relación de la precipitación anual y el rendimiento ......respecto a la producción agrícola...
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2011
DEPARTAMENTO DE INVESTIGACIÓN
ING. JESÚS VARGAS ACOSTA
CATSA
Relación de la precipitación anual y el rendimiento agrícola de Central Azucarera Tempisque S.A. CATSA
de las últimas 7 zafras
INTRODUCCIÓN
Central Azucarera Tempisque S.A. (CATSA) se localiza al noroeste del país en el
Cantón de Liberia, provincia de Guanacaste. Geográficamente se ubica entre 85° 27’ y
25° 32’ de longitud Oeste y 10° 25’ y 10° 32’ de latitud Norte. Con una elevación del
área que oscila entre 5 y 23 m.s.n.m. y una gradiente general inferior al 1%. Con una
temperatura promedio anual de 28.3C°
Registra una precipitación promedio en los últimos 26 años de 1.815 mm, con un
periodo corto de disminución de lluvias entre los meses de Julio y Agosto conocido
como “veranillo de San Juan” o “canícula”. Generalmente este periodo se extiende
cada 5 a 7 años debido al fenómeno El Niño-Oscilación del Sur (ENOS). Como se
aprecia en la Figura 1 el 64% de acumulado de lluvias se concentra entre los meses de
Julio y Octubre. Siendo Septiembre y Octubre los meses de mayor precipitación.
CATSA
Ubicación Geográfica
CATSA
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s
Fig. 1 Comportamiento mensual la precipitación en milímetros. Registro de 26 años Estación Polvazales Latitud 10° 29'. Longitud 85° 30'. Elevación 12 msnm. CATSA
Promedio: 1815
El comportamiento anual de la precipitación en cuanto a su distribución y
acumulación, juega un papel fundamental sobre la producción en las plantaciones de
caña de azúcar de CATSA. Especialmente por su ubicación geográfica, que depende del
Río Liberia como su principal drenaje natural, proceso que se dificulta en años muy
lluviosos. Y porque el mayor porcentaje de su área está cubierta por suelos del Orden
Vertisol. Como norma se tiene que la producción agrícola (toneladas de caña /ha)
muestra una relación inversa con la precipitación. Al aumentar la precipitación anual
se reducen las toneladas de caña/ha y viceversa. Independientemente de las labores
agrícolas que se le ejecutan a la plantación durante su desarrollo.
El objetivo del presente trabajo es analizar el comportamiento anual y distribución
del acumulado de lluvias cada 6 días y su influencia en las últimas 7 zafras sobre el
rendimiento agrícola. Principalmente para la Zafra 2010-2011 donde la reducción del
rendimiento agrícola fue altamente significativa.
Para ello, se cuenta con el apoyo informativo de una base de datos producto de una
red de 18 pluviómetros. Así como con 192 pozos de medición de nivel freático
distribuidos en la zona de influencia de CATSA. Como también con varios estudios
detallados de suelos que abarcan del 95% del área en análisis.
ASPECTOS DE MANEJO DEL CULTIVO Y CARACTERÍSTICAS DE LOS SUELOS DE CATSA
ETAPAS DE DESARROLLO DEL CULTIVO
Para mejor comprensión del comportamiento de la lluvia y su influencia en el
rendimiento agrícola, es fundamental conocer donde se concentran las principales
labores agrícolas de manejo de las plantaciones de caña, con respecto a las etapas
fisiológicas de desarrollo del cultivo.
GRAN
CRECIMIENTO
CONCENTRACIÓN
DE AZUCAR
0 4 9 12MESES
Siembra
DESARROLLO VEGETATIVO
MADURACIÓN
Fig. 2. ETAPAS DE DESARROLLO DE LA CAÑA DE AZÚCAR EN VAR. DE CICLO
VEGETATIVO DE 12 MESES . UBICACIÒN LABORES AGRÌCOLAS. CATSA
Subsuelo
Escarificado
Escardillo
Aporque
Fertilización
Control de Malezas
Control de Plagas
Control Enfermedades
Riego
Control de Plagas
Control Floración
Riego
Control Maduración
Madurantes
Cosecha
Roturado
Nivelación
Subsuelo
Afinado
Surcado
Como se aprecia en la Figura 2 una plantación de caña de azúcar para un ciclo de 12
meses, muestra en su desarrollo 3 etapas importantes. Estas son: 1-Formación de
Cepa (comprende desde cosecha o siembra hasta aproximadamente los 4 meses). 2-
Gran Crecimiento (4 a 9 meses). 3- Maduración (9 a 12 meses). Cronológicamente es
importante ubicar estas etapas para cada región o zona. En CATSA la primera etapa se
concentra en la época de verano e inicios del invierno (Enero a Mayo) y se constituye
como la etapa donde se ejecutan la mayoría de las labores de mantenimiento de la
plantación. Segunda etapa de Junio a Septiembre, donde se da una alta producción de
biomasa con el alargamiento de los tallos y caer a una disminución paulatina de estos,
para iniciar la Tercera etapa de Octubre a Diciembre que es la de maduración o
concentración de Sacarosa en el tallo. Es importante tener presente estas tres etapas,
ya que serán la base del presente estudio para explicar la influencia del
comportamiento y distribución de la lluvia en el rendimiento agrícola de CATSA.
CARACTERÍSTICAS GENERALES SUELOS DE CATSA
Otro de los elementos importantes de considerar para la explicación del
comportamiento de la reducción del tonelaje versus precipitación, lo constituye las
características especialmente físicas de los suelos de CATSA. Más del 80% de los suelos
explotados en la producción de caña de azúcar en CATSA pertenecen al Orden Vertisol
o una mezcla Vertisol – Inceptisol como se aprecia en la Figura 3.
Fig. 3. Orden Principal de suelos en CATSA
El suelo del orden Vertisol se caracteriza por mostrar altos contenidos de arcilla
expandible (2:1) del tipo montmorillonitico que durante la época seca se contraen
formando grietas en la superficie y se dilatan al humedecerse dando lugar a superficies
de fricción o deslizamiento entre las caras de los agregados del suelo. Debido a los
altos contenidos de arcilla 2:1, a pesar de que los análisis de densidad y la porosidad
total muestran valores medios, estos suelos tienen serios problemas de movimiento de
agua mostrando valores de conductividad hidráulica cercanos a cero. Con el inicio de
las lluvias cuando estos suelos están agrietados, el movimiento del agua ocurre a
través de las aperturas, con lo que las arcillas del subsuelo se expanden modificando
todos sus agregados y prácticamente no dejan ningún espacio libre para el movimiento
del agua o el intercambio de gases entre el suelo y la atmósfera. Como consecuencia el
suelo se hace prácticamente impermeable y por lo tanto se inundan.
Grietas con una profundidad hasta de 50 cm. Característica de un suelo Vertisol en
época de Verano en CATSA
Formación de grandes bloques de arcilla en un suelo Vertisol con cierto porcentaje de
humedad, ejemplo por apertura de un canal de riego. CATSA
Son suelos con contenidos altos de calcio y magnesio y muy bajos en potasio, fósforo y
zinc. Son suelos muy difíciles para su preparación. La mecanización resulta una práctica
dificultosa y onerosa, dependiente de los límites de consistencia y del contenido de
humedad. Como se observa en la Figura 4, la mayor parte del área de CATSA muestra
suelos con más de un 50% de arcilla.
EL AIRE EN EL SUELO
La aireación del suelo se refiere al abastecimiento de oxígeno para el buen desarrollo
de los microorganismos y de las raíces de las plantas que posee el suelo. El aire del
suelo guarda una relación opuesta con su agua: al aumentar la proporción de la fase
líquida disminuye la relación de la fase gaseosa. Bajo condiciones de capacidad de
campo, la proporción de aire de un suelo acuoso varía entre 30 y 40% para un suelo
arenoso; para un suelo franco entre 10 y 15% y para uno arcilloso, entre 5 y 15%. La
deficiencia de O2 en el suelo produce normalmente el cese del crecimiento de las
raíces, lo que va acompañado por daños o la muerte de ellas. Externamente esto se
manifiesta luego por descoloración y muerte de las hojas, y reducción en el
crecimiento de la planta. La aireación deficiente que resulta de un pobre drenaje y del
anegamiento o de la compactación mecánica del suelo, puede inhibir grandemente el
crecimiento del cultivo. La mayor parte de los cultivos sólo pueden desarrollarse en
Fig. 4
forma vigorosa si la concentración de CO2 alrededor de sus raíces no es demasiada alta
y la de O2 demasiado baja. Por ello, las velocidades de transferencia de CO2 desde la
zona de la raíz a la atmósfera y de O2 desde la atmósfera a la zona radicular son
propiedades del suelo de fundamental importancia para el cultivo, y en suelos
húmedos, la velocidad de penetración de O2 limita probablemente con más frecuencia
al desarrollo de la raíz que la velocidad de eliminación de CO2: el aporte O2 en los
suelos húmedos es tan importante como el aporte de agua en los secos.
REGISTRO DE LA PRECIPITACIÓN DE LOS AÑOS DE ANALISIS 2005 AL 2010 Y SU ZAFRA
DE INFLUENCIA RESPECTIVA
Como se aprecia en la Figura 5 del año 2004 al 2010 se han presentado 4 años con más
de un 25% de incremento de la precipitación, con respecto al promedio general de
1.800 mm registrado en los últimos 26 años. Así como tres años por debajo de este
promedio.
Ahora, si se relaciona el acumulado de la precipitación anual con su respectiva zafra de
influencia. No existe duda, de una relación inversa del acumulado de lluvia anual con
respecto a la producción agrícola (toneladas de caña / ha). Como se contempla en la
Figura 6 en años de alta precipitación se muestra una reducción en el rendimiento
agrícola y viceversa. Se sale bajo este esquema el rendimiento de la zafra 05-06, que a
pesar de mostrar un acumulado de 2.254 mm de lluvia la reducción en el rendimiento
no fue tan significativo. Acá, se tiene que introducir otro concepto de mucha
importancia, y es la distribución de la lluvia en toda la época de invierno. Por esta
razón, el análisis de la lluvia bajo acumulados cortos de tiempo es muy importante.
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Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic
Mil
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os
Mes
Fig. 5 Comportamiento de la precipitación pluvial del año 2004 al 2010 con zafra de influencia. Estación Polvazales. CATSA
04-05
05-06
06-07
07-08
08-09
09-10
10-11
Zafra InfluenciaAño Total mm
2004 1,487
2005 2,253
2006 1,398
2007 2,437
2008 2,738
2009 1,442
2010 2,579
Para apreciar con más detalle la influencia de la lluvia sobre el rendimiento agrícola
(Ton Caña/ha) se graficó la distribución de la lluvia cada 6 días de las 7 zafras en
análisis y sobre el desarrollo de las 3 etapas del cultivo anteriormente mencionadas.
Inicialmente, como se nota en la Figura 7 se incluyen solamente los años lluviosos, que
son los de mayor impacto en la reducción de la producción.
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Fig. 7 Años de alta precipitación y su distribución cada 6 días con respecto a las tres etapas de desarrollo del cultivo de caña de azúcar. Zona influencia suelo Vertisol. CATSA
Año 2005 Año 2007 Año 2008 Año 2010
Abril Mayo Junio Julio Agosto Septiembre Octubre Noviembre
Formación de Cepa Gran Crecimiento Maduración
Acum 30 Nov
Año Mm Acum TMC/Ha
2005 2.246 76
2007 2.385 71
2008 2.709 66,1
2010 2.570 64,8
ETAPAS DESARROLLO DEL CULTIVO
79,2176,0
85,2
71,0
66,1
87,5
64,8
1.468
2.254
1.398
2.437
2.739
1.442
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T
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H
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MIL
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RO
S
Relación precipitación y Toneladas Caña / Ha. CATSA
Ton / ha Precipitación
Fig. 6 Relación de la precipitación acumulada anual y el rendimiento
agrícola Ton Caña/ Ha. En 7 zafras. CATSA
Para CATSA su periodo más crítico de desarrollo del cultivo es en la Etapa de Gran
Crecimiento, principalmente por lo detallado al inicio de este documento, sobre las
características físicas de sus suelos, ubicación geográfica y periodo cronológico donde
se ubica esta etapa. La Figura 7 muestra muchos aspectos, apoyados bajo la teoría de
que el término aireación pobre del suelo, se refiere a una condición en la que la
disponibilidad de O2 en la zona radicular es insuficiente para soportar el crecimiento
óptimo de la mayoría de las plantas, es decir una mala aireación se vuelve un
impedimento serio para el crecimiento de las plantas. Por esta razón, se traza una línea
de color purpura en la escala de 50 mm de lluvia (equivalente a 50 litros agua/m2) lo
cual se considera que un suelo Vertisol de las características de CATSA bajo ciclos de 6
días de lluvia con el acumulado a 50 mm, el suelo se mantiene saturado
constantemente. De aquí, que estos ciclos de 6 días entre menos distantes estén en
esta etapa de Gran Crecimiento y desde luego con acumulados menores a 50 mm, más
se favorecerá la planta de caña en su crecimiento. Por esta razón, es muy importante
la manifestación del “veranillo de San Juan” o la “canicula”, la cual es una de la razones
del porque la zafra 2005-2006 a pesar de que tuvo una influencia de alta precipitación
(2,254 mm) su rendimiento agrícola no fue afectado tan drásticamente (Fig.6 y 7)
donde se favoreció con aproximadamente 18 días (3 ciclos continuos de 6 días) de
mínima precipitación en su etapa de Gran Crecimiento, entre los meses de Julio y
Agosto. Caso contrario la Zafra 2010-2011, donde prácticamente la “canícula” está
ausente. Además los ciclos acumulados de 6 días de menos de 50 mm de lluvia están
muy distantes. Por otro lado, la etapa de Gran Crecimiento se inició con el suelo
saturado de humedad y no se logró restablecer hasta el mes de Octubre, como se
observa en la Figura 8.
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Fig. 8 Precipitación año 2010 y su distribución cada 6 días con respecto a las tres etapas de desarrollo del cultivo de caña de azúcar. Zona influencia suelo Vertisol. Periodo Zafra 10-11.CATSA
Año 2010
Abril Mayo Junio Julio Agosto Septiembre Octubre Noviembre
Formación de Cepa Gran Crecimiento Maduración
Por otro lado, los Pozos de Medición semanal del Nivel Freático también demuestran
que las plantaciones cosechadas para la zafra 2010-2011, en su etapa de Gran
Crecimiento el suelo estuvo saturado (Nivel Freático entre 0 y 30 cm de profundidad)
durante 3 meses (Julio-Agosto-Septiembre). Desde luego, con esta condición
prácticamente el desarrollo o crecimiento de la plantación se redujo
considerablemente.
JULIO 2010
07/07/10 14/07/10
21/07/1028/07/10
AGOSTO 2010
04/08/10 11/08/10
18/08/10 25/08/10
Existen otras variables climáticas que probablemente hayan influido también en este
comportamiento de la zafra 10-11. Por ejemplo la Luminosidad y horas luz. En la
actualidad la Estación Meteorológica de CATSA no cuenta con esta medición. Sin
embargo, generalmente cuando se presentan condiciones de alta precipitación anual,
se presenta una reducción en la luminosidad y horas luz. En este caso la caña de azúcar
es sensible a los cambios en el fotoperiodo, especialmente en la disminución de la
longitud del día, cuando esta es prolongada se estimula la Floración en la planta. Como
consecuencia la floración detiene el desarrollo de los tallos, ya que estos no producen
hojas nuevas. Por lo tanto, la floración a corto plazo puede aumentar el contenido de
Sacarosa. Pero a largo plazo, puede resultar en menos producción de biomasa y en
aumentos en el contenido de fibra.
Precisamente la zafra 2010-2011 se caracterizó por la presencia de alta floración,
donde variedades como la NA56-42 y SP70-1284 incrementaron su floración
aproximadamente entre un 20 al 30% más de lo normal. También el contenido de %
Fibra en Caña mostró un incremento importante, superando a las últimas 3 zafras con
un valor final acumulado de 17.53% como se aprecia en la Figura 9.
SEPTIEMBRE 2010
01/09/10 08/09/10 16/09/10
22/09/10 29/09/10
Fig. 9 Porcentaje de Fibra en Caña en últimas 4 zafras. CATSA
Históricamente los mejores rendimientos agrícolas en las plantaciones de CATSA se
expresan en lotes Ciclo Planta. Luego estos van decreciendo paulatinamente hasta el
quinto o sexto corte. Sin embargo, el rendimiento del ciclo planta (ton caña/ha) ver
Figura 10 es el más perjudicado en los años de alta precipitación, lo cual al final de
estos periodos, impacta significativamente en la producción general de la empresa, ya
que como norma se está renovando por año entre el 15 al 20% del área.
Con respecto a los años de baja precipitación no existe problema alguno. En la Etapa
de Gran Crecimiento se dan las condiciones ideales de humedad en el suelo, para una
Día de Zafra
Po
rcen
taje
107,64
71,95
77,01
111,40
73,43
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1500
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06-07 07-08 08-09 09-10 10-11
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H
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Mil
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s
Relación Precipitación y Toneladas de Caña / Ha Ciclo Planta. CATSA
Ton / ha Precipitación
Fig. 10 Relación de la precipitación acumulada anual y el rendimiento agrícola Ton caña/ha en
Ciclo Planta. Últimas 5 zafras. CATSA
excelente aireación y adecuado desarrollo del cultivo. La Figura 11 muestra este
comportamiento, con periodos continuos de 6 días por debajo de los 50 mm de lluvia.
En cuanto al Rendimiento Industrial (Kilogramos de Azúcar / Ton caña) el periodo
lluvioso tiende a marcar una relación inversa con el rendimiento en azúcar Figura 12.
Sin embargo, depende en gran medida de las condiciones de lluvia en la Etapa de
Maduración. Un ejemplo interesante es el manifestado en la Zafra 2010-2011, que a
pesar ser año lluvioso, la concentración en azúcar fue extraordinaria. Probablemente
se deba a la reducción de lluvias en Octubre 2010 el cual es un caso atípico (Figura 7).
0 0 0 03
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61
121
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44
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37
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23
95
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5
68
17
58
9
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0
3024
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21
6
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50
00
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32
32
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200
01
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29
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05
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10
12
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10
19
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/20
10
26
/08
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10
02
/09
/20
10
09
/09
/20
10
16
/09
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10
23
/09
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10
30
/09
/20
10
07
/10
/20
10
14
/10
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10
21
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10
28
/10
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10
04
/11
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10
11
/11
/20
10
18
/11
/20
10
25
/11
/20
10M
ilím
etr
os
Años de baja precipitación y su distribución cada 6 días con respecto a las tres etapas de desarrollo del cultivo de la caña de azúcar. Zona de influencia suelo Vertisol. CATSA
Año 2004 Año 2006 Año 2009
Abril Mayo Junio Julio Agosto Septiembre Octubre Noviembre
Formación de Cepa Gran Crecimiento Maduración
Año Mm Acum TMC/Ha
2004 1.468 79,21
2006 1.385 85,2
2009 1.433 87,5
Acum 30 Nov
ETAPAS DESARROLLO DEL CULTIVO
Fig. 11
103,53
104,0104,3
101,0
102,4
101,7
105,4
1.468
2.254
1.398
2.437
2.739
1.442
2.579
98
99
100
101
102
103
104
105
106
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
04-05 05-06 06-07 07-08 08-09 09-10 10-11
K
G
A
Z
/
T
M
C
MIL
ÍMET
RO
S
Relación Precipitación y Kilogramos Azúcar / Ton Métrica Caña. CATSA
Kg Az / TC Precipitación
Fig. 11 Relación de la precipitación acumulada anual y el rendimiento industrial. Kilogramos
azúcar / Ton Caña. Últimas 7 zafras. CATSA
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
1. Se demuestra una relación inversa entre la precipitación acumulada anual y el
rendimiento agrícola de las últimas 7 zafras en Central Azucarera Tempisque
S.A. Este comportamiento debe considerarse y valorarse para el estimado
definitivo en producción, en el caso de CATSA no realizarse antes del 15 de
Octubre, si la precipitación anual a esa fecha ha superado los 2.300 mm.
2. La etapa de Gran Crecimiento del cultivo es la más afectada en los años de alta
precipitación. En este caso estratégicamente las labores a realizarse en la etapa
de Formación de Cepa deben de efectuarse con la mejor calidad y criterio
técnico posible. Por ejemplo: Mínima toxicidad al cultivo en el control químico
de malezas. Dosis exacta, distribución e incorporación del fertilizante. En lotes
soca programación de riego pre-zafra y eficiencia del riego post-cosecha. En
suelos Vertisoles descompactación del entresurco de la plantación soca con
implementos como Sub-escarificado. Fundamental el uso de excelente calidad
de semilla en las plantaciones de renovación.
3. Además de la lluvia, existen otras variables climáticas que afectan el desarrollo
del cultivo como por ejemplo la luminosidad. Por lo tanto, se sugiere incluir
este equipo de medición en la Estación Meteorológica de CATSA. Lo cual nos
dará más elementos técnicos para analizar el comportamiento agrícola de una
zafra.
4. Definitivamente CATSA cuenta con un recurso de difícil manejo que lo son las
condiciones físicas del Suelo Vertisol, a pesar de que se cuenta con una red de
drenajes importantes. Es importante el incremento de la materia orgánica en
estos suelos. Para ello, se tienen alternativas como programación de ciertas
áreas de cosecha en verde para incorporar el rastrojo. Uso más intensivo de la
Cachaza y Vinaza. Continuar con el programa de rotación arroz – caña.
5. Los pozos de medición del nivel freático, se han constituido en una herramienta
importante para conocer el comportamiento posterior de una cantidad de
lluvia y capacidad de drenaje en un suelo Vertisol. Se sugiere que el 100% de
los pozos deben quedar instalados antes de las primeras lluvias.
6. En años de alta precipitación el Programa de aplicación de madurantes, debe
establecer de manera muy exacta la dosis en relación al tonelaje estimado.
Como también el periodo aplicación – cosecha. El manejo de estos dos factores
podría contrarrestar un efecto de menor reducción del rendimiento agrícola. Ya
dado por causa de la época lluviosa del periodo.
LITERATURA CONSULTADA
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