia y Hernandez, (2011); los que señalan que el crecimiento radical generalmente se ve favorecido en la zona cercana a la superficie donde la disponibilidad de nutrientes minerales, aireación y temperatura son más favorables que en profundidad.

Al analizar el efecto del azufre en la densidad de raíces a las diferentes distancias del centro de la cepa, en el análisis de varianza (figura 3), se encontró que solo existió diferencia significativa en el tratamiento 0 a la distancia de 25 cm, respecto a la dosis de 90 kg ha^-1 de S a los 50 y 75 cm del centro de la cepa. Se puede inferir que la mayor cantidad de raíces en valor se concentró en los 25 cm laterales del centro de la cepa.

Estos resultados coinciden con quienes informan que a los 25 cm vertical y horizontal del perfil de suelo en el cultivo de la caña de azúcar se encuentra la mayor cantidad de raíces (Chopart, Azevedo, Le Mézo, Marion, 2010; Alcívar, Bernal y Contreras, 2013).

En figura 4 se muestra la distribución de la densidad total de raíces por profundidad y distancia, así como los porcentajes que ocupan del total de raíces en cada indicador evaluado. Se aprecian diferencias moderadas entre los tratamientos, las dos profundidades y las tres distancias laterales, tal como se encontró en el análisis de varianza. Nótese que en todos los tratamientos la mayor concentración de raíces correspondió a los 20 cm de profundidad y 25 cm de distancia lateral del centro de la cepa, lo cual indicó crecimiento concentrado del sistema radical en esta área, con una tendencia a disminuir progresivamente en profundidad y distancia respecto al centro de la cepa.

Por su parte, Vasconcelos, et al. (2003, pp. 849-858) informaron que el 72 % del total de raíces se encontraron en los primeros 40 cm de profundidad de suelo, empleando el mismo método de muestreo.

En un estudio del sistema radical en 11 genotipos de caña de azúcar en diferentes tipos de suelos y localidades, se encontró la mayor concentración de las raíces en los primeros 20 cm (55,5 %), y disminuyeron progresivamente con la profundidad hasta alcanzar un 11,7 % entre 60 y 80 cm de profundidad del suelo (Rodríguez, Puchadez, Bernal, Jorge y Gracia, 2011).

De forma general, las raíces estuvieron concentradas cerca de la cepa, este comportamiento puede atribuirse a que el azufre es absorbido por la raíces casi exclusivamente como sulfato, lo cual explica esta conducta. Todos los análisis realizados en este estudio coinciden con los resultados encontrados en la literatura revisada, que avala la mayor concentración de las raíces alrededor de los 40 cm de profundidad y lateralmente.

En la tabla I se observa el análisis de correlación que se estableció entre la densidad de raíces, el número de raíces finas, gruesas y total y los indicadores rendimiento agroindustrial: t ha^-1 (caña), pol (%), t pol ha^-1. Se encontró correlación positiva y significativa entre la densidad total de raíces y el % pol en la profundidad de 20 cm distancia 25 cm, de igual manera ocurrió con la variable t pol ha^{-1, a 40 cm de profundidad y 50 cm de distancia lateral.}

Por otra parte, al relacionar el número de raíces finas también se presentó una correlación fuerte y significativa con la variable % pol en la profundidad 0-20 cm y distancia 25 cm. Estas raíces también mostraron correspondencia respecto a los tres indicadores del rendimiento agroindustrial en la profundidad 20-40, distancia lateral de 75 cm.

En cuanto al número de las raíces gruesas no existió correlación importante con ninguno de los indicadores evaluados.

Respecto al número de raíces totales, mostraron correlación fuerte y significativa con el porcentaje de pol en la profundidad de 0-20 cm, distancia de 25 cm. También se obtuvo correlación positiva entre estas raíces y la t ha^-1, % pol, t pol ha^-1en la profundidad (20- 40 cm) y distancia (75 cm). De forma general, el número de raíces finas y las totales son las de mayor valor.

Resultados similares fueron informados por Bastidas, Ramón, Rodriguez y Ventura, (2011), mediante un análisis de correlación entre el número de raíces de las plantas y los indicadores del rendimiento en caña (TCH); este se favoreció por el mayor número de raíces medianas y totales. Para los rendimientos en azúcar y panela (TPH y TPAH), la mayor correlación positiva se observó con respecto a las raíces medianas y totales después del último corte de 12 meses y después de dos cortes 16 meses las correlaciones fueron significativas únicamente para las raíces finas en cuanto al rendimiento en caña.

CONCLUSIONES

1. 1. No se encontró efecto de la fertilización de azufre elemental sobre la densidad del sistema radical en caña de azúcar.
2. 2. La mayor densidad de raíces se situó lateralmente a partir del centro de la cepa a los 25 cm y en los primeros 20 cm de profundidad del suelo.
3. 3. Se encontraron correlaciones de moderadas a fuertes entre el número de raíces finas y totales con los indicadores del rendimiento agroindustrial.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

Alcívar, F., Bernal, L. N. y Contreras, V. (18-20, sep., 2013). Estudio del Sistema radicular en caña de azúcar en diferentes suelos y su relación con el rendimiento potencial. Ingenio Ecudos. En Congreso AETA. Guayaquil-Ecuador. Ingenio Ecudos, 2013. “paper”.

Bastidas, L., Ramón, R., Rodríguez, N. y Ventura, J. (2011). Influencia del sistema radical sobre los indicadores de rendimiento en la caña de azúcar. Multiciencias,11(1),15-25. Recuperado de http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=90418851003

Bohm, W. (1979). Methods of studying root systems. Eco-logical studies 33. Berlin. Heidelberg. New York: Editorial Springer Verlag..

Carvalho, B., de A. M., Chopart, J. L. y Medina de Conti, C. (2011). Sugarcane root lengh density and distribution from root intersection counting on a trench-profile. Scientia Agricola, 68(1), 94-101.

Chopart J. L., Azevedo M. C. B., Le Mézo y Marion D. (2010). Functional Relationship Between Sugarcane Root Biomass and Length for Cropping System Applications. Sugar Tech, 12(3-4), 317-321.

García, R. I., Sánchez, O. M., Vidal, D. L. M., Betancourt, Y. R. y Rosa, J. LL. (2010). Efecto de la compactación sobre las propiedades físicas del suelo y el crecimiento de la caña de azúcar. Ciencias Técnicas Agropecuarias, 19(2), 51-56.

Hernández, A., Ascanio, M. O., Cabrera, A., Morales, M., Medina, N. y Ribero, L. B. (1999). Nueva versión de clasificación genética de los suelos de Cuba. La Habana: Editora AGRINFOR.

Martínez, R. y Morales, M. (13-14 de jun. 2014). Evaluación de la compactación en un vertisol y sus efectos sobre el crecimiento, desarrollo y rendimiento de la caña de azúcar. En Conferencia Técnico Productiva. Memorias [CD-Rom]. Estación Territorial de Investigaciones de la Caña de Azúcar. ISBN 978-959-207-531-3.

Pérez, S. F. H. y Fernández, A. F. (2006). Métodos analíticos para azúcar crudo del Instituto Cubano de Investigaciones Azucareras. La Habana: Editorial Publicaciones Azucareras.

Polania, J., Rodríguez, L. y Mejias, M. (2004). Métodos indirectos para medir masa radical en caña de azúcar, variedad CC 8592. Acta Agronómica, 53(3), 51-54.

Rodríguez, G. R., Puchadez, I. Y., Bernal, N. L., Jorge, S. H. y García, P. H. (octubre-diciembre, 2011). Estudio del sistema radical en 11 genotipos de caña de azúcar en diferentes tipos de suelos. Ciencia en su PC, 4, 58-70. Recuperado de http://cienciapc.idict.cu

Rossetto, R., Vitti, A. C., Dias, F. L. F., Piemonte, M., Silva, A. y Chopart, J. L. (2013). Vinasse Enhances Sugarcane Roots In a Sandy Brazilian Soil. Proccedings International Society of Sugar Cane Technololgist, 28, 1-15.

Serna, C. L., García, A. C. y Hernández, V. J. L. (2011). Biofertilización, una alternativa al Uso de Fertilizantes Químicos en Caña de Azúcar (Saccharum officinarum). Revista de la Asociación Colombiana de Ciencia y Tecnología de Alimentos, 20(24), 69-82.

StatSoft, Inc. [CD-Rom]. Ver. 8.0. [EE.UU]. (2007). STATISTICA (Data Analysis Software System), 1 Cd-Rom; 9 cm. Programa informático.

Vasconcelos, A. C. M., Casagrande, A. A., Perecin, D., Jorge, L.A.C y Landell, M. G. A. (2003). Avaliação do sistema radical de cana-de-açúcar por diferentes métodos. Revista Brasileira de Ciência do Solo, 27, 849-858.

Villegas, T. F. (2010). Sistema radical de la caña de azúcar. El sistema radical de las plantas y la absorción de los nutrimentos. Revista Tecnicaña, 25, 25-29.

Notas de autor