Requerimientos nutricionales y la fertilización del cultivo del café

Resumen

Este artículo presenta un resumen de los trabajos
realizados sobre fertilización y aspectos nutricionales
del cultivo del café, llevado a cabo en países
productores del grano en África, Sur América,
Centro América y región del Caribe. Comprende una
revisión de literatura de trabajos científicos
sobre el tema y se remonta a las décadas de los 60 y 70,
cuando los aspectos de fertilización, manejo adecuado del
suelo y promoción de prácticas efectivas para
lograr mayores rendimientos, era imperante en un mundo cada vez
más exigente y competitivo que es el mercado mundial del
café. Se presentan los aspectos históricos del
cultivo, sus requerimientos nutricionales, las dosis de
fertilizantes recomendadas según la región, la
respuesta del cultivo a los fertilizantes, la utilización
de nutrimentos por parte del cultivo, los síntomas
típicos de las deficiencias nutricionales, los niveles
críticos reportados para suelo y planta, reportes de
toxicidad, las prácticas actuales para mejorar la
nutrición del cultivo, los requerimientos especiales y el
uso de tecnología innovadora para la evaluación de
fertilidad y el suministro de nutrimentos.

Palabras claves – fertilidad,
análisis de suelo, análisis foliar,
extracción, exportación, macro y micro nutrientes,
pH, materia orgánica, niveles críticos,
requerimientos nutricionales, interacción,
calibración de pruebas de suelo, dosis de fertilizantes,
enmiendas, toxicidad.

Introducción

Se dice que el café es originario de la
región de la antigua Etiopía (República de
Yemen), pero la antigua costumbre de tomar café y las
leyendas alrededor de la bebida, provienen de Arabia y datan de
los años 800 D.C.. Fueron los árabes quienes
desarrollaron todo el proceso del cultivo y procesamiento del
café, haciendo de su bebida un evento social y
reemplazando bebidas prohibidas para su cultura. De Arabia el
café pasó a la India y llegó a Europa en el
siglo XVII. Para el año 1615, se tomaba café en
Venecia, y en 1643, aparece en París, y quizá ya en
1651 en Londres[1]El café fue introducido a
América a finales del siglo XVII y desde su llegada
tomó un gran auge como cultivo de producción y
exportación, especialmente en países como Brasil,
Costa Rica, Colombia, Honduras, El Salvador, Ecuador,
Méjico, Belice, Guatemala, Panamá y la zona del
caribe, principalmente Puerto Rico y Republica Dominicana. En
algunos de estos países el café se tornó, y
aún continúa siendo un renglón principal
dentro de su economía y parte importante del producto
interno bruto, así como un decisivo factor para el
desarrollo social y económico de las regiones donde se
cultiva el grano.

A medida que el cultivo del café y sus
exportaciones recobraron auge en América, durante el siglo
XVII y XVIII, siendo los Estados Unidos uno de los principales
compradores del grano, así mismo estos países se
dieron a la tarea de mejorar la productividad y tecnificar sus
cultivos. Actualmente, se reconoce que los mayores rendimientos,
así como la mejor calidad del grano solamente puede ser
alcanzada mediante la combinación de buenas
prácticas agronómicas y de conservación de
suelos, entre las cuales se incluyen: el uso de variedades
superiores, densidad de siembra adecuada, renovación
sistemática de madera de reproducción, control
fitosanitario, renovación total de la plantación
una vez la productividad empieza a decaer y una
fertilización adecuada, intensiva y
oportuna[2]

Requerimientos
Nutricionales del Cultivo

Los requerimientos nutricionales del cultivo se
establecen a partir de lo que las plantas en su óptimo
estado de desarrollo y vigor retiran del suelo y que está
contenido en el tejido vegetal de toda la planta. Se relaciona
con cantidades suficientes de los elementos que están
disponibles en el suelo y que la planta puede absorber para
lograr un crecimiento y grado de productividad
deseada.

Según Malavolta, E. (1986)[3],
citado por Palma (1991)[4], la cantidad de
minerales que el café retira del suelo y que está
contenida en todas las partes de la planta se denomina
"extracción"; la "exportación" se refiere a los
elementos existentes en los frutos colectados. En orden de
importancia un cultivo típico de café realiza las
siguientes exportaciones:

Macronutrientes:

K>N>Ca>Mg>S>P

Micronutrientes:

Fe>Zn>B>Mn>Cu>Mo

En Costa Rica, Carvajal, J.F (1984)[5],
citado por Palma (1991)[6] y Carvajal
(1984)[7], encontró que una cosecha de
café (Coffea arabica) de 30 fanegadas (1 fanegada
= 6400 m2, = 238 kg de café de uva maduro) retira del
suelo las siguientes cantidades de nutrientes:

De este cuadro se deduce que el equilibrio entre N, P2O5
y K2O en los frutos del cafeto tiene una relación de:
5.2:1:5.8. Para otras localidades se encontraron resultados
similares como Costa de Marfil y Hawai[8]Por
ejemplo, en plantaciones de Coffea canephora en Costa de
Marfil, Snoeck, J, (1980)[9] (citado por Carvajal,
1984)[10], se encontró que los
requerimientos nutricionales son similares para una
producción de 1000 kg/ha de café de
mercadeo.

Mehlich (1966)[11], citado por Carvajal
(1984)[12] reporta que el café tiene los
siguientes requerimientos nutricionales a los tres años de
edad, expresados en kg/ha, para una densidad de siembra de 1345
arbustos/ha y una producción estimada de 1255 kg de
café limpio:

Para este trabajo se deduce que el equilibrio N:P:K
tiene una relación de 10:1:11 y que el potasio se destaca
como el elemento mayoritario. De este trabajo también se
concluyó lo siguiente:

• 1. El requerimiento de nitrógeno y
  potasio aumenta rápidamente a medida que los frutos
  alcanzan mayor edad.

• 2. La exigencia neta de fósforo es
  siempre menor y se mantiene más o menos
  constante.

• 3. La proporción N: P2O5: K2O es 6:1:8,
  similar a la encontrada por Carvajal en 1984, aunque un poco
  inferior para nitrógeno.

• 4. En los frutos a 5 años de edad los
  contenidos de N: P2O5: K2O representan el 28.2, 31.2 y 34.7%
  del consumo total por la planta, respectivamente.

En cuanto a los requerimientos a nivel foliar, el
Conjunto Tecnológico para la Producción de
Café en Puerto Rico (1999)[13], tomado de
Wilson K.C. (1985)[14] relaciona los niveles
adecuados de nutrimentos foliares así:

Este mismo análisis fue reportado por Moya C. y
Zantua, M.I. (1991)[15] para Honduras en la
región cafetalera de Santa Bárbara,,
encontrándose poca diferencia con la interpretación
del análisis foliar anterior, según se muestra en
la siguiente tabla:

Estos reportes establecen valores confiables en cuanto a
contenidos de nutrimentos en las hojas y pueden ser utilizados
como guía por el caficultor. Las diferencias más
marcadas entre una fuente y la otra están
básicamente en los niveles de Ca y Mn.

Por otra parte, el Manual del Cafetero Colombiano, IV
Ed. (1979)[16] establece las funciones de los
nutrimentos en la fisiología de las plantas, que
complementadas con las descritas por Carvajal
(1984)[17], se resumen a
continuación:

• 1. Nitrógeno: es
  necesario para la época de crecimiento y durante la
  producción. Entre las funciones del nitrógeno
  están: forma parte de las moléculas de
  proteínas, participa en la transferencia de
  información genética y en la
  fotosíntesis y experimenta gran movilidad en la
  planta. La fuente de nitrógeno como sulfato de amonio
  no es muy recomendable porque aumenta la acidez del suelo, y
  se recomienda aplicarlo en forma de urea.

• 2. Fósforo: su mayor
  consumo se presenta en el período de crecimiento, es
  decir durante sus tres primeros años de vida. Forma
  parte de las moléculas que conservan y transfieren
  energía en la planta para procesos metabólicos,
  hace parte de la bicapa de fosfolípidos de las
  membranas celulares y su absorción a través de
  H2PO4- y HPO4-2 es indispensable para la formación de
  compuestos orgánicos, principalmente hexosas
  fosfatadas. Experimenta una gran movilidad en la planta. La
  mayoría de los suelos tienen cantidades suficientes de
  fósforo para el cafeto.

• 3. Potasio: su uso primordial
  por parte de la planta se hace durante la producción.
  Influye en procesos metabólicos como
  fotosíntesis, respiración, síntesis de
  clorofila, nivel hídrico en las hojas, apertura y
  cierre de estomas y como activador enzimático y
  partícipe del flujo y translocación de
  metabolitos en la planta. No forma parte constitutiva de
  compuestos orgánicos, sin embargo está presente
  en todos los tejidos vegetales y presenta una gran movilidad.
  El efecto máximo del potasio a través de la
  fertilización es de 4 meses.

• 4. Calcio: juega un papel
  importante en la formación de estructuras constituidas
  por lípidos y en la formación de membranas y
  pared celulares. Influye en el mecanismo de la mitosis y
  actúa como activador de enzimas durante el
  crecimiento. No experimenta gran movilidad en la
  planta.

• 5. Magnesio: participa en la
  fotosíntesis y en el metabolismo de carbohidratos
  (glicólisis), así como en la integración
  de ribosomas. Promueve la transferencia de grupos fosfatos y
  en la activación enzimática de procesos
  metabólicos. Forma parte de la molécula de la
  clorofila.

• 6. Azufre: es constituyente de
  tres aminoácidos (cistina, cisteína y
  metionina) que hacen parte de todas las proteínas
  vegetales. Se absorbe como SO4-2 y forma parte de las
  vitaminas biotina y tiamina (B1) y de la coenzima A.
  Interviene en la síntesis de clorofila.

• 7. Boro: desempeña
  funciones fisiológicas asociadas a las relaciones
  hídricas, metabolismo del nitrógeno,
  acumulamiento de azucares, formación de metaxilema en
  ápices gemulares. Un bajo nivel de boro reduce la
  cantidad de giberelina, que a su vez causa alteración
  en la actividad de la amilasa (. No experimenta movilidad en
  la planta.

• 8. Zinc: es responsable de la
  síntesis de la auxina, hormona de crecimiento que
  estimula el alargamiento de las células. Participa en
  procesos metabólicos, estabiliza las fracciones
  ribosomales y promueve la síntesis del citocromo
  C.

• 9. Cobre: el cobre se encuentra
  mayoritariamente en los cloroplastos, donde forma parte de la
  plastocianina involucrada en la transferencia de electrones
  durante el proceso de fotosíntesis.

• 10. Hierro: es componente
  estructural de moléculas de porfirina y participa en
  la síntesis de la clorofila y en el sistema de
  transporte de electrones en el proceso de
  fotosíntesis.

• 11. Molibdeno: se encuentra en
  las plantas en cantidades muy pequeñas y es componente
  estructural de las enzimas nitrogenasa y reductasa del
  nitrato. Ha sido asociado con los mecanismos de
  absorción y translación del hierro.

• 12. Manganeso: es uno de los
  activadores enzimáticos más importantes en el
  ciclo de Krebs y participa en el sistema de transporte de
  electrones de la fotosíntesis (fotosistema II),
  conducente a la fotólisis del agua. Además de
  participar en la respiración, actúa en el
  metabolismo del nitrógeno y ayuda a mantener la
  estructura de la membrana del cloroplasto.

Una vez establecidos los requerimientos nutricionales a
nivel de plantación y por arbusto en el cultivo del
café y de entender las funciones fisiológicas que
cumple cada elemento dentro de los procesos de crecimiento y
desarrollo, la siguiente sección presenta una
discusión sobre las dosis de fertilizantes y los niveles
críticos descritos por caficultores en varios
países productores.

Nutrimentos
Recomendados (Dosis, Tiempo y Cantidad de
Aplicación)

La caficultura modera requiere de una fuerte
inversión de insumos para su producción y cada
día es más apremiante que el agricultor
evalúe la relación costo-beneficio dentro de sus
prácticas agronómicas. El conocimiento de la
composición química del suelo y de los nutrimentos
presentes en el tejido vegetal constituyen una herramienta
fundamental para determinar los requerimientos nutricionales del
cultivo del café y para formular un programa de
fertilización adecuado[18]Estos
requerimientos se cumplen adecuadamente cuando los elementos
necesarios para el crecimiento, desarrollo y productividad
están presentes en forma suficiente y al alcance de las
plantas, de tal manera que no se conviertan en factores
limitantes para el normal desarrollo del cultivo y no haya
ninguna interacción antagónica entre
ellos.

El cultivo del café no es la excepción y
requiere para una adecuada dosificación, de
análisis químicos de suelo que proporcionen datos
como nivel de nutrimentos, pH, porcentaje de saturación de
bases, aluminio intercambiable, capacidad de intercambio
catiónico, etc, que calibrados versus diferentes niveles
de aplicación de fertilizantes a través de ensayos
de campo a mediano y largo plazo, se pueden interpretar para
extraer la mejor recomendación posible para cada
región y cada localidad.

De acuerdo con la literatura revisada, las
fórmulas de los fertilizantes, el momento y cantidad de
aplicación varía de país a país, y
dentro de un país, varía según la
región productora, la edad del cultivo, el tipo de suelo,
la variedad utilizada, la densidad de siembra, según si el
cultivo tiene o no sombra o las prácticas
agronómicas anteriores, entre otros factores. De acuerdo
con esto, es imposible tener una fórmula universal que
cubra los requerimientos nutricionales óptimos, aun para
la misma variedad sembrada bajo el mismo tipo de suelo, en dos
localidades diferentes. La Tabla 1. del Anexo contiene un resumen
de los trabajos revisados o citados por otros autores con
respecto a las dosis de fertilizantes recomendadas, su momento y
cantidad de aplicación y las fórmulas comerciales
utilizadas.

De esta tabla y de los resultados de las investigaciones
realizadas por Vicente Chandler, J. et. al.
(1969)[19], Abruña F. et. al.
(1959)[20], Rodríguez, S.J. et. al.
(1965)[21], Abruña, F. et. al
(1963)[22] y Monroig, M.F.
(2001)[23] para Puerto Rico, Palma M.R.
(1991)[24], Moya, C. et. al.
(1991)[25], Jaramillo, S. et. al.
(1991)[26], San Juan, J.R. et. al.
(1991)[27] y Girón, J.J.
(1991)[28] para países centroamericanos y
Uribe, A. (1983)[29], Aponte del Londoño,
M.E. et.al. (1983)[30], Valencia G. et.al.
(1981)[31] y Uribe, A. (1981)[32]
para Colombia, se puede concluir en términos generales, lo
siguiente:

• 1. La fórmula más adecuada debe
  basarse en trabajos de calibración a mediano y largo
  plazo, de acuerdo con lo que el suelo de cada región
  aporte al cultivo (análisis de suelo), a la eficiencia
  estimada según el nutriente, a los análisis de
  tejido vegetal y la respuesta que el cultivo tiene para
  diferentes niveles de fertilización, y para un nivel
  de productividad deseada. A continuación se presenta
  un estimado de eficiencia para N, P, K, Ca y Mg y una
  interpretación de análisis de suelos presentada
  por Palma (ref. 24) y complementada por Moya (ref. 25) para
  países centroamericanos:

* Cuadro de Eficiencia según
elemento

** Interpretación de
Análisis de Suelos para
Café

• 2. El café responde más
  positivamente a las aplicaciones de nitrógeno y
  potasio que a las aplicaciones de fósforo. Sin embargo
  el fósforo (sobretodo en etapas tempranas de
  crecimiento), así como los elementos menores son
  indispensables para lograr el máximo beneficio
  nutricional en la planta. Estos últimos deben ser
  parte del programa de abonamiento.

• 3. El equilibrio entre los cationes mayores
  debe estar bien balanceado para que la relación entre
  ellos no se convierta en un factor limitante en el desarrollo
  y crecimiento del cultivo. Se establece a partir del
  porcentaje de saturación de bases y para la gran
  mayoría de los suelos cafetaleros, debe guardarse una
  proporción 1:9:3 de K.Ca:Mg, respectivamente. Esto
  evita que la falta de una o más bases en determinada
  fase fenológica del cultivo o por desequilibrio en la
  disponibilidad, se ocasione una deficiencia
  inducida.

• 4. La aplicación de fertilizantes en
  cultivos de café debe comenzar al momento de la
  siembra (asumiendo una adecuada fertilización en
  vivero) y sucesivamente cada año hasta el cuarto
  año. Las dosis recomendadas al año deben
  repartirse en 3 o 4 aplicaciones, según si la
  plantación está en fase de crecimiento o en
  fase de producción y teniendo el cuenta el
  régimen de lluvias locales.

• 5. La relación de la fórmula
  promedio es aproximadamente 15:9:13 (N: P2O5: K2O) y la
  cantidad de aplicación debe ser aproximadamente 250
  kg/ha/año N, 125 kg/ha/año P2O5 y 50
  kg/ha/año K2O para densidades de siembra entre 3,000 y
  4,000 plantas/ha. Para efectos de una aplicación real,
  se debe ajustar a la localidad de acuerdo con los ensayos
  respectivos.

• 6. Aunque la literatura no relaciona un aumento
  de rendimientos debido a la aplicación de cal, esta
  debe aplicarse a razón de 2 a 4 ton/ha/año para
  corregir la acidez del suelo y ajustar el pH a 5.5. Esto
  logra los siguientes beneficios sobre el cultivo: neutraliza
  los suelos ácidos, disminuye el nivel de aluminio
  intercambiable, disminuye las posibles deficiencias de
  calcio, magnesio y potasio y reduce el efecto de la toxicidad
  por manganeso (que a niveles superiores a 500 ppm se
  considera tóxico).