Modelos predictivos de respuesta a los fertilizantes nitrogenados en agroecosistemas cañeros (página 2)

Partes: 1, 2, 3, 4

……………………………9
Rendimiento Máximo
Estable………………………………………………………………………..10
Rendimiento Relativo
…………………………………………………………………………………..11
Fundamentación agronómica para el uso de los
modelos discontinuos rectilíneos..11 2.4 NITRÓGENO
(N)……………………………………………………………………………………13
2.4.1 Mineralización e Inmovilización del
N………………………………………………………13
2.4.2 Balance del N en el agroecosistema con caña de
azúcar…………………………..14
Exportación del N por la cosecha
…………………………………………………………………..14
Quema de la caña para la cosecha
………………………………………………………………..15
Desnitrificación……………………………………………………………………………………………15
Volatilización
………………………………………………………………………………………………15
Lavado
………………………………………………………………………………………………………16
Erosión………………………………………………………………………………………………………17
2.4.3
Ganancias…………………………………………………………………………………………..17
Fijación biológica del N
atmosférico………………………………………………………………..17
Aporte del N por las
lluvias……………………………………………………………………………18
2.5 Factores relacionados con la fertilización nitrogenada
en caña de azúcar………19 Relación
N-variedad…………………………………………………………………………………….19
Influencia de la
cepa…………………………………………………………………………………….20
Fuentes portadoras de
N………………………………………………………………………………21

Condiciones del
suelo…………………………………………………………………………………..21
Influencia de la lluvia
……………………………………………………………………………………22
Nivel de
rendimiento…………………………………………………………………………………….22
2.6 Fundamentos metodológicos para la evaluación y
diagnóstico de la fertilidad de los suelos tropicales
……………………………………………………………………………….23
Criterios para la formulación de dosis de
fertilizantes………………………………………..24
2.7 Agrupamiento agroproductivo de los suelos dedicados a la
producción de caña de
azúcar………………………………………………………………………………………………28
2.8 Métodos más usados para diagnosticar las
necesidades de fertilizantes
nitrogenados………………………………………………………………………………………….29
2.8.1 Métodos que emplean directamente a la
planta………………………………………..29 Ensayos
de
campos…………………………………………………………………………………….29
Análisis de tejido
vegetal………………………………………………………………………………30
2.8.2 Métodos que emplean la planta
indirectamente………………………………………..30
Análisis de muestras de suelos
……………………………………………………………………..30
La materia orgánica, el N total e
hidrolizable…………………………………………………….31
Consideraciones económicas en el manejo de los
fertilizantes……………………………32 3. MATERIALES Y
METODOS…………………………………………………………………………..
35 3.1 Descripción de los análisis químicos
realizados…………………………………………..35
3.2 Procedimiento
utilizado……………………………………………………………………………36
3.2.1 Preparación de la base de datos
……………………………………………………………36
3.2.2 Procedimiento para la estimación de las
dosis………………………………………….39 3.2.3
Fundamentos para la evaluación económica de las
recomendaciones…………39 3.2.4 Fundamentos para la
evaluación del riesgo de la
respuesta………………………42 4. RESULTADOS Y
DISCUSIÓN………………………………………………………………………..
43 4.1 Factores relacionados con la fertilización
nitrogenada………………………………….45 Los
factores cepa y suelo
……………………………………………………………………………..45
El factor materia orgánica del
suelo………………………………………………………………..48
El factor lluvia
……………………………………………………………………………………………..50
El factor
variedad…………………………………………………………………………………………51
La reacción del suelo
(pH)…………………………………………………………………………….52
El factor rendimiento (RME) y el valor
A………………………………………………………….53
El factor
edad………………………………………………………………………………………………55

4.2 Modelo para la estimación de las dosis de
nitrógeno……………………………………56 4.3
Evaluación
económica…………………………………………………………………………….59
4.4 Riesgo de la respuesta
……………………………………………………………………………62
5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
……………………………………………………. 64
5.1
Conclusiones…………………………………………………………………………………………64
5.2
Recomendaciones………………………………………………………………………………….65
6. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
……………………………………………………………….
66

Tesis presentada en opción al título
académico de Maestro en Ciencias del Suelo 1 1.
INTRODUCCIÓN Entre los disímiles factores externos
que influyen sobre el crecimiento y desarrollo de las plantas
cultivables, el suministro de nutrimentos a través de la
fertilización, es una de las actividades que con mayor
facilidad el hombre puede controlar (León et al, 1997). El
uso de los abonos está estrechamente vinculado a la
necesidad de incrementar o mantener los rendimientos a un nivel
alto, así como a la conservación de los elementos
nutricios asimilables presentes en el suelo, factor
íntimamente asociado a la sostenibilidad y la rentabilidad
de los procesos productivos (Villegas, 1999). El cultivo
industrial de la caña de azúcar, debido a su gran
extensión, comprende suelos de variadas
características y propiedades, físicas y
químicas, bajo diferentes condiciones climáticas,
sometidos al monocultivo y a notables extracciones de nutrimentos
con las cosechas, que es conveniente restituir, además la
fertilización racional y científica de la
caña de azúcar juega un papel importante en el
mantenimiento y elevación de los rendimientos
agrícolas, aspecto necesario para consolidar y desarrollar
la producción azucarera (León, 1990).
Investigaciones realizadas en experimentos de campo, muestran
incrementos del rendimiento agrícola entre 10 y 15 %, y en
algunos suelos hasta 30 % (Reynoso, 1878; Alonso, 1916; Humbert
1968; Alomá 1973; Cuellar 1980; León, 1990; Terry,
2002). La utilización de los fertilizantes nitrogenados
está presente en la mayoría de los cultivos y
condiciones edafoclimáticas del país, pues a pesar
de los altos precios con que hoy se cotizan, su aplicación
racional incrementa en forma notable el rendimiento, haciendo
redituable su uso. Así el país continua invirtiendo
cada año cuantiosos recursos financieros en la
adquisición de fertilizantes nitrogenados. La mayor o
menor utilidad que se alcance con esa inversión
dependerá en gran medida de la capacidad de los
agrónomos para manejar los numerosos factores que
determinan la necesidad de nitrógeno en el cultivo de la
caña de azúcar. El uso racional de los
fertilizantes nitrogenados no sólo es de importancia
económica, sino también ambiental, ya que el
destino que sigue el nitrógeno no aprovechado por el
sistema suelo-planta causa contaminación de las aguas y la
atmósfera, elevando el contenido de nitratos del manto
freático y otras fuentes de abasto de agua, contribuyendo
al efecto invernadero y deterioro de la calidad de la capa de
ozono. Como consecuencia del desarrollo
científico-técnico alcanzado en las investigaciones
sobre el uso y manejo de los fertilizantes minerales en Cuba por
el INICA, universidades y

Tesis presentada en opción al título
académico de Maestro en Ciencias del Suelo 2 1.
INTRODUCCION otros centros de investigación, se encauzan
resultados y esfuerzos dirigidos a optimizar los criterios y
fundamentos para la aplicación de los nutrimentos,
conformes con los actuales requerimientos económicos y
ambientales del sector agroindustrial azucarero. Los imperativos
de la agricultura sobre bases sostenibles imponen el conocimiento
preciso de las necesidades nutricias de la caña de
azúcar. Resulta así innegable que el sistema
nacional de recomendaciones de fertilizantes no puede ser
estático, requiere de constante actualización y
perfeccionamiento, acorde con el desarrollo de sus bases
científicas, nuevos métodos de monitoreo de
procesos y enfoque multidisciplinario. Por otra parte, en la
actualidad se dispone de una gran base de datos con más de
mil cosechas de experimentos de nitrógeno, acumuladas en
los últimos 30 años, así como de adecuados
sistemas de cómputo, que permiten el manejo de gran
cantidad de información. Existe pues la necesidad y los
medios para satisfacerla. De esta forma los objetivos propuestos
para la presente tesis son los siguientes: 1.1 Objetivo general
• Perfeccionar los criterios para el cálculo de las
dosis de nitrógeno en el cultivo de la caña de
azúcar, sobre la base de los conocimientos alcanzados y la
información que al respecto ha acumulado el INICA en las
últimas tres décadas. 1.2 Objetivos
específicos § Integrar las bases actuales para la
fertilización nitrogenada mediante la obtención de
modelos predictivos de repuesta que permitan generar
recomendaciones eficientes. § Establecer procedimiento
metodológico para el cálculo de las cantidades de
fertilizantes nitrogenados para la caña de azúcar,
comprendiendo el análisis económicos y de riesgo de
la respuesta.

Tesis presentada en opción al título
académico de Maestro en Ciencias del Suelo 3 2.
REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA 2.1 El uso de los
fertilizantes en la agricultura La práctica de aplicar a
los campos abonos de origen vegetal provenientes de cenizas,
huesos, desperdicios, estiércol y otros data de tiempos
remotos. En La Odisea, de Homero, se habla del abono con
estiércol a las viñas del padre de Ulises.
Xenofontes (430-335 a.n.e), refería el enterrado de las
plantas verdes como medio de enriquecer al suelo. Boussigault y
Payen (1841), señalaron la presencia de nitrógeno
en el humus, así como la intervención de los
microorganismos en la nutrición nitrogenada. Los
principios enunciados por Liebig y los trabajos seguidos por
Boussingault, Lawes y Gilbert junto a los estudios experimentales
en Rothamsted, influyeron considerablemente en el desarrollo de
la agricultura moderna, inició la era de los abonos
químicos. Carabia (1937), hizo referencia a trabajos
publicados entre los años 1851-1859 realizados por
Casaseca, relacionando la producción cañera de un
ingenio en una zafra con los fertilizantes aplicados, Theye
analizó tierras plantadas con caña de
azúcar, De Adan estudió los elementos nutricios
necesarios para el cultivo, Zayas y Decamps publicaron sobre la
fertilizaron de la gramínea, Engels, Carbome e Izaguirre
expusieron la importancia del empleo científico de los
nutrientes, su producción y el uso práctico en la
agricultura. El eminente científico cubano Don
Álvaro Reynoso, consideró necesario «indagar
sobre los abonos propios para que la caña se desarrolle
con mayor vigor, aumentando la proporción de azúcar
que puede producir, en que cantidad es más útil
usarlos, teniendo en cuenta las propiedades físicas del
terreno y su composición química, en que
épocas del año y en que momento del crecimiento es
más beneficioso su uso, inquiriendo además si
conviene o no repetir a menudo su introducción en la
tierra» (Reynoso, 1867; Reynoso, 1878). Algo más
tarde Beauchamp y Lazo (1937), detallaron que los análisis
de suelos, en aquel entonces, sólo revelaban la presencia
o no de los nutrimentos, sin considerar su solubilidad y
disponibilidad en el terreno, mientras que los análisis
del jugo indicaban el

Tesis presentada en opción al título
académico de Maestro en Ciencias del Suelo 4 2. REVISION
BIBLIOGRAFICA nivel de asimilación y absorción por
la caña de azúcar, enfatizando además en la
importancia de los ensayos de campo para demostrar la capacidad
de respuesta por la planta ante las aplicaciones de
fertilizantes. Estos autores reconocieron la importancia del
conocimiento del suelo para lograr el establecimiento de
prácticas agronómicas adecuadas, en relación
con el abonado y la adaptación de las variedades. A
mediados de la segunda mitad del siglo pasado, numerosos
investigadores concluían que los criterios para realizar
el cálculo de las cantidades de fertilizantes a aplicar a
la caña de azúcar consistían en: conocer la
fertilidad de los campos a través de los análisis
de suelos, realizar determinaciones químicas en los jugos
de la caña, considerar el rendimiento agrícola a
obtener así como las ventajas de hacer valoraciones
visuales y analíticas de las hojas, además de la
trascendencia de plantar experimentos de campos que permitieran
conocer el efecto de las fórmulas y cantidades de abonos
más económicas a emplear (Beauchamp, 1947; Samuels
y Capó, 1956; Colwell, 1967). 2.2 Evolución de los
criterios para la fertilización de la caña de
azúcar en Cuba, después de 1959. Al triunfo de la
Revolución se contaba con una reducida información
experimental acerca de la aplicación de fertilizantes en
caña de azúcar. Se conocía de algunos
experimentos de campos plantados en la costa norte de la
provincia de Holguín, pertenecientes a la áreas
cañeras de los ingenios Preston y Boston (hoy CAI
Nicaragua y CAI Guatemala respectivamente) conducidos por
investigadores de la antigua Estación Experimental de
Caña de Azúcar de Mayarí, (hoy EPICA
Holguín) dedicada básicamente, en aquel entonces, a
la obtención de variedades más que a la
experimentación en el uso de los abonos. Durante el
período 1951-1960 el empleo de fertilizantes estuvo
localizado fundamentalmente en el occidente del país, se
usaron cantidades muy bajas, apenas unas 80 mil t, que se
aplicaban sin tener en cuenta la composición del suelo ni
otras circunstancias. A mediados de los años 70 se
publicó el mapa básico de suelos de Cuba escala 1:
50 000, dando inicio a una nueva etapa en los estudios
edafológicos de variados agroecosistemas, incluyendo el de
caña de azúcar, lo que significó un salto
cualitativo en los métodos de diagnóstico y
evaluación de la fertilidad de los suelos, al tiempo que
sirvieron como base para elaborar recomendaciones de
fertilizantes para el servicio

Tesis presentada en opción al título
académico de Maestro en Ciencias del Suelo 5 2. REVISION
BIBLIOGRAFICA agroquímico, en el que se consideraron
criterios como: los análisis de suelos, resultados de las
estaciones experimentales, rendimiento esperado, métodos
de aplicación y efectos económicos entre otros
(MINAZ, 1988). Hasta 1974, se aplicaron dosis fijas de
fertilizantes, una para las cepas de planta y otra para los
retoños, en cantidades que fluctuaron alrededor de 149
kg/ha para los portadores nitrogenados y 298 kg/ha para
fórmula completa (7,5-6-18), asumiendo exclusivamente el
número de cortes realizado a la plantación, sin
considerar el tipo de suelo, sus contenidos y formas de
nutrimentos, rendimientos agrícolas y resultados
experimentales (Pineda, 2000). Los procedimientos técnicos
para el uso y manejo de los fertilizantes en caña de
azúcar en Cuba, aparecieron por primera vez en forma de
metodología en el año 1976, como resultado de los
trabajos realizados por el Ministerio de la Agricultura, con la
consecuente asesoría técnica de especialistas
provenientes la extinta Unión Soviética. Como
resultado de un acercamiento progresivo a las necesidades reales
de los campos de producción, el MINAZ dispuso en los
primeros años de 1980, de sus primeras recomendaciones de
fertilizantes para la caña de azúcar, pudiendo
integrar diferentes elementos en un sistema de reportes de salida
que comprendía las variables: tipos de suelos,
rendimiento, cepas, lluvia caída y contenido de los
nutrientes en el suelo (López, 1981). En 1986, se
integraron conocimientos y experiencias mediante la
generalización de los resultados obtenidos por el INICA y
otros centros de investigación, elaborándose una
nueva metodología que estuvo vigente hasta 1993. En esta
ocasión se ampliaron los criterios para recomendar dosis
de nitrógeno atendiendo a las condiciones de
hidromorfía y compactación del suelo, así
como el manejo de este elemento a nivel predial (Villegas et al,
1993). La consecuente actualización del sistema nacional
de recomendaciones de fertilizantes, ha permitido aplicar dosis
cada vez más precisas, de acuerdo al grado de
información disponible en cada momento, fundamentalmente
el obtenido por la red permanente de experimentos de larga
duración del INICA, la que abarca los más variados
y representativos agroecosistemas cañeros del país.
Las anteriores recomendaciones para el uso de los fertilizantes
minerales en el cultivo de la caña de azúcar en
Cuba fueron el resultado de trabajos locales, generalizaciones y
tesis de grados, realizadas por investigadores del Departamento
de Suelos y Agroquímica del INICA, universidades y otros
centros de investigación del país. Todos estos
estudios

Tesis presentada en opción al título
académico de Maestro en Ciencias del Suelo 6 2. REVISION
BIBLIOGRAFICA tuvieron en mayor o menor grado un carácter
local o regional y para los mismos, generalmente, se
seleccionaron los experimentos o las cosechas (León y
Villegas 1996). Con el advenimiento de la computación y
los sistemas de programación, unido a la necesidad de
salvaguardar los resultados experimentales obtenidos hasta esa
fecha, el Departamento de Suelos y Agroquímica del INICA
creó a partir de la segunda mitad de los años 80 el
Sistema de Información de Experimentos (SIDE), donde se
conformaron las bases de datos que contienen la
información de los experimentos de campos, que conformaron
la red experimental del INICA, y el sistema Perfil donde se
registran los datos de los perfiles descritos en los
experimentos. La creación y puesta en marcha de estos
sistemas, también posibilitó el análisis
estadístico-matemático de las variables de cosechas
y de suelos, así como la exportación a otras bases
de datos y sistemas estadísticos. 2.3 Uso de modelos
matemáticos para la predicción de la respuesta de
los cultivos a los fertilizantes La producción de los
cultivos y su respuesta a los fertilizantes varía dentro
de las regiones agrícolas debido a los efectos en la
variación de los factores asociados al suelo, clima y
prácticas agrícolas (Colwell, 1988). De esta
manera, dichas características pueden servir de base en el
aporte de informaciones fundamentales para optimizar el uso de
fertilizantes que permitan extrapolar resultados de experimentos
con fertilizantes de un lugar para otro, de condiciones
agro-ecológicas similares (Lal, et al 1993; Herrera,
1999). La relación entre el rendimiento y la
aplicación de dosis de fertilizantes está
representada por funciones que conforman la relación
rendimiento-fertilizante, a través de una expresión
generalmente denominada modelo, de tal manera que las funciones
estimadas a partir de la información experimental brinden
una representación realista de la relación
biológica indicada en la base de datos (Colwell, 1994).
Según Herrera (1999) los modelos generales de fertilidad
buscan representar los efectos de las variables suelo, clima y
prácticas agrícolas, en forma de ecuaciones
matemáticas que expresan la respuesta de los cultivos a la
aplicación de fertilizantes como funciones de dichas
variables.

Tesis presentada en opción al título
académico de Maestro en Ciencias del Suelo 7 2. REVISION
BIBLIOGRAFICA Especial atención han tenido los modelos
matemáticos para la predicción de la respuesta
productiva de los cultivos a los fertilizantes (Bock y Sikova,
1990; León, 1996; Pérez y Herrera, 1998; Rebolledo,
1999 y Pineda, 2001) pues permiten obtener información
sobre el rendimiento máximo posible a obtener, los gastos
en la adquisición de portadores, así como la
calibración de las dosis de fertilizantes óptimas
económicas para cada agro-ecosistema y otras variables
útiles para la toma de decisiones. Al respecto
Hernández y Herrera (1993), mostraron que las diversas
formas funcionales o modelos han sido propuestos para representar
matemáticamente los efectos de las dosis sobre los
rendimientos de los cultivos, donde se trata de cuantificar la
relación entre los diferentes estimadores de los
parámetros correspondientes a los modelos y las variables
locales. Las decisiones en la investigación
científica están basadas en la observación,
de tal manera que la elección de modelos para el estudio
científico de la relación fertilizante rendimiento
deben estar sustentadas en el carácter de la
relación indicada por la base de datos, para significar
los efectos de la dosis de fertilizantes sobre el rendimiento.
Miller (1990) expresó que cuando un modelo es seleccionado
para representar la relación rendimiento-fertilizante, las
funciones que lo forman tienen que ser estimadas a partir de una
base de datos obtenida por una serie de experimentos de campos
sobre niveles de fertilizantes (Bautista, 1998; Nelson, 1999;
Machado et al, 2000; Pineda et al, 2001). Modelos generales de
fertilidad del suelo Los modelos generales de fertilidad del
suelo son básicamente un conjunto de ecuaciones de
regresión que relacionan resultados procedentes de
experimentos de fertilidad con variables y circunstancias propias
de un sitio específico (Jonson, 1991; Rebolledo, 1999;
Opazo y Carrasco, 1999). Como rasgo distintivo tiene que los
aspectos independientes de los resultados de los experimentos,
pueden ser representados por las variables del rendimiento que
corresponden a componentes ortogonales de análisis de
varianza de regresiones para las relaciones
fertilizante-rendimiento, estimadas a partir de los datos
resultantes de los experimentos de fertilizantes en forma de
funciones, que representen gráfica y
matemáticamente dicha relación (Anderson y Nelson,
1975; Cook y Wisberg 1982; Herrera, 1992). Nelson (1999) al
tratar el desarrollo de los modelos matemáticos se
refirió a la variedad de los mismos al ser usados en la
evaluación de la respuesta a la aplicación de los
fertilizantes. Los modelos asintóticos (por ejemplo la
ecuación de Mitsherlich) que

Tesis presentada en opción al título
académico de Maestro en Ciencias del Suelo 8 2. REVISION
BIBLIOGRAFICA requieren ajustes iterativos han perdido campo
frente a los modelos polinomiales que son más
convenientes, particularmente en el caso de la
experimentación multi-sitio. No solamente existe el modelo
cuadrático, sino que también se pueden usar
polinomios con la variable transformadora (ejemplo raíz
cuadrada). Atkinson (1985) planteó, que las funciones
estimadas se pueden usar para calcular rendimientos y ganancias
para dosis señaladas de aplicación de
fertilizantes, y requerimientos de fertilizantes a partir de
valores para las variables del lugar. Requisitos para desarrollar
un modelo general según Colwell (1994): 1. Mostrar la
fertilidad del suelo de una región, llevando a cabo una
serie de experimentos de fertilizantes con un diseño
adecuado para la estimación de las funciones
fertilizantes-rendimiento. 2. Representar los resultados de cada
experimento mediante ecuaciones de regresión, para las
funciones fertilizante-rendimiento de forma apropiada, estimados
a partir de los datos experimentales. 3. Presumir las variables
de rendimiento que representan los datos significativos de los
resultados experimentales y que correspondan a componentes
ortogonales de análisis de varianza de las funciones
fertilizante-rendimiento. 4. Obtener en cada lugar del
experimento datos para las variables del sitio en
específico, de las que se espera expliquen las variaciones
del rendimiento para los diferentes experimentos. 5. Desarrollar
ecuaciones de regresión que relacionen las variables de
rendimiento con las variables y circunstancias del sitio,
obteniendo un grupo de ecuaciones que forman el modelo general.
Cuando no existen regresiones significativas para la variable de
rendimiento, entones se asumen ecuaciones “V =
constante”, siendo este la media de la variable del
rendimiento. El mismo autor resumió los requisitos para
usar un modelo general: 1. Los valores para las variables propias
del sitio correspondientes al modelo se miden o estiman para
lugares específicos, y se sustituyen en las ecuaciones del
modelo, con el objetivo de obtener estimados de las variables de
rendimiento.

Tesis presentada en opción al título
académico de Maestro en Ciencias del Suelo 9 2. REVISION
BIBLIOGRAFICA 2. Las variables de rendimiento estimadas se usan
para calcular los valores de las funciones de
fertilizante-rendimiento, de la misma forma que los estimados a
partir de los datos originales del experimento. 3. Las funciones
de los rendimientos estimadas se usan para calcular estimados de
rendimientos, ganancias, dosis óptimas de fertilizantes,
etc. Usando los mismos procedimientos a los empleados con las
regresiones estimadas directamente. En esencia estos
requerimientos son los que también se usan para la
utilización y desarrollo de regresiones, descritos por
numerosos autores (Cook y Wisberg 1982; Atkinson 1985; Sims,
1999; Rebolledo, 1999; Machado et al, 2000 y Sumner, 2001) que
señalan que el simple uso de procedimientos
clásicos de regresión, sin una apreciación
de sus bases matemáticas y limitaciones, teniendo en
cuenta la naturaleza científica de las relaciones que
están siendo estimadas, puede conducir fácilmente
resultados engañosos e inexactos. Modelo Discontinuo
Rectilíneo Autores nacionales y extranjeros en la
actualidad se valen del Modelo Discontinuo Rectilíneo o
Modelo de Respuesta Lineal aplicado por Cate y Nelson (1965), a
las ciencias del suelo, para analizar datos provenientes de
ensayos de fertilizantes y determinar las necesidades de
éstos por los cultivos (Cate, 1971; Espinosa et al, 1998;
Nelson, 1999; Machado, 2001 y Pineda, 2001). Ruiz et al, (2001)
plantean que el rendimiento es una función de muchos
factores que afectan al crecimiento de las plantas, desde el
punto de vista genético cada variedad vegetal tiene
determinado potencial en su capacidad transformadora en materia
seca, nutrientes minerales, luz, dióxido de carbono y
agua. La eficiencia que pueda lograr una planta para transformar
los ingredientes básicos en rendimiento, depende del grado
y balance en el cual se encuentren reunidos todos los
requerimientos que afectan el crecimiento (Espinosa et al, 1998).
A partir de una interpretación agronómica el
rendimiento de los cultivos puede ser relacionado con un amplio
rango de factores o variables: según Fitts, (1959) el
rendimiento es una función del cultivo, suelo, clima y
manejo, entre otras.

Tesis presentada en opción al título
académico de Maestro en Ciencias del Suelo 10 2. REVISION
BIBLIOGRAFICA La evaluación de la fertilidad del suelo,
condicionada por la cantidad de un nutriente, no provee por si
sola información suficiente para predecir el rendimiento
que pueda ser obtenido en determinada circunstancia. Anderson y
Nelson (1975), continuaron desarrollando los modelos discontinuos
(línea-meseta) para ser usados en semejantes
problemáticas, pues plateaban que el propósito del
diagnóstico de la fertilidad es proveer una guía
sobre la contribución que se espera obtener de un
nutriente y predecir con alto grado de probabilidad de ocurrencia
la repuesta beneficiosa en rendimiento, mediante la
adición de fertilizantes específicos u otras
enmiendas. Numerosos investigadores en diferentes épocas
del desarrollo de las ciencias agrícolas, se han dedicado
a estudiar diversos modelos curvilíneos con el objetivo de
lograr una dosis óptima del nutriente, sin embargo en su
gran mayoría coinciden en reconocer las ventajas del
modelo rectilíneo discontinuo, frente a las funciones
asintóticas al momento de definir cantidades
óptimas económicas, evitando así el sesgo a
la derecha de los modelos curvilíneos. El uso del concepto
del modelo discontinuo rectilíneo permite una
estimación tentativa del requerimiento del nutriente, aun
para datos de respuesta basados solamente en 3 niveles del
nutriente (Boyd, 1970; Bartholomew, 1972; Anderson y Nelson,
1975; Espinosa et al, 1998; Nelson, 1999; Machado et al, 2000 y
Pineda, 2001). Es por ello que los resultados analíticos
de las muestras de suelos dependen fundamentalmente, de su valor
práctico cuando se conocen de ante mano, por
investigaciones precedentes, cuanto rendirá un cultivo
bajo una condición “conocida” o similar de
fertilidad de suelo y bajo un conjunto dado de circunstancias. La
respuesta del rendimiento a fertilizantes añadidos
deberá, por lo tanto, ser relacionada con situaciones
específicas de sitio y cultivo (Jonson, 1991). Rendimiento
Máximo Estable Teniendo en cuenta que el límite
superior de una función de respuesta se ubica exactamente
donde termina el efecto del nutriente sobre el cultivo, entonces
el rendimiento máximo alcanzado deriva en rangos de
estabilidad, producto a que el nutriente objeto de estudio
dejó de ser el factor limitante del rendimiento
(González et al, 1997). Considerando que el rendimiento
máximo logrado para una situación dada no es el
máximo absoluto para todas las posibles condiciones, sino
para un conjunto específico de circunstancias dentro de un
experimento, es más aceptado usar el termino
“Rendimiento

Tesis presentada en opción al título
académico de Maestro en Ciencias del Suelo 11 2. REVISION
BIBLIOGRAFICA Máximo Estable”, el cual implica
determinada constancia en el rendimiento bajo ciertos rangos de
aplicación del nutriente bajo estudio, así como su
variación si las condiciones locales fueran modificadas
(Parton et al , 1988; Jonson, 1991; Shaap y Leij, 1998;
Solé et al, 1999; Pérez et al, 2002). Rendimiento
Relativo Destacados científicos del siglo XIX como
Mitscherlich, Spillman, Baule y Bray expresaban el rendimiento
sin el nutriente bajo estudio como porcentaje del rendimiento
posible a alcanzar cuando todos los nutrientes estaban presentes
al nivel adecuado, lo que se conoce desde entonces como
rendimiento relativo, considerando que otras variables, como
clima, suelo, fitotecnia, etc., se mantienen constantes. En la
actualidad se continúa utilizando para relacionar el
efecto provocado por el fertilizante aplicado y los contenidos de
los nutrientes del suelo, pues al ser una proporción en
vez de una cantidad absoluta, es posible comparar el rendimiento
relativo de sitios diferentes (Beaufils, 1973; Atkinson, 1985;
Cowell 1994; Sims, 1999; Sumner, 2001). Fundamentación
agronómica para el uso de los modelos discontinuos
rectilíneos La mayoría de las discusiones sobre la
respuesta a los fertilizantes están basadas en la
deducción de los resultados provenientes de los ensayos de
campo, sobre la base “Leyes de la Agroquímica”
enunciadas por Liebig, Boussingault, Beherain, Mitsherlich entre
otros, que más tarde Voisin, (1966) enriqueció con
acertados aportes, llamándolas “Leyes
Científicas en la Aplicación de los Abonos. La
“Ley del Mínimo” o “Ley de Liebig”
citada por Voisin (1966), plantea en su formulación
cuantitativa que: “Los rendimientos de las cosechas son
proporcionales a la cantidad del elemento fertilizante, que se
encuentra al mínimo en el suelo en relación con las
necesidades de las plantas” Como lo subrayó Demolon
(1972) ésta ley indica que hay un límite de
producción debido a la insuficiencia relativa de un
elemento nutritivo en el suelo, el cual se comporta como factor
limitante, sin embargo ésta ley no detallaba de que manera
la producción progresaba hasta ese límite, aspecto
que fue corregido por Mitsherlich a inicios del siglo

Tesis presentada en opción al título
académico de Maestro en Ciencias del Suelo 12 2. REVISION
BIBLIOGRAFICA XIX, al precisar el carácter cuantitativo de
ésta ley, expresando: “Cuando se aportan al suelo
dosis crecientes de un elemento fertilizantes, los aumentos del
rendimiento obtenido son cada vez menores, a medida que las
cantidades aportadas se eleven” La expresión
gráfica de ésta ley describe una función
curvilínea continua, pero no descrita por el efecto
provocado en las sucesivas aplicaciones adicionales de
fertilizantes, resultante en respuestas cada vez más
pequeñas de incrementos de producción. Con el paso
del tiempo se observó que su carácter cuantitativo
era poco exacto (Voisin, 1966; Fundora et al, 1992 y Cabrera,
1997) de acuerdo a la evolución del conocimiento alcanzado
en la experimentación agronómica, quedando
indeterminado su aspecto cualitativo; expresado por Voisin de la
forma siguiente: “La insuficiencia de un elemento
asimilable en el suelo, reduce la eficiencia de los otros
elementos y por consiguiente, disminuye el rendimiento de las
cosechas” Muchos autores señalan que el rendimiento
de los cultivos depende del factor más limitante, y que
sólo su corrección producirá incrementos en
las cosechas. Una vez corregidos éstos, los rendimientos
serán regulados por otro factor que limite la
expresión genética de la planta. La
corrección de éste producirá nuevamente
incrementos en los rendimientos, hasta que deje de afectarlo y
sea otro factor el que lo controle. Este proceso se
repetirá hasta corregir todos los factores limitantes de
un determinado sitio específico. (Voisin, 1966; Fundora et
al, 1992; Cabrera, 1997,). También Cabrera, (1997)
resaltó en su interpretación agronómica que
el rendimiento está influenciado de forma simultanea por
todos los factores limitativos de la producción, y la
influencia de cada uno de ellos es proporcional a su grado o
intensidad de limitación. Voisin (1966) consideró
que de forma teórica y práctica el exceso de un
elemento nutricio en el suelo limita más el rendimiento
que su insuficiencia. Este análisis permitió al
autor formular la conocida “Ley del Máximo”
que plantea: “El exceso de un elemento asimilable en el
suelo reduce la eficacia de otros elementos y, por consiguiente,
disminuye el rendimiento de las cosechas” Esta ley fue
demostrada, al igual que la clásica “Ley del
Mínimo” mediante la representación
esquemática de una curva teórica en forma
cuadrática, la que estaría seccionada en diferentes
partes atendiendo al nivel de aplicación del elemento al
suelo, expresando que al aumentar la dosis el rendimiento
aumenta, pero no en forma lineal,

Tesis presentada en opción al título
académico de Maestro en Ciencias del Suelo 13 2. REVISION
BIBLIOGRAFICA alcanzándose un máximo a determinada
cantidad, (Ley del Mínimo), pero siguiendo la trayectoria
de la curva, el incremento comienza a deprimirse lentamente con
el aumento de las dosis y luego un poco más rápido
(Ley del Máximo). Significando que el elemento en estudio
pasó a ser, de factor limitante por defecto, a factor
limitante por exceso. Esta zona de la curva, se puede explicar
también por la “Ley del Mínimo”, si se
toma en cuenta que algún otro nutrimento se encuentra
limitando la producción (Cabrera, 1997). De corregirse ese
factor, el rendimiento comenzaría a aumentar, pero
habría que valorar si el incremento obtenido es redituable
en relación a los precios de los portadores en
función de las cantidades aplicadas al suelo. De
aquí el carácter económico de la “Ley
del Máximo”, que le permitió a Voisin unir
ambas leyes en una, al enunciar la “Ley del Equilibrio de
los Elementos Minerales del suelo”… que plantea:
“La insuficiencia o exceso de un elemento asimilable en el
suelo reduce la eficacia de los otros elementos y por
consiguiente hace disminuir el rendimiento de las cosechas”
2.4 NITRÓGENO (N) 2.4.1 Mineralización e
Inmovilización del N El N es el elemento más
estudiado dado que: (i) a diferencia de los demás
nutrientes, no existe en la fracción mineral del suelo y
su disponibilidad depende de la presencia de materia
orgánica mineralizable y de los procesos de
fijación biológica del N atmosférico; (ii)
representa el elemento más limitante en las zonas
tropicales, en la mayoría de los bosques templados y en
ecosistemas áridos y semiáridos, y (iii) cuando no
es limitante (disponibilidad > absorción por las
plantas) su riesgo de pérdida en forma de nitrato tiene
importantes implicaciones ecológicas(Mazzarino, 2002).
Aproximadamente más de 95 % del N total que se encuentra
en el suelo está en forma orgánica, siendo
ésta inaccesible por las plantas, pero al descomponerse
por la acción de los microorganismo forma nitrógeno
mineral asimilable por los cultivos, en este proceso conocido
como mineralización se distinguen dos etapas: la
amonificación y nitrificación (Fundora et al, 1992;
Cabrera y Bouzo, 1999; Jenkinson y Rayner, 1997; Körshens et
al, 1998; INPOFOS, 2000; Verchot, 2001). Arian et al, (2000)
ratificaron que la amonificación se caracteriza por ser
una etapa de reacción lenta, que tiene lugar en presencia
o ausencia de oxigeno, en medio neutro o

Tesis presentada en opción al título
académico de Maestro en Ciencias del Suelo 14 2. REVISION
BIBLIOGRAFICA alcalino, y consiste en la transformación
del N-orgánico en N-amoniacal, conformada por la actividad
de la flora microbiana del suelo (bacterias, hongos actinomicetos
etc.) Por su parte la nitrificación ocurre con rapidez,
bajo condiciones exclusivamente aeróbicas, desarrollada en
dos fases, dependiente cada una de diferentes grupos de bacterias
autotróficas aerobias, oxidando primero al amonio (NH4+)
por la acción de las Nitrosomonas hasta nitrito (NO2-), y
luego hasta nitrato (NO3-) por las Nitrobacter, reacción
que tiene lugar a mayor velocidad que la primera con lo que se
evita que el NO2- pueda alcanzar concentraciones tóxicas
para las plantas (Arzola et al, 1998; Cabrera y Bouzo, 1999;
Verchot et al, 2001). El proceso inverso a la
mineralización es la inmovilización, la que
también es realizada por microorganismos y consiste en la
utilización de las formas minerales de nitrógeno
para formar su biomasa, quedando así el nitrógeno
en forma orgánica. La mineralización y la
inmovilización consideradas por separado son denominadas
mineralización bruta e inmovilización bruta. Ambos
procesos ocurren en el suelo simultáneamente, por lo que
un concepto de mayor importancia agrícola sería el
efecto neto que de ellas resulta, el cual lleva implícito
magnitud y dirección (León, 1997; Arzola et al,
1998; Cabrera y Bouzo, 1999). 2.4.2 Balance del N en el
agroecosistema con caña de azúcar
Exportación del N por la cosecha En el agroecosistema
cañero (Arzola et al , 1998; Cabrera y Bouzo, 1999; Arian
et al, 2000) la mayor pérdida del N está dada por
la exportación que de este elemento realiza la cosecha.
Parte de los nutrimentos que las plantas extraen del suelo
retornan al mismo con los restos vegetales que permanecen en el
campo (hojas, restos de cosecha, cepas, raíces, etc.),
pero determinada cantidad sale del sistema con el producto
agrícola que se exporta a la industria, como tallos, parte
de los cogollos y de la paja. Pérez, (1982) obtuvo un
índice medio de extracción de 1.18 kg N.t-1 de
caña, no obstante, el valor correspondiente a la
exportación sólo alcanzó 0.55 kg del N.t-1
de tallos. En los reportes del SERFE (2001) para más de 90
% del área de producción nacional calcula un valor
medio de 1. 6 kg N.t-1 de caña.

Tesis presentada en opción al título
académico de Maestro en Ciencias del Suelo 15 2. REVISION
BIBLIOGRAFICA Quema de la caña para la cosecha Por
determinadas razones de seguridad o de manejo, en muchos
países cañeros la quema de sus plantaciones antes y
después de la cosecha es una práctica generalizada.
Esto no sólo conduce a pérdidas considerables de
nutrimentos del sistema suelo-planta, pues el N contenido en las
hojas secas y gran proporción de su contenido en los
cogollos se pierde al destruirse la materia orgánica
(León, 1997; Arzola et al , 1998 y Cabrera y Bouzo, 1999,
Lozano et al , 2001, Milanés et al, 2001), sino que
además se produce un calentamiento elevado de las capas
superficiales provocando una esterilización parcial del
suelo, conjuntamente con la alteración en sus propiedades
químicas y físicas (Fassbender, 1972; Sandoval,
1997; Fernando et al, 2001; Mazzarino, 2002).
Desnitrificación La desnitrificación agrupa una
serie de procesos bioticos y abióticos que conducen a la
reducción de nitratos; lo que produce pérdidas del
N del suelo que muchas veces son considerables, tanto del N
nativo como el aplicado en forma de fertilizante (Malavolta y
Vitty, 1997; McCaty et al, 1998). La desnitrificación
biológica no es un proceso exclusivo de los suelos mal
aireados en presencia de bacterias heterótrofas o
facultativas, sino que ocurre en todos los suelos, en
pequeñas cavidades diseminadas en su masa donde imperan
las condiciones anaeróbicas o casi anaeróbicas. De
allí la evidente importancia de este proceso microbiano
capaz de inducir notables pérdidas (Fassbender, 1972;
Arzola et al , 1981; León, 1997). Según Smirnov y
Muravin, citados por Cabrera y Bouzo (1999) las pérdidas
por reducción biológica de los nitratos
podrían alcanzar valores de alrededor de 20 % del N de los
fertilizantes amoniacales y de 30 % del de los fertilizantes
nítricos, pudiendo incrementarse hasta un 50 % en suelos
inundados. También Hauck (1971) reportó que estas
pérdidas pueden variar entre 0 y 40 % del N aplicado con
los fertilizantes en cultivos anuales, de 25 a 35 % en pastizales
y de 20 a 50 % en arrozales. Volatilización La
volatilización del ión amonio (NH4+) o
desnitrificación abiótica es el resultado de
diferentes reacciones químicas, que ocurren bajo
condiciones alcalinas entre diferentes

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académico de Maestro en Ciencias del Suelo 16 2. REVISION
BIBLIOGRAFICA compuestos nitrogenados presentes en el suelo y los
aplicados por los fertilizantes (Fassbender, 1972; Boul y Stokes,
1997) lo que da lugar a pérdidas gaseosas de amoniaco
(NH3+). Estas pérdidas ocurren fundamentalmente por la
aplicación de altas dosis de N en el uso del amoniaco
anhidro, aunque también pueden ocurrir con la urea
(CO(H2N)2), el nitrato de amonio ((NH4)NO3) y el sulfato de
amonio ((NH4)2SO4), ampliamente usados en Cuba (León,
1997; Arzola et al , 1998 y Cabrera y Bouzo, 1999). Variables son
los reportes sobre la magnitud de las pérdidas por
volatilización del amoniaco. En las referencias
internacionales se encuentran resultados de pérdidas
notables como insignificantes. Esta poca uniformidad se debe al
grado de participación de diferentes factores: pH
básico, presencia de carbonatos de calcio, baja capacidad
de intercambio catiónico, textura arenosa, baja humedad,
alta temperatura y algunas prácticas de manejo
fitotécnico como el uso de portadores nitrogenados (sobre
todo urea y amoniacales) aplicados superficialmente
(Martín et al, 1987; Benintende et al , 2000). En Gran
Bretaña Cooke (1967), consideró que las
pérdidas por volatilización del amoniaco superaban
a las ocurridas por el lavado de nitratos. Infante (1988), en
suelos cañeros de Venezuela encontró
pérdidas anuales de 30.7 kg del N.ha-1. Lavado Las formas
minerales del N presentes en el suelo son solubles en agua para
que éstas sean asequibles por las plantas, provocando que
con el movimiento de la misma pueden ser arrastradas hacia capas
inferiores del suelo, donde las raíces no puedan alcanzar,
constituyendo una pérdida, aunque permanezcan en el suelo
en forma asimilable. Este fenómeno se produce
fundamentalmente en forma del N nítrico, pues el N
amoniacal es fijado a las arcillas del suelo, nitrificado
rápidamente o absorbido por las raíces
(León, 1997; Arzola et al , 1998 y Cabrera y Bouzo, 1999,
Benintende et al, 2000). Los resultados de estudios sobre le tema
son un tanto contrapuestos, pues en unos casos se reportan
valores de consideración y en otros no, dado por la
dependencia de numerosos factores edafoclimáticos. En
suelos arenosos las pérdidas son mayores que en los
arcillosos; también en suelos descubiertos que en los que
están cubiertos por vegetación, donde se incorpore
mayor cantidad de agua (por lluvia o por riego) así
como

Tesis presentada en opción al título
académico de Maestro en Ciencias del Suelo 17 2. REVISION
BIBLIOGRAFICA el uso de portadores nítricos supere al de
los amoniacales o las dosis de fertilizantes nitrogenados sean
más elevadas (Shishov et al ,1973; León, 1997;
Benintende et al, 2000). Infante (1988) consideró en sus
estudios que la mayor densidad del sistema de raíces de la
caña de azúcar se encontraba en los primeros 30.0
cm y valoró como perdido, tanto el N nítrico como
el amoniacal, ubicado fuera de ese límite. Bajo
éste criterio reportó pérdidas anuales
totales de 5.3 kg del N.ha-1, representadas casi en su totalidad
por los nitratos (96.4 %). Erosión Numerosos reportes
coinciden que la materia orgánica del suelo (MOS) es la
principal reserva del N en cualquier agroecosistema, la que
está confinada en mayor proporción en la capa
arable, por tanto la pérdida del horizonte superficial
conlleva al detrimento del N en el suelo. La magnitud de esta
pérdida es también variable y difícil de
pronosticar, ya que puede ser de decenas o hasta de cientos de kg
del N.ha-1, lo que depende del contenido del N que tenga el suelo
y del volumen de suelo removido, aspecto que está sometido
a los atributos de la lluvia y el viento, además de la
topografía, la presencia o no de cobertura vegetal y al
tipo de textura. También el hombre mediante
prácticas agrícolas inadecuadas puede contribuir a
la erosión del suelo, lo que lamentablemente es frecuente
(León, 1997; Arzola et al , 1998; Cabrera y Bouzo, 1999;
Farshad y Zinck, 2001; Becker et al, 2002; Michelena, 2002).
2.4.3 Ganancias Fijación biológica del N
atmosférico Contrariamente a las salidas del N que tienen
lugar en el agroecosistema con caña de azúcar,
existen plantaciones que no muestran efectos beneficiosos ante
las aplicaciones de este nutrimento. Además existen
referencias de diferentes regiones donde esta planta ha crecido
en monocultivo por 50, 100 o más años, sin recibir
aplicaciones del mismo, independientemente del rendimiento.
Independientemente de la fertilización y del aporte que
puede realizar la MOS, una importante fuente del N para la
caña de azúcar, es la fijación
biológica del N2 atmosférico (León, 1997;
Arzola et al , 1998; Baldini et al, 1998 y Cabrera y Bouzo,
1999,).

Tesis presentada en opción al título
académico de Maestro en Ciencias del Suelo 18 2. REVISION
BIBLIOGRAFICA Determinados microorganismos, tanto de vida libre
como asociativos o simbióticos, están aptos para
fijar N2 inaccesible a la caña de azúcar (Urquiaga
et al , 2001). Los géneros más reportados son
Azospirillum, Azotobacter, Acetobacter y Beijerinckia(Cian et al
, 2000). Entre los biofertilizantes más utilizados en Cuba
durante la última década se encuentran aquellos que
se preparan a base de bacterias fijadoras de nitrógeno de
forma asociativa y de microorganismos solubilizadores del
fósforo del suelo, todos los cuales sintetizan
también aminoácidos, vitaminas, citoquininas,
auxinas, giberelinas y otras sustancias que actúan como
estimuladoras del crecimiento vegetal (Elmerich, 1984;
Martínez y Dibut, 1999). En Cuba, Pérez et al,
(2001) evaluaron el efecto del Azospirillum spp., aplicado en
forma líquida y soportado en turba, sobre el rendimiento
de la caña de azúcar en diferentes condiciones
edafoclimáticas. Los resultados obtenidos mostraron
incrementos en más de 60 t/ha producidas. Los autores
concluyen que estos productos biológicos en mayor o menor
medida contribuyen a mejorar la calidad y productividad del
cultivo, llegando a sustituir la aplicación de 50% del
fertilizante mineral. La caña de azúcar cultivada
en Brasil generalmente presenta baja frecuencia en la respuesta a
la aplicación del N-fertilizante, aun creciendo un suelos
muy pobres en N- disponible, estudios recientes han confirmado
que la fijación biológica del N (FBN) asociada al
cultivo en variedades eficientes, puede contribuir hasta en 70 %
de las necesidades del nutrimento, contribuyendo a la
economía del país en 150 millones de USD,
contribuyendo significativamente a la protección del medio
ambiente (Urquiaga, 1999). Aporte del N por las lluvias Diferente
compuestos nitrogenados que se volatilizan del suelo, como el
amoniaco y los óxidos del N, así como los que se
forman por acción fotoquímica o por las descargas
eléctricas, o por la combustión de diversos
carburantes, pueden ser lavados o removidos de la
atmósfera por las lluvias y transferidos al suelo
(León, 1997; Arzola et al , 1998 y Cabrera y Bouzo, 1999;
Rodríguez y Osorio 2001). La magnitud de este aporte
depende de la frecuencia de las lluvias, de la
concentración del N en la atmósfera y otros
factores

Tesis presentada en opción al título
académico de Maestro en Ciencias del Suelo 19 2. REVISION
BIBLIOGRAFICA como: cercanía a centros industriales, tipo
de vegetación, posición geográfica y
estación del año. Infante, (1988) encontró
con reiteración en reportes internacionales que el ingreso
del N por las lluvias está entorno de 22 ± 6 kg N
ha-1, coincidiendo que el amonio es la forma nitrogenada
predominante. La autora en sus estudios llegó a resultados
muy similares, (26.3 kg N ha-1, formado en 99.8 % por amonio).
Además de comprobar que basta poca lluvia para remover los
nutrimentos presentes en la atmósfera, mientras que la
lluvia subsiguiente tiene un efecto diluente sobre la
concentración de los iones presentes en el agua colectada.
También debe considerarse el agua interceptada
directamente por el cultivo proveniente de la lluvia, ya que
puede ocurrir una retención o absorción del amonio
a nivel foliar, así como el lavado de los nitratos
(Infante, 1988). 2.5 Factores relacionados con la
fertilización nitrogenada en caña de azúcar
Relación N-variedad De acuerdo a las diferencias
morfológicas y fisiológicas que muestran las
variedades de caña de azúcar, se puede asumir su
influencia sobre la capacidad de las mismas para asimilar los
nutrimentos. Así se tiene por ejemplo diferencias en el
desarrollo del sistema radical, color de las hojas, capacidad
para asimilar nutrimentos, etc. (León, 1997; Arzola et al
, 1998; Cabrera y Bouzo, 1999). En los reportes cañeros se
encuentran referencias sobre cierta tolerancia de algunas
variedades ante deficiencias o excesos del N, así como a
mayor o menor eficiencia en el aprovechamiento del nutrimento,
pero coinciden comunicaciones de que no se observa
interacción N-variedad, debido a que otros factores
dominan la respuesta impidiendo totalmente su
manifestación. En Cuba en los últimos 40
años las recomendaciones de fertilizantes no han tenido en
cuenta las exigencias de las variedades, ni su capacidad para
responder a las aplicaciones altas o bajas de este elemento, ya
que no hay suficiente soporte teórico basado en resultados
experimentales que permita tomar decisiones en este sentido (Del
Toro et al, 1985; León, 1997; Arzola et al , 1998; Cabrera
y Bouzo, 1999).

Tesis presentada en opción al título
académico de Maestro en Ciencias del Suelo 20 2. REVISION
BIBLIOGRAFICA Influencia de la cepa En Cuba la caña
plantada en primavera y cosechada independientemente de la edad,
no requiere de la aplicación del N para producir buenos
rendimientos. Sin embargo en otras épocas de
plantación se han encontrado respuestas eventuales a dosis
relativamente bajas de 40 a 75 kg del N.ha-1(Arzola et al ,
1998). Son frecuentes los reportes en cuanto a la poca
efectividad del N en cepas de planta, pero en lugares donde la
fertilización de esta cepa es tradicional las dosis suelen
variar entre 40 y 90 kg del N.ha-1, exceptuando a: Egipto, Taiwan
y Uganda, donde se han empleado dosis más altas (120, 200
y 450 kg del N.ha-1 respectivamente). En las condiciones de Cuba
se ha demostrado que la caña plantada en primavera, no
requiere de la aplicación de N para producir más
tallos que las parcelas fertilizadas y aunque en las plantaciones
de frío se han encontrado respuestas esporádicas a
dosis bajas, en la actualidad no se recomienda N a las mismas,
debido a la baja frecuencia de respuesta económicamente
justificable, excepto en suelos con hidromorfía o
compactación y de textura arenosa (Villegas y Chang,
1996). Borden citado por Del Toro et al, (1985) demostraron que
las cepas de planta necesitan menos 0,90 kg del N.t -1 de
caña para lograr rendimientos óptimos, mientras que
los retoños requerían aproximadamente 1,13 kg del
N.t -1 de tallos cosechados. Los investigadores explicaron este
resultado debido a la presencia en los retoños de
condiciones físicas del suelo menos favorables para la
oxidación de la materia orgánica y por consiguiente
aumenta la demanda del N, así como un sistema radical
menos vigoroso. Numerosos estudios conducidos en Cuba muestran
que las socas no se afectan cuando no se fertiliza la caña
de planta y que aún la no aplicación consecutiva de
nitrógeno en caña planta y soca tampoco afecta a
las restantes cepas (Villegas y Chang, 1996). Similares
resultados reportan los estudios realizados por Sánchez et
al, (2000) y Salgado et al, (2001) en las áreas
cañeras de Tabasco, México. En Cuba, Pérez
citado por Cabrera y Bouzo (1999) demostró que la primera
soca no siempre requiere de las aplicaciones de nitrógeno
para su normal desarrollo, siendo éstas necesarias en los
suelos Ferralitizados cálcicos y en los Vertisuelos, pero
no en los Cambisoles. A partir de la segunda soca se logra una
respuesta estable a las

Tesis presentada en opción al título
académico de Maestro en Ciencias del Suelo 21 2. REVISION
BIBLIOGRAFICA aplicaciones de este elemento, obteniéndose
incrementos agrícolas superiores a 25 por ciento. Las
aplicaciones de la segunda soca en adelante ejercen un marcado
efecto sobre la durabilidad de la cepa, evitando su deterioro, lo
que permite aumentar el número de cortes a cada campo.
Iznaga, (1986) encontró en Ferralitizados cálcicos
que a partir de la tercera soca disminuye la necesidad de
fertilizante nitrogenado por la caña de azúcar
hasta llegar a ser innecesario en la quinta soca, argumentando
que a medida que aumentó el número de cortes
disminuyó la población, por aumentar el
número de espacios vacíos a causa de una mayor
mortalidad de las cepas y unido al envejecimiento de la misma,
incrementó el contenido de materia orgánica en el
centro del surco a causa de las raíces y tocones muertos
durante el ciclo. Fuentes portadoras del N Bajo las condiciones
de Cuba y en experimentos de campo se ha comprobado que la
caña de azúcar no muestra preferencias en su
nutrición, por una u otra fuente portadora del N. En
relación al tema León (1997) refirió en
cuadro comparativo los 10 portadores del N más usados en
la agricultura cubana y extranjera, mostrando similar efectividad
en la fertilización de la caña de azúcar,
sin llegar a considerar este un elemento definitorio por los
agrónomos a la hora de adquirir los portadores. En Puerto
Rico, Samuels y Capó (1956) concluyeron que el cultivo no
manifiesta distinción alguna por una fuente u otra,
siempre y cuando se le suministre al suelo las proporciones de N
inicialmente estimada. Condiciones del suelo En suelos que por
sus características presentan adecuadas condiciones
reductoras, la tasa de mineralización del
N-orgánico es lenta, provocando menor disponibilidad del
elemento asimilable por la planta, además de aumentar las
pérdidas por desnitrificación. El menor suministro
de nitrógeno por el suelo y las mayores pérdidas de
este nutriente en forma gaseosa explican la respuesta a la
fertilización nitrogenada que muestra la caña de
azúcar en cualquier tipo de cepa (Angarica et al, 1990;
Vera, 2000). En contraste Hernández, (1996) estudio los
suelos arenosos, conjuntamente con las pérdidas de
nitratos por lavado, donde se presenta generalmente un bajo
contenido de

Tesis presentada en opción al título
académico de Maestro en Ciencias del Suelo 22 2. REVISION
BIBLIOGRAFICA materia orgánica, lo que puede justificar
hasta cierto punto la necesidad de aplicar nitrógeno desde
caña planta y de fraccionar la dosis en cada cosecha.
Influencia de la lluvia En la mayoría de nuestros campos
la caña de azúcar crece sin la aplicación de
riego y por consiguiente la cantidad y distribución de la
lluvia y la forma en que el agua se retenga en el suelo, resulta
muchas veces vital para la obtención de altos o al menos
rendimientos rentables (Ruiz et al, 2001). Wiedenfeld, (2000) al
estudiar el stress hídrico de la caña de
azúcar durante diferentes períodos de crecimiento
corroboró que ha mayor humedad en el suelo, será
mejor la utilización de N por la planta y se
requerirá de menos fertilizante nitrogenado para producir
una tonelada de caña. Por otra parte, afirmó que
bajo condiciones adecuadas de humedad las plantas producen
más y su consumo de nitrógeno aumenta, por lo que
se requerirá de menos nitrógeno para producir una
tonelada de caña pero probablemente de una dosis mayor por
hectárea. Trabajos realizados en Cuba (INICA, 1979) han
mostrado que a bajos niveles de lluvia correspondía mayor
necesidad de N, hasta un límite. Cuando la lluvia
excedió los 1000 mm se necesitó una dosis menor. Un
nivel de precipitación anual de 1200 mm se considera
óptimo y con precipitaciones de 1600 mm en lo adelante el
efecto de la aplicación de N sobre la producción
prácticamente es nulo, lo que podría explicarse por
una mayor disponibilidad de N en la medida que se incrementa la
humedad del suelo. También, Rodríguez y Osorio
(2001) estudiaron durante 15 años en experimentos de larga
duración sobre Vertisuelos cañeros de la
región oriental de Cuba, el efecto de diferentes dosis de
N sobre los rendimientos, encontrando que a nivel local la
respuesta de la caña de azúcar al nitrógeno
es variable dependiendo de la lluvia total caída y su
distribución. Nivel de rendimiento Las variables
morfológicas, tales como fitomasa, altura de planta,
área foliar, número de hojas, y otras, han sido
usadas para expresar la influencia de los nutrientes minerales
sobre el patrón de rendimiento de las plantas (Malavolta y
Vitty, 1997; Camacho et al, 2001)

Tesis presentada en opción al título
académico de Maestro en Ciencias del Suelo 23 2. REVISION
BIBLIOGRAFICA García citado por León (1997)
observó que la aplicación de N da lugar a un
incremento progresivo de la población de tallos, lo que es
considerado el mayor efecto de los fertilizantes nitrogenados
sobre la producción. El factor rendimiento en la
agricultura cañera resulta de decisiva importancia para
decidir por los agrónomos las dosis de nitrógeno a
emplear, pues se considera que a mayor rendimiento mayor
extracción de N realizará el cultivo y con
más rapidez también se agotarán las reservas
del suelo (León, 1997; Arzola et al, 1998). Lo que se
puede interpretar que será necesario aplicar mayores dosis
de N para evitar el empobrecimiento del suelo, sin descuidar los
índices de consumo para cada región en particular.
Por otra parte, la disminución de los rendimientos
cañeros frecuentemente se asocia con la presencia de otros
factores limitantes ajenos a la nutrición nitrogenada, lo
que origina que la aplicación de elevadas dosis de dicho
nutriente no necesariamente contrarreste la causa de los bajos
rendimientos (Cabrera y Bouzo, 1999). 2.6 Fundamentos
metodológicos para la evaluación y
diagnóstico de la fertilidad de los suelos tropicales Los
procedimientos de evaluación de la fertilidad de los
suelos y los requerimientos de fertilizantes no han cambiado
sustancialmente en su concepción en los últimos 150
años. Los problemas de carencia de nutrientes en los
suelos, fueron detectados en un principio por las manifestaciones
de los síntomas visuales en las hojas de las plantas y la
disminución de los rendimientos agrícolas
(Figueroa, 2000). Antiguamente el agricultor sabía que
para evitar que el suelo se agote y los rendimientos disminuyan,
había que rotar los cultivos por las áreas donde se
plantaban, y aplicar a los suelos residuos vegetales y de los
establos (Demolon, 1972). El posterior desarrollo de la industria
de fertilizantes químicos, más fáciles de
manejar y más baratos que las enmiendas orgánicas
(por su mayor concentración y posibilidad de
mecanización), cambió la forma de atender a los
problemas nutricionales de los cultivos. Comenzando a valorar la
fertilidad de los suelos usando soluciones químicas que
extraían los nutriente del suelo, buscando relacionar el
resultados de los análisis químicos con las
respuesta del cultivos a cantidades variables de fertilizantes
(Pérez, 1999).

Tesis presentada en opción al título
académico de Maestro en Ciencias del Suelo 24 2. REVISION
BIBLIOGRAFICA En la actualidad se sigue trabajando esta
línea registrándose progresos importantes en lo
concerniente al conocimiento de los mecanismos de
nutrición, la llegada y absorción de distintos
elementos a las raíces de las plantas y el papel que
éstos cumplen en el metabolismo, pero muy pocos en cuanto
a la secuencia de pasos a seguir a fin de evaluar su verdadera
disponibilidad en el suelo, integrando la mayor cantidad de
factores que intervienen en el complejo sistema de relaciones,
suelo-planta-atmósfera-nivel tecnológico (Pineda,
2000). Dibb, (2000) planteó que el concepto de eficiencia
en el uso de nutrientes es a menudo mal interpretado,
particularmente si se discute como un proceso aislado y no en el
contexto del sistema total de producción agrícola,
recordando que la eficiencia y la viabilidad económica son
parte integrante del sistema total de producción y que
cada uno de ellos tienen factores que necesitan se optimizados
para lograr cosechas rentables con el menor riesgo de
contaminación. Criterios para la formulación de
dosis de fertilizantes En Chile, Rodríguez et al, (2001),
consideran la fertilización racional para los cultivos
agrícolas como una aproximación razonada del
establecimiento del Normas de aplicación de abonos al
suelo. Estas normas están fundamentadas en principios de
la nutrición vegetal y en la dinámica de los
nutrientes en el suelo. La hipótesis central de
ésta aproximación postula que con el conocimiento
de los procesos relevantes del sistema
clima-suelo-cultivo-fertilizante es posible predecir las normas
de fertilización de los cultivos en cada caso particular,
que en su aplicación no es más que una
simplificación de los procesos más relevantes que
determinan las normas de fertilización. De esta forma, el
conocimiento y dominio de las normas para el establecimiento de
un sistema de recomendaciones de fertilizantes, tiene como
objetivo principal establecer una estrategia de manejo integral
agronómico de la fertilización que permita elevar y
mantener el estado de fertilidad de los suelos en forma
económica y así alcanzar una nutrición
óptima de los cultivos sin afectar la sustentabilidad del
sistema (Salgado et al, 2001). Los referidos autores
simplificaron a 3 componentes las interacciones del sistema
clima-suelo-cultivo-fertilizante para realizar la
formulación de las dosis a partir: de la demanda del
nutriente (DEN), suministro del nutriente (SUN) y eficiencia de
la fertilización

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BIBLIOGRAFICA (EF). Fundamentalmente, las interrelaciones entre
el clima y el cultivo están reflejadas en la demanda del
nutriente, las interrelaciones entre el suelo y el cultivo en el
suministro del nutriente y el efecto de manejo de los
fertilizantes en las relaciones suelo-cultivo a través de
la eficiencia de la fertilización, concluyendo que la
estimación de la dosis de la fertilización razonada
es la siguiente: DF = (DEN – SUN ) / EF Según el
modelo conceptual de Salgado et al, (2001), la demanda del
nutriente por los cultivos es la cantidad requerida para obtener
un rendimiento económico en un determinado agroecosistema.
El suministro del nutriente está dado por su cantidad
disponible en el suelo la que es absorbida por el cultivo, puesto
que éste proceso está determinado por la necesidad
de la especie vegetal y la selectividad de sus transportadores
iónicos (Fundora et al, 1992). Finalmente, la eficiencia
de la fertilización la definen como la fracción de
la dosis del nutriente aplicado que es recuperado por el cultivo,
teniendo en cuenta que la cantidad absorbida de un elemento se
limita con frecuencia por el suelo y no por la planta (Arzola et
al, 1998). El crecimiento y desarrollo de los cultivos generan
una demanda de nutrientes necesaria para satisfacer los
requerimientos de los procesos metabólicos en cada una de
sus fases fenológicas. Es evidente que con un mayor
crecimiento y una mayor producción, la demanda de los
nutrientes por el cultivo aumenta, por lo tanto dicha demanda
varia de acuerdo a determinado potencial genético,
según las limitaciones del clima, del clima del suelo y
del nivel tecnológico utilizado. Las distintas
limitaciones de los agro-ecosistemas dan lugar a diferentes
rendimientos alcanzables de los cultivos (Rodríguez et al,
2001). En el cálculo de la necesidad de los nutrientes
para el cultivo juega un papel relevante la estimación
realista y adecuada del rendimiento alcanzable. Este corresponde
al rendimiento que es posible lograr en condiciones
específicas (Sumner, 2001). Cuando se produce un
déficit entre la demanda del nutriente de los cultivos y
el suministro del nutriente del suelo, este déficit debe
ser superado por la dosis de fertilización. Sin embargo no
todo el fertilizante agregado es recuperado por el cultivo. Parte
del fertilizante puede perderse más allá de las
profundidades alcanzadas por las raíces en el perfil del
suelo, como gas hacia la atmósfera o bien quedar retenido
en forma no disponible en el suelo (Salgado et al, 2001).

Tesis presentada en opción al título
académico de Maestro en Ciencias del Suelo 26 2. REVISION
BIBLIOGRAFICA No obstante, la estimación de las dosis con
esta formulación está limitada, pues sus autores
reconocen que está planteada para cultivos en suelos y
climas que permitan un crecimiento y desarrollo normal de los
cultivos, de forma que su rendimiento alcanzable no sea
modificado por factores tales como compactación y mal
drenaje de los suelos, erosión, acidez excesiva o
salinidad de los suelos. Una sobre estimación del
rendimiento alcanzable conducirá a calcular una dosis
superior a la requerida, elevando los costos sin que estos se
reflejen posteriormente en un mayo rendimiento y además,
produciendo un riesgo de contaminación del medio ambiente.
Por el contrario una subestimación del rendimiento
alcanzable llevará a una disminución de la demanda
y, por consiguiente de la dosis. Ello determinará una
producción inferior al rendimiento alcanzable, que
conducirá a una disminución de las utilidades
(Terry, 2002). Rodríguez et al , (2001) sugieren
establecer en el cálculo del nutriente, además del
rendimiento alcanzable, la concentración mínima
óptima del nutriente en la materia seca producida por el
cultivo, a esta concentración del nutriente se le denomina
requerimiento interno del cultivo. Para facilitar el calculo de
la demanda de nutrientes de los cultivos en función del
producto cosechado, los autores establecieron los factores de
demanda a partir del requerimiento interno y de la
proporción del producto cosechado en la biomasa
aérea total producida. Actualmente en Cuba, De la
Fé et al, (2002) establecen las dosis de N para la
caña de azúcar basados en el Método de
Balance descrito por Yagodin, (1986), el que tiene como principio
aplicar dosis de fertilizantes como complemento de los nutrientes
que necesita el cultivo para obtener un rendimiento dado,
considerando la posibilidad de aportar nutrientes según
las condiciones del suelo, clima y agrotécnia. Los autores
mediante una expresión matemática calculan las
dosis de N donde intervienen varios factores que condicionan las
variables Necesidad y Posibilidad, teniendo en cuenta el
índice de extracción promedio (I), el coeficiente
de aprovechamiento (C) para las cepas y condiciones de
explotación del cultivo, así como el rendimiento
esperado (R) y la cantidad de N disponible en el suelo (S)
según el método analítico que se utilice. La
decisión de que dosis del N aplicar depende de 4
condiciones pre-establecidas atendiendo a los valores obtenidos
en el calculo de la ecuación y el % de MO determinado en
el laboratorio (De la Fé et al, 2002).

Tesis presentada en opción al título
académico de Maestro en Ciencias del Suelo 27 2. REVISION
BIBLIOGRAFICA D =(( 100 x R X I) / C) – S En Venezuela,
PALMAVEN (1999), tiene en cuenta una serie de factores
relacionados con el suelo para conocer las necesidades
nutricionales de la caña de azúcar, comenzando por
la toma de muestras de suelo representativas del agro-ecosistema
para determinar las concentraciones de uno o más elementos
asimilables, seguidamente la cantidad extraída del
elemento presente en el suelo, por la acción de
ácidos débiles que correlacionan con la respuesta
de la planta a la aplicación del fertilizante, logrando
así generar categorías de acuerdo al nivel de
nutrimentos en el suelo: Bajo, Medio, Alto y muy Alto, indicando
la probabilidad de obtener una respuesta con el fertilizante, a
partir de la determinación del índice
crítico. En relación con el uso de los
análisis de suelos para formular recomendaciones de
fertilizantes PALMAVEN plantea dos fases: 1.
Interpretación de los resultados: correlación de
los valores obtenidos por los análisis químicos del
suelo y las respuestas por el cultivo. 2. Recomendación de
fertilizantes: interpretación práctica de los
resultados considerado aspectos económicos y
prácticas de manejo que influyen en el rendimiento. Para
el caso particular del N, en Venezuela se tienen en cuenta tres
factores cepas, drenaje del suelo y contenido de materia
orgánica, (Strebin y Urrutia, 1999): Recomendaciones del N
(kg/ha) para caña de azúcar en cepas de planta.
Recomendaciones del N (kg/ha) para caña de azúcar
en cepas de socas.

Tesis presentada en opción al título
académico de Maestro en Ciencias del Suelo 28 2. REVISION
BIBLIOGRAFICA En las últimas décadas la
generación de metodologías para la
recomendación de dosis de fertilización han llamado
la atención de especialistas en fertilidad de suelos y
economistas, debido a la creciente necesidad de utilizar con
eficiencia los fertilizantes, atendiendo al incremento de sus
precios y al imperativo de racionalizar su uso con la finalidad
de conservar el ambiente (Salgado, 1999). En México
Salgado et al, (2001) refieren al Sistema Integrado para
Recomendar Dosis de Fertilización en Caña de
Azúcar (SIRDF), el cual consta de seis fases para su
completa ejecución, recogiendo en la fase seis el
procedimiento metodológico para determinar las dosis de
fertilización utilizando el modelo conceptual
anteriormente descrito. 2.7 Agrupamiento agroproductivo de los
suelos dedicados a la producción de caña de
azúcar Este concepto surge con la intención de
poner en manos de la agricultura cañera un esquema
simplificado para el manejo de los suelos, capaz de agrupar
aquellos terrenos con características productivas afines,
de tal forma que se puedan utilizar un número menor de
variantes edafológicas (Ascanio y Sulroca, 1986).
Semejante acción responde a los mismos principios de la
clasificación de los suelos en uso. Es común para
muchos productores manejar suelos con diferentes
características genéticas pero con similares
respuestas productivas para determinado cultivo (Ponce de
León y Balmaceda, 1999). Los autores atribuyen que lo
anteriormente expuesto está relacionado con el poco
estudio y desarrollo de las tasas inferiores (especie y variedad)
de la clasificación, sin embargo reconocen que es
fácil comprender que cualquier aproximación de las
categorías a las tasas inferiores de una
clasificación, tendrá un valor pronóstico
general y nunca se ajustará de manera específica a
un cultivo dado. En el cuadro 2 se correlaciona la II
Clasificación Genética de los Suelos de los Suelos
de Cuba de Hernández et al, (1975) con los Agrupamientos
Agroproductivos de Ascanio y Sulroca (1986).

Tesis presentada en opción al título
académico de Maestro en Ciencias del Suelo 29 2. REVISION
BIBLIOGRAFICA Cuadro 2: Correlación del agrupamiento
agroproductivo con la II Clasificación Genética de
los Suelos de Cuba (Ponce de León y Balmaceda, 1999). 2.8
Métodos más usados para diagnosticar las
necesidades de fertilizantes nitrogenados Para conocer la
cantidad de fertilizante que necesitan los cultivos, el hombre se
ha apoyado en la propia planta, ya sea de forma de directa o
indirecta. Entre los métodos que más se reportan,
de forma directa, para conocer las necesidades de nutrimentos por
los cultivos se encuentran los experimentos de campos o en
macetas y los diagnósticos del estado nutritivo de la
planta, como son los síntomas visuales de deficiencias, el
diagnóstico a través del estado químico o
bioquímico de los tejidos vegetales y la dilución
isotópica (Carefoot et al , 1989; León, 1991 y
Penney, 1996) 2.8.1 Métodos que emplean directamente a la
planta Ensayos de campos Este método es el más
usado en Cuba y gran parte del mundo para diagnosticar las
necesidades de fertilizantes nitrogenados. La respuesta de la
caña de azúcar en cuanto al nivel de
producción y calidad de los jugos en las diferentes cepas,
sometidas a cantidades variables de nitrógeno y bajo
condiciones específicas de suelo, clima, fitotecnia, etc.
son extrapoladas a condiciones semejantes de producción,
con el objetivo de obtener mayores resultados productivos y
económicos, así como disminuir el riesgo de
contaminación ambiental y el deterioro del suelo
(León et al, 2001a). La metodología para realizar
la fertilización nitrogenada en caña de
azúcar en Cuba, recomienda aplicar el nutriente atendiendo
al suelo, tipo de cepa y rendimiento esperado,

Tesis presentada en opción al título
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BIBLIOGRAFICA apoyándose en la reiteración de las
respuestas del cultivo ante diferentes dosis de nitrógeno,
desarrolladas en experimentos de campos de larga duración,
distribuidos en toda la red nacional de estaciones del INICA, que
incluyen los más diversos y variados agroecosistemas
cañeros del país. También se ha considerado
que dentro de un mismo suelo, o grupo de suelos a fines, son
suficientemente estables y de dispersión similar, los
contenidos de las reservas de nitrógeno y la capacidad de
mineralización. Análisis de tejido vegetal El
diagnóstico foliar ha sido valorado por diversos autores
como el método complementario más usado para
corregir las dosis de fertilizantes, asumidas en base a los
resultados de los experimentos de campo, aportando una valiosa
información sobre el estado nutritivo de las plantas, y
permite apreciar si la disponibilidad de nutrimentos ha sido o no
escasa. Menéndez (1991) concluye afirmando que ésta
técnica mostró ser un excelente complemento del
análisis de suelo, pues los contenidos de los elementos
mostrados por las hojas están integrados los efectos de
varios factores (climatológico, fitotécnicos etc.)
que pueden ser esclarecidos con el empleo de ésta
técnica, pues como se sabe el estado nutricional del
cultivo no depende sólo del nivel de abastecimiento del
suelo. 2.8.2 Métodos que emplean la planta indirectamente
Análisis de muestras de suelos Reportes de
investigación coinciden al plantear que los nutrientes
móviles como el nitrógeno y el azufre pueden ser
muestreados a profundidades de hasta 60 cm del suelo, con el
objetivo de conocer cual es el estado nutricional del lote. De
esta forma se brinda un índice de nutriente disponible que
se correlaciona con el crecimiento de la planta, para así
establecer recomend