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Agronomía Tropical 46(1):85-99

TOLERANCIA A LA SALINIDAD Y AL SODIO DE SEIS 
VARIEDADES DE CAÑA DE AZÚCAR EN VENEZUELA
1

Roberto Villafañe *

1 Trabajo financiado por la Fundación para el Desarrollo de
 la Ciencia y la Tecnología del Estado Aragua (FUNDACITE-Aragua).
* Profesor Asociado. Universidad Central de Venezuela. 
Instituto de Ingeniería Agrícola. Apdo. 4509. Maracay 2101.

RECIBIDO: septiembre 13, 1993.


RESUMEN

Se estudió en campo, durante los meses secos de 1995, la tolerancia a la salinidad y al sodio de las variedades de caña de azúcar My 5514, B 75403, PR 692176, SP 711406, B 64129 y CP 711210, aplicando el agua de riego de manera controlada y con cantidades diferentes de NaCl y CaCl2, para lograr en el suelo cuatro niveles de salinidad y dos de sodio. La respuesta a la salinidad y al sodio se analizó con los datos de diferencia de altura de las plantas entre los seis y siete meses de edad, y con los valores medios de conductividad eléctrica y relación de adsorción de sodio alcanzados en el extracto de saturación del suelo. Las variedades SP 711406, B 64129 y CP 711210 mostraron la mayor tolerancia a la salinidad y las variedades B 75403, PR 692176 y CP 711210 la mayor tolerancia al sodio. Los materiales más afectados por la relación de adsorción alta de sodio resultaron ser los que tenían mayor contenido de calcio en la lámina de la hoja en el tratamiento de salinidad intermedio, lo que hace presumir que la tolerancia al sodio puede estar relacionada con los requerimientos de calcio de las variedades.

 Palabras Clave: Salinidad; sodio; Saccharum officinarum; variedades.

INTRODUCCIÓN

La caña de azúcar constituye uno de los principales cultivos bajo riego del país; las relaciones hídricas en él son bastante conocidas y el manejo de estas relaciones es determinante en el rendimiento (JONES et al., 1990); de allí que el éxito de las cosechas esté en el control del riego, para evitar tanto los problemas de deficits hídricos como los de salinidad.

Muchos cultivares pueden afectarse por los niveles de salinidad y sodio que se generan en el suelo debido al mal drenaje y a la pobre calidad de las aguas disponibles; sin embargo, los trabajos de tolerancia de la caña de azúcar a las sales y al sodio son escasos.

TANIMOTO (1969) encontró diferencias contrastantes entre las variedades H 371933 y H 493533 en cuanto a crecimiento, floración, formación de brotes, toma de sodio, fósforo y almacenamiento de sacarosa, cuando sometió las plantas a diferentes presiones osmóticas generadas con cloruro de sodio.

MAAS y HOFFMAN (1977) señalaron que la caña de azúcar puede soportar niveles de salinidad en el extracto de saturación del suelo de 1,7 dS/m (salinidad umbral), pero a partir de allí declina su rendimiento en un 5,9 % por cada unidad de incremento de la conductividad eléctrica.

En ensayos de campo e invernadero, BERNSTEIN et al. (1966) probaron los materiales N. Co 293 y N. Co 310, obteniendo curvas de respuestas, igualmente VALDIVIA (1981), en Perú, con el cultivar H 328560 a nivel de campo.

Con el uso de diferentes tratamientos de salinidad en el agua de riego, THOMAS et al. (1981) encontraron efectos sobre la longitud del tallo primario y los contenidos de potasio y magnesio en la hoja en un estudio de campo realizado en Texas con la variedad N. Co 310. Con el incremento de la salinidad el potasio disminuyó y el magnesio aumentó.

En Venezuela, ZEREGA et al. (1991) evaluaron en potes, y bajo umbráculo, varios cultivares, obteniendo buen rendimiento en las variedades V 747, PR 692176 y B 49119 y VILLAFAÑE (1993) observó en campo la susceptibilidad a las sales de la variedad My 5514.

En virtud de los problemas de degradación de suelos por sales y sodio que vienen ocurriendo en el país en las áreas cultivadas con caña de azúcar, se decidió estudiar la respuesta de seis cultivares a diferentes concentraciones de sales y dos relaciones calcio-sodio en el medio de crecimiento, con el propósito de precisar los niveles por encima de los cuales se afecta su crecimiento, así como la tasa de reducción del crecimiento con el aumento de la salinidad y el sodio en el medio, para la adecuada planificación del riego en áreas con riesgos de afectación de los suelos por sales.

MATERIALES Y MÉTODOS

El ensayo se realizó a nivel de campo, en la estación experimental Experta, Facultad de Agronomía, Universidad Central de Venezuela. Antes de la preparación del suelo fueron ubicados en el área experimental cuatro puntos de muestreo regularmente espaciados, para la caracterización físico-química del suelo. En cada uno de ellos se realizaron determinaciones de capacidad de campo y se tomaron muestras, alteradas y no alteradas, cada 10 cm de espesor, hasta los 60 cm de profundidad.

Luego se establecieron diez parcelas de tratamiento de 1,2 m de ancho y 3 m de largo, delimitada cada una por un camellón perimetral para realizar el riego por inundación de manera individualizada. En estas parcelas fueron trasplantados por duplicado plantas de un mes de edad de los cultivares My 5514, B 75403, PR 692176, SP 711406, B 64129 y CP 721210.

Se aplicó riego cada cuatro días con agua libre de sal para garantizar el normal establecimiento de las plantas y tres aplicaciones de cloruro de potasio, urea y superfosfato triple, en dosis de 400, 250 y 350 g, respectivamente, en cada parcela de tratamiento.

A los dos meses del trasplante se iniciaron por duplicado los tratamientos de salinidad y sodio siguientes:

Tratamiento 1: Aplicación de agua sin sal (CE 0,26 dS/m, pH 7,71 y RAS 0,18).

Tratamiento 2: Aplicación de agua con 40 g de sal (20 g de CaCl2 y 20 g de NaCl).

Tratamiento 3: Aplicación de agua con 80 g de sal (40 g de CaCl2 y 40 g de NaCl).

Tratamiento 4: Aplicación de agua con 160 g de sal (80 g de CaCl2 y 80 g de NaCl).

Tratamiento 5: Aplicación de agua con 80 g de sal (NaCl).

Las aplicaciones de agua y sal se hicieron a cabo cada seis días, utilizando una lámina equivalente a la evapotranspirada, para evitar lavado y lograr en el suelo, al cabo de tres meses, valores de salinidad comprendidos entre 0,5 dS/m y 6 dS/m en el extracto de saturación del suelo, así como valores contrastantes de relación de adsorción de sodio.

Dos meses después de iniciados los procesos de salinización y sodificación se midió la altura de las plantas y fueron tomadas muestras de suelo en las parcelas del tratamiento 4 para precisar el grado de avance de la salinidad. Lamentablemente tres lluvias fuertes produjeron un desplazamiento importante de la salinidad lograda en el suelo superficial lo que llevó a reprogramar el proceso de salinización. En tal sentido, a partir de ese momento y por el lapso de un mes se redujo el intervalo entre riegos a cuatro días, aplicando igualmente una lámina equivalente a la evapotranspirada, pero la misma cantidad de sal.

Transcurrido ese lapso, se midió la altura de las plantas y se continuó un mes más con riegos cada cinco días, pero sin aplicación de sal. En ese momento, fue realizada la última medición de altura de las plantas y colectada por duplicado, para cada variedad, la lámina de la hoja más joven con labio visible, para la determinación de los iones calcio (Ca), magnesio (Mg), sodio (Na), potasio (K) y cloro (Cl).

También se realizó por duplicado un muestreo de suelo en cada parcela, cada 10 cm de espesor hasta los 60 cm de profundidad, para la determinación de iones solubles en el extracto de saturación. Las determinaciones de salinidad en el material vegetal y en el suelo fueron hechas con la metodología indicada por el Laboratorio de Salinidad de Riverside (USSLS, 1954), con las adaptaciones propuestas por PLA (1969).

Con la tasa de crecimiento lograda en el último mes y con los valores promedios de salinidad del suelo en los tratamientos 1, 2, 3 y 4 se estudiaron los efectos salinidad, variedad e interacción salinidad-variedad, mediante análisis de varianza; luego fueron agrupadas las variedades mediante la prueba de medias de rango múltiple de Duncan para el tratamiento de mayor salinidad y se establecieron con análisis de regresión lineal simple los modelos de respuesta a la salinidad, de acuerdo a la expresión de MAAS y HOFFMAN (1977) indicada a continuación:

R = 100 - b ( CE - a ) < 100

donde: R = crecimiento del cultivo, en % respecto al máximo; CE = conductividad eléctrica del extracto de saturación del suelo, en dS/m; a = valor de la conductividad eléctrica a partir del cual la tasa de crecimiento inicia su declinación (salinidad umbral); b = % de disminución del crecimiento por cada unidad de incremento de la conductividad eléctrica del extracto de saturación del suelo, por encima de la salinidad umbral.

Para la tolerancia al Na se consideraron sólo los tratamientos 3 y 5; ambos con similar concentración salina, pero con valores contrastantes de Na.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

El Cuadro 1 muestra las características físico-químicas del suelo. La relativa alta densidad aparente en el perfil se debe a la predominancia de la fracción arena. En los primeros 10 cm hay un valor menor debido a la porosidad adicional generada por el laboreo y las raíces de malezas y cultivos. Ello también explica el mayor valor de conductividad hidráulica de ese estrato. La humedad comprendida entre capacidad de campo y -2 bares de potencial mátrico está alrededor de 6,4 cm de lámina para los primeros 60 cm, valor aceptable que permite la programación del riego con intervalos máximos de 10 días entre riegos, para una demanda evapotranspiratoria pico comprendida entre 6 y 7 mm/día.

Los valores de capacidad de intercambio catiónico (CIC) para la fracción arcilla sugieren una mezcla de minerales en esa fracción y el valor global de CIC para la profundidad muestreada está alrededor de 5,28 cmol/kg de suelo seco, valor bajo que indica la necesidad de satisfacer las necesidades nutricionales del cultivo con prácticas de fertilización.

Los valores de conductividad eléctrica (CE), relación de adsorción de sodio (RAS) así como los contenidos iónicos obtenidos en los extractos de saturación del suelo al final del ensayo aparecen en el Cuadro 2. Los valores mayores de CE, en los primeros 30 a 40 cm respecto al resto del perfil muestreado, obedecen al proceso de intensificación de la salinización llevado a cabo después de las lluvias de magnitud importante ocurridas durante el mes de marzo. Los valores ligeramente menores en los primeros 10 cm respecto al estrato siguiente son debidos al desplazamiento de sales causado por los riegos con agua sin sal realizados durante el último mes del ensayo.

 

CUADRO 1. Características físico-químicas del suelo.



Profund. cm


Dens. Aparen. Mg/m3


Conduc. Hidraul. cm/h

Fracciones

CIC cmol/kg A

Humedad Gravimétrica

Arena %

Limo %

Arcilla %

Satu ra. %

C. Campo %

2 Bares %


00-10

1,34

4,90

71

22

7

69,62

30,16

18,58

9,99

10-20

1,61

1,65

69

23

8

68,92

20,23

17,18

9,48

20-30

1,61

1,40

66

24

10

58,52

21,51

16,15

9,37

30.40

1,58

1,58

72

19

9

55,63

21,26

15,33

8,48

40-50

1,58

1,29

72

21

7

59,84

21,53

14,88

7,18

50.60

1,59

1,17

74

19

7

52,39

21,57

12,95

6,30


 

 

CUADRO 2. Valores promedios de conductividad eléctrica (CE), relación de adsorción de sodio (RAS) e iones en el extracto de saturación del suelo, al final del ensayo.


Tratam.

Profund. (cm)

CE (dS/m)

Cl (me/l)

Ca (me/l)

Mg (me/l)

Na (me/l)

RAS (me/l)0.5


1

00-10

0,32

0,06

2,67

1,10

1,26

0,92

10-20

0,44

0,34

2,36

2,05

1,89

1,27

20-30

0,42

0,20

2,61

2,26

2,09

1,34

30-40

0,49

1,77

2,60

2,25

2,08

1,34

40-50

0,59

3,36

3,36

2,61

2,24

1,29

50-60

0,44

1,35

1,87

0,75

1,49

1,30

Promedio

0,45

1,18

2,58

1,84

1,84

1,24

2

00-10

2,05

21,23

6,14

3,15

18,25

8,47

10-20

4,09

43,24

13,21

8,18

29,56

9,04

20-30

2,26

30,75

11,64

7,47

14,95

4,84

30-40

1,74

16,16

9,39

5,91

5,56

2,01

40-50

1,35

12,13

8,77

5,59

4,48

1,67

50-60

1,64

13,80

10,63

6,16

3,36

1,16

Promedio

2,19

22,88

9,96

6,08

12,69

4,48

3

00-10

3,08

29,25

14,47

6,45

16,67

5,15

10-20

5,51

51,89

17,46

8,65

32,71

9,05

20-30

4,55

45,53

13,38

8,34

29,54

8,96

30-40

3,20

36,49

15,99

9,38

14,94

4,19

40-50

2,24

23,89

8,39

6,90

7,84

2,84

50-60

1,19

10,67

5,59

4,85

5,22

2,28

Promedio

3,29

32,95

12,55

7,43

17,82

5,64

4

00-10

8,75

78,31

29,41

6,77

42,77

10,06

10-20

9,34

86,17

27,05

8,18

45,61

10,87

20-30

5,68

56,82

20,16

10,18

32,67

8,39

30-40

5,46

55,77

16,16

8,51

33,01

9,39

40-50

3,99

39,72

19,02

10,45

13,43

3,49

50-60

2,68

25,74

11,75

4,67

12,68

4,43

Promedio

5,98

57,09

20,59

8,13

30,03

7,92

5

00-10

2,99

33,81

2,67

1,10

32,08

23,37

10-20

5,57

57,56

5,35

3,78

42,46

19,87

20-30

5,18

53,69

10,78

4,17

33,36

12,20

30-40

3,02

29,19

12,53

4,15

15,29

5,29

40-50

2,98

25,36

12,31

8,02

8,21

2,58

50-60

1,72

15,29

8,39

4,48

3,73

1,47

Promedio

3,58

57,08

8,67

4,28

22,52

8,85


 

Por otra parte, resulta interesante destacar que el tratamiento 1 (aplicación de agua sin sal) el Cl producto de la fertilización con KCl se concentra entre los 40 y 50 cm, lo cual sugiere que hasta allí llega el mayor efecto de las aguas de riego y lluvia en el desplazamiento de ese ión. En los demás tratamientos se observa, en general, contenido alto de Cl y Na en los primeros 30 o 40 cm de los tratamientos 2, 3, 4 y 5. Ello es debido a la intensificación de los procesos de salinización y sodificación puestos en práctica después de las lluvias ocurridas durante la segunda quincena del mes de marzo.

En el resto del perfil muestreado el contenido de Cl supera el obtenido para el tratamiento 1, lo cual indica que este ión realmente se desplazó a mayor profundidad. Por otra parte se puede señalar que la presencia de valores relativamente altos de Ca y en parte de Mg, después de los 20 cm de profundidad en el tratamiento 5, donde el agua aplicada sólo tenía NaCl, es debido al remplazo y lavado de parte de estos iones del complejo de intercambio, ocurrido en los primeros 20 cm.

Si se promedia la CE lograda en el perfil de cada tratamiento, la salinidad obtenida es 0,45; 2,19; 3,29; 5,98 y 3,58 dS/m para los tratamiento 1, 2, 3, 4 y 5, respectivamente. Estos valores son menores a los esperados de acuerdo a la cantidad de sal aplicada, debido al lavado y al desplazamiento lateral de parte de las sales agregadas. El número total de riegos con agua y sal fue diecinueve y de no haber ocurrido lavado, los valores promedios de salinidad alcanzados en cada tratamiento hubiesen sido 0,45, 2, 4, 8 y 4 para los tratamientos 1, 2, 3, 4 y 5, respectivamente.

En cuanto al Na, en el Cuadro 2 se aprecia el contraste entre los tratamientos 3 y 5, ambos con igual concentración salina, pero con diferente relación de adsorción de sodio.

Un análisis de varianza para la elongación del tallo primario ocurrida entre los meses seis y siete del cultivo, considerando sólo los tratamientos 1, 2, 3 y 4, mostró significación para los efectos salinidad, variedad e interacción salinidad-variedad, indicando la existencia de diferencias de tolerancia a la salinidad entre variedades.

En la Figura 1 se ilustra el crecimiento relativo para el último mes, distinguiéndose dos grupos de variedades de acuerdo a la prueba de rango múltiple de Duncan efectuada con los valores de crecimiento relativo correspondientes al mayor nivel de salinidad, de manera que las tres primeras variedades forman el grupo A y las tres últimas forman el grupo B.

 

FIGURA 1. Respuesta a la salinidad de las variedades de caña de azúcar estudiadas.

FIGURA 1. Respuesta a la salinidad de las variedades de caña de azúcar estudiadas.

 

Un análisis de regresión lineal simple con los valores obtenidos para cada variedad permitió determinar los valores a y b del modelo de MAAS y HOFFMAN, así como los valores de salinidad para los crecimientos relativos de 85 y 50 %, todo lo cual se resume en el Cuadro 3.

Es importante destacar que en todos los casos la tasa de declinación del crecimiento con el aumento de la salinidad es superior al señalado por MAAS y HOFFMAN para rendimiento. Por otra parte, las variedades del grupo A muestran un valor de salinidad umbral de cerca de 2 dS/m, mientras las variedades del grupo B muestran un valor superior a los 3 dS/m.

En relación a la respuesta de las variedades al Na del suelo, en la Figura 2 se ilustra el comportamiento del crecimiento relativo para los tratamientos 3 y 5, ya que ambos tienen similar valor de salinidad, pero valores contrastantes de Na, como se observó en el Cuadro 2. Las variedades más afectadas por la elevación de la RAS son My 5514, SP 711406 y B 64129. Precisamente estas variedades son las que presentan el mayor contenido de Ca en la lámina de la hoja para el tratamiento 3, como se aprecia en la Figura 3.

En cuanto al contenido iónico en la lámina de la hoja, en el Cuadro 4 se muestran los valores promedios de Ca, Mg, Na, K y Cl y en la Figura 3 el comportamiento del Ca para cada variedad. El Ca en la lámina aumenta con el incremento de la salinidad del suelo por las deficiencias de este ión, debidas a la baja fertilidad natural del suelo y a la no consideración de aporte de Ca como fertilizante; pero en el nivel de salinidad alto disminuye su contenido y también el de K. Esto concuerda con lo señalado por CLEMENTS (1959) sobre el antagonismo entre Ca y K.

Por otra parte, se observa que con el aumento del Ca en el suelo hay una disminución del contenido de Mg en la lámina y ello puede obedecer a que las deficiencias de Ca se estaban cubriendo con Mg. Por cierto, las variedades con mayor contenido de Ca en la lámina de la hoja son las que mostraron menor tolerancia al Na. Los otros iones involucrados en las sales aplicadas (Na y Cl) aumentan en la lámina de la hoja con el incremento de los mismos en el suelo.

 

CUADRO 3. Valores de los parámetros del modelo de MAAS y HOFFMAN para las variedades de caña de azúcar estudiadas y valores tolerables de conductividad eléctrica del extracto de saturación del suelo, para obtener un crecimiento relativo de 85 y 50%, respectivamente.


Grupo

Variedad

a

b

r

CE85

CE50


A

My 5514

2,20

15,43

-0,91

3,17

5,44

A

B 75403

2,31

20,31

-0,99

3,05

4,77

A

PR 692176

1,94

16,68

-0,98

2,84

4,94

B

SP 711406

3,29

13,57

-0,93

4,39

6,97

B

B 64129

3,29

11,89

-0,99

4,55

7,49

B

CP 711210

3,29

7,81

-0,99

5,21

9,69


 

 

CUADRO 4. Contenido iónico promedio en la lámina de la hoja más joven con labio visible, para todas las variedades de caña de azúcar estudiadas.


Tratamientos

Iones en me/100 g de Materia Seca

Ca

Mg

Na

K

Cl


1

8,6

22,9

1,1

40,0

15,5

2

9,8

18,4

1,6

38,1

20,2

3

26,2

16,4

2,2

41,8

20,8

4

15,8

17,8

2,6

30,2

24,1

5

9,0

22,7

1,9

38,2

19,0


 

CONCLUSIONES

Las variedades estudiadas resultaron diferentes en cuanto a la respuesta a la salinidad como lo mostró la significación estadística de la interacción salinidad-variedad. La prueba de medias de rango múltiple de Duncan realizada para el tratamiento de mayor salinidad, permitió precisar la diferencia de tolerancia a las sales de las diferentes variedades. Las variedades CP 711210, B 64129 y SP 711406 fueron tolerantes a la salinidad, como se apreció en la Figura 1. Las restantes resultaron sensibles; el mayor contraste estuvo entre las variedades B 75403 (la más sensible) y CP 711210 (la más tolerante). En cuanto al sodio, las variedades PR 692176, B 75403 y CP 711210 fueron las más tolerantes, como se observó en la Figura 2.

 

FIGURA 2. Respuestas al sodio de las variedades de caña de azúcar estudiadas.
FIGURA 2. Respuestas al sodio de las variedades de caña de azúcar estudiadas.

 

 

FIGURA 3. Contenido de calcio en la lámina de la hoja.
FIGURA 3. Contenido de calcio en la lámina de la hoja.
 

En general la declinación del rendimiento con el incremento de la salinidad (b) fue bastante variable, pero en cualquier caso superior al señalado por MAAS y HOFFMAN para rendimiento.

Los contenidos de Ca y K en la lámina de la hoja se redujeron cuando la salinidad del suelo se elevó a niveles no tolerables mientras el Na y el Cl mantuvieron su ascenso. Por otra parte, las variedades con mayor contenido de Ca en la hoja para el tratamiento de salinidad intermedio (Figura 3) fueron las más afectadas en el tratamiento de mayor Na (Figura 2), sugiriendo una relación entre la sensibilidad al Na y los requerimientos de Ca de las variedades.

AGRADECIMIENTO

Se agradece el valioso apoyo brindado por el Bachiller José Espinosa en los registros de humedad y en la aplicación de la mayoría de los riegos.

SUMMARY

The salt tolerance of six varieties of sugarcane was studied in field during the dry months of 1995, using irrigation waters with different amounts of NaCl and CaCl2, to obtain four salinity treatments and two sodium treatments. The difference of cane lenght obtained among six and seven months of age was compared to each mean contain of salt and sodium overtook in the soil. Varieties SP 711401, B 64129 and CP 711210 showed greater salt tolerance and varieties B 75403, PR 692176 and CP 711210 exhibited greater sodium tolerance. The varieties with smaller sodium tolerance were those displayed greater calcium contain in leaf for treatment number 3, sugesting relation among sodium tolerance and calcium requirements. 

Key Words: Salinity; sodium; Saccharum officinarum; varieties.

BIBLIOGRAFÍA

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MAAS, E. and G. HOFFMAN. 1977. Crop salt tolerance - Current assessment. J. Irrig. and Drain. Div., ASCE. 103: 115-134.

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