Manejo agroecológico de caña de azúcar y sistemas

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Revista Tecnicaña No. 29, Septiembre de 2012
Manejo agroecológico
de caña de azúcar y sistemas
silvopastoriles intensivos
Alternativas sostenibles para el valle geográfico
del río Cauca, Reserva Natural El Hatico
Carlos Hernán Molina C. - Carlos Hernando Molina D.
Enrique José Molina D.- Juan José Molina E.
La Reserva Natural El Hatico está localizada en Colombia a 3°27’ de latitud
norte y 76°32’ de longitud oeste, en el municipio de El Cerrito (Valle del Cauca)
y tiene una extensión de 288 hectáreas, las cuales incluyen 14 ha de bosque, 25
ha de guaduales nativos y cultivados, 2 hectáreas de regeneración o sucesión
vegetal y corredor biológico, 140 ha de sistemas silvopastoriles (SSP), 4 ha de
árboles frutales y 100 ha de cultivo de caña de azúcar orgánica, y cuenta con
aproximadamente 40 kilómetros de cercas vivas que conforman un mosaico
heterogéneo de hábitats.
En la diversificación de la reserva se han tenido en cuenta factores tales
como la aplicación de principios agroecológicos tropicales de zonas secas y
subhúmedas (la precipitación pluvial no supera los 800 mm anuales). Se destaca en ella la importancia de la cobertura arbórea y el uso de los residuos de
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tiplicación de sistemas productivos
que privilegien la alta producción de
biomasa y la capacidad de almacenar
el carbono ocioso del aire en medios
estables como la materia orgánica
del suelo es una alternativa práctica
y real para la regulación ambiental.
Sistemas Silvopastoriles
Intensivos
cosecha en los sistemas productivos
y los cultivos permanentes con
eficiente reciclaje de nutrientes y
economía del agua, especialmente
importante en esta zona de baja precipitación. En este proceso de cambio
se ha trabajado de la mano de la
Fundación Cipav, logrando avances
como la implementación de sistemas
silvopastoriles intensivos (SSPi) y el
manejo agroecológico de la caña de
azúcar hasta su certificación como
cultivo orgánico, cuyos beneficios
sociales, ambientales y económicos
no se han dejado esperar.
Hoy adquiere una importancia
trascendental maximizar el fenómeno de la fotosíntesis como principal mecanismo en la mitigación del
efecto invernadero por las emisiones
sin control de gases como dióxido de
carbono, metano y óxido nitroso, de
las cuales el dióxido de carbono es
responsable de más del 65% de su
impacto global. La generación y mul-
Como respuesta a lo anterior,
desde 1984 la Reserva Natural El
Hatico y Hacienda Lucerna SAS
vienen investigando e implementando sistemas silvopastoriles de
alta densidad arbórea que llegan a
poblaciones hasta de 30.000 árboles
por hectárea de Leucaena leucocephala, respetando la vegetación
arbórea existente caracterizada por
la presencia de 15 a 20 árboles/ha a
libre crecimiento de especies nativas como samán, Albizzia saman;
chiminango, Pithecellobium dulce;
guácimo, Guazuma ulmifolia; orejero, Enterolobium cyclocarpum;
palmas zanconas, Syagrus zancona;
corozo de puerco, Attalea butyracea;
e introducidos algarrobo forrajero
o trupillo, Prosopis juliflora; palma
real, Rystonia regia; dinde, Maclura
tintorea, en asocio a las gramíneas
Cynodon plectostachyus, Panicum
máximun var. tanzania y mombaza.
Los Sistemas Silvopastoriles
Intensivos SSPi en la ganadería de la
Reserva Natural El Hatico han llevado
a la producción de 15.000 litros de
leche por hectárea por año dedicada
a las vacas en producción, manteniendo una capacidad de carga de
4,5 vacas por hectárea en ausencia
total de insumos fertilizantes, herbicidas e insecticidas, muy superior
si se compara con el sistema que se
29
manejaba antes, que producía 6500
litros de leche por hectárea y mantenía una carga animal de 2,75 vacas
por hectárea con una dependencia
de 400 kilos urea por hectárea año.
Los efectos positivos de estos
sistemas de producción sobre el
suelo no se han dejado esperar, y
es significativo el mejoramiento en
sus propiedades físicas, químicas y
biológicas. Pardo L.C. (2009) encontró poblaciones de 90 lombrices en
cuadrantes de un metro cuadrado y
30 centímetros de profundidad.
Vallejo V. (2012) reportó que la
mayoría de beneficios ambientales
y efectos positivos sobre la calidad
del suelo en SSPi son debidos a los
cambios de la estructura, composición y función de las comunidades
microbianas. Esto se relaciona con
las modificaciones que ejercen estos
sistemas sobre las características
fisicoquímicas, edáficas, calidad y
cantidad de residuos vegetales, su
distribución espacial, las proporciones entre los ingresos superficiales
y subterráneos del suelo, así como
en el mejoramiento de la estructura
del suelo, lo cual en conjunto permite el desarrollo de microhábitats
y condiciones más favorables para
el crecimiento y desarrollo de los
microorganismos.
Estudios realizados por Vallejo
et al. (2011 y 2012) en la Reserva
Natural El Hatico demostraron que
independientemente de la edad
de establecimiento de los SSPi, la
estructura y composición de la comunidad microbiana mostró una mayor
similitud con la comunidad del relicto
del bosque de la Reserva Natural.
Adicionalmente, las densidades de
biomarcadores pertenecientes a
30
Revista Tecnicaña No. 29, Septiembre de 2012
hongos (totales y simbióticos), actinomicetos y la proporción hongos/
bacterias fueron significativamente
mayores en el bosque y la cronosecuencia de los SSPi de 3-8 y 12 años
de establecidos en comparación con
las pasturas convencionales. Por otra
parte, se observaron correlaciones
de las actividades enzimáticas (B-glucosidasa, fosfatasas y ureasas) con
grupos microbianos, principalmente
hongos (totales y micorrizas arbusculares), que indican que los cambios
en la estructura y composición de las
comunidades microbianas edáficas
como consecuencia del uso del suelo
generaron un impacto sobre sus procesos, específicamente el ciclaje de
nutrientes y la descomposición de la
materia orgánica, indispensables para
la funcionalidad de los ecosistemas.
Manejo agroecológico
de la caña de azúcar
La agroindustria azucarera ha venido
implementando prácticas de manejo
tendientes a la obtención de mayores
producciones por unidad de área y
reducción de costos. Sin embargo, no
todos los resultados son lo esperado
y se empieza a generar preocupación
por el deterioro generado sobre el
suelo, el agua y el aire. Ante esta
situación, desde hace veinte años la
Reserva Natural El Hatico y Hacienda
Lucerna SAS, en asocio con la Fundación Cipav, Cenicaña, la Universidad
Nacional de Colombia (Palmira) y el
Ingenio Providencia, vienen investigando sobre sistemas de producción
limpia.
El manejo agroecológico que se
viene implementando en la Reserva
Natural El Hatico y en la Hacienda
Lucerna SAS se caracteriza por los
siguientes aspectos:
de la fertilidad del suelo agrícola así
como en la recuperación del que ha
sido degradado (Burbano, H., 1989).
Afortunadamente, cuando se
quiere recuperar el nivel de materia orgánica (fuente importante de
nitrógeno) perdido en el suelo como
consecuencia del manejo convencional (quemas, mecanización excesiva
y utilización de agrotóxicos) durante
las últimas cuatro décadas de este
cultivo, la caña de azúcar presenta
ventajas como:
•
La utilización de los residuos de
cosecha (40 a 60 toneladas por
hectárea por año) mediante
la organización o encalle de la
hojarasca y cogollo en las calles
del cultivo.
•
La cachaza, producida en la
fabricación del azúcar (4% del
tallo molido) ha sido ampliamente utilizada, especialmente
en el momento de la renovación
de los lotes.
•
La vinaza, residuo de la destilería de alcohol, rica en potasio e
importante fuente de materia
orgánica, que tendrá que ser
sometida a procesos de inves-
Manejo de la
fertilización nitrogenada
La materia orgánica del suelo contiene virtualmente toda la reserva
de nitrógeno para la nutrición vegetal y proporciones considerables
de fósforo y azufre. Por otra parte,
ejerce un efecto favorable sobre las
condiciones físicas del suelo y dota
de alimento a la población microbial
edáfica. Su comportamiento en el
suelo es dinámico y juega un papel
importante en el mantenimiento
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tigación que aseguren el uso
adecuado y el efecto positivo
sobre los suelos.
Adicionalmente, en la Reserva
Natural El Hatico y en la Hacienda
Lucerna se vienen realizando investigaciones con diferentes fuentes
de fertilizantes orgánicos, entre las
cuales se han evaluado gallinaza,
pollinaza, bovinaza, ovinaza, lombricompuesto, porquinaza, efluente de
biodigestor de cerdos, etc. Hasta el
momento la gallinaza y la pollinaza
han sido las de mejor comportamiento, principalmente después de
dos años de aplicación.
Existen otras alternativas de
interés en este campo como son
los abonos verdes (soya, crotalaria,
caupí) y otras leguminosas de buena
capacidad de fijación de nitrógeno, las
cuales apenas se empiezan a investigar
pero que tienen gran importancia al
mermar la dependencia de abonos
orgánicos de origen animal y un menor
costo de utilización. La siembra de
estas especies se realiza aproximadamente a los 20 días de cosechada la
caña y se incorporan al suelo en medio
de los surcos de la caña en el momento
de la prefloración.
Manejo de las plantas
acompañantes, arvenses
o malezas
El control de las malezas dentro
del cultivo agroecológico busca el
reemplazo de los productos químicos
por prácticas de manejo más benignas con los recursos naturales: agua,
suelo, aire y diversidad de fauna y
flora. Es así como se le da mayor
importancia al control manual, al
control mecánico y a la integración
31
con el ovino de pelo como una especie que aprovecha este recurso transformándolo en abono y carne de alta
calidad. Adicionalmente, la cosecha
de la caña sin quema permite que la
biomasa que queda en el campo sirva
de cobertura para mermar la presencia de plantas asociadas al cultivo.
acompañamiento de un perro pastor
El control de plantas arvenses
en forma manual se realiza principalmente para las especies asociadas
que no han podido ser controladas
mecánicamente por su ubicación
cercana al brote de las nuevas plantas. El implemento más usado es el
azadón o la pala. Esta es una de las
labores que requiere mayor mano
de obra y reemplaza la aplicación
de agroquímicos que con el tiempo
no sólo pueden ser perjudiciales a la
planta por los efectos que producen,
sino que pueden estar presentes en
el producto final que llegará a manos
del consumidor. Con respecto a este
manejo es necesario investigar el
aporte de las arvenses como abono
verde para utilizarlas en el periodo
antes de floración.
de un ingreso adicional por la venta
El control de plantas realizado
con ovinos requiere de una población
equivalente a 2 ó 3 animales por
hectárea de caña sembrada, manejados con un pastor a caballo con el
Border Collie. El carnero africano
es un rumiante de alta selectividad
y consumo de forraje, resistente a
largas caminatas (7 a 10 kilómetros
diarios) y con un comportamiento
gregario que ayuda a su manejo. Esta
opción también brinda la posibilidad
de carne y a su vez entrega un abono
con excelente característica.
El control mecánico se realiza
mediante la utilización estratégica de
las labores de escarificación, cultivo
y aporque en el cultivo y la integración con las opciones anteriormente
descritas.
Productividad
Después de veinte años de
investigación sobre el impacto de la
quema antes y después de la cosecha
del cultivo de caña de azúcar, en la
Reserva Natural El Hatico, se ha llegado a obtener mayor producción de
tallo en los lotes sin quema comparados con los tratamientos quemados y
los beneficios en el suelo son notorios
en las propiedades físicas, químicas y
biológicas (Delgadillo O.L., 1994; Arias
J., 1994; Sadeghian, 1998).
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Para el año 2011 se obtuvieron
producciones entre 9 y 11 toneladas
de caña por hectárea mes (TCHM)
con un promedio de 12 cortes en las
suertes cosechadas.
Efecto de la cosecha
con quema o sin ella
La quema destruye parcialmente la materia orgánica y los residuos, causa la muerte de microorganismos y la macrofauna, deteriora la
consistencia del suelo y acarrea problemas de infiltración, de aireación
y de toma de nutrientes, a más de la
pérdida de elementos nutricionales
por la erosión (Universidad de La
Salle, 1991).
El nitrógeno del suelo, especialmente aquel que se encuentra
presente en el horizonte superior,
está en su mayor parte en forma
orgánica, razón por la cual el proceso de acumulación del nitrógeno
está íntimamente relacionado con la
acumulación de la materia orgánica
(Primavesi, 1982).
El efecto que tiene la quema
de la caña de azúcar sobre el suelo,
en lo que respecta a la materia
orgánica, fue estudiado por Arias, J.
(1994) en suelos molisoles del Valle
del Cauca, que incluyeron la Reserva
Natural El Hatico y sus alrededores.
Este comportamiento se evaluó en
diferentes situaciones, partiendo
del bosque relictual y comparándolo
con el manejo de cultivos agrícolas
semestrales, los pastos con manejo
silvopastoril, el cultivo de la caña
que no es sometido a la quema y
cultivos de caña en donde se había
practicado la quema los últimos
3, 13 y 20 años. Los resultados de
esta investigación se presentan en
el Cuadro 1.
En el trabajo realizado por
Delgadillo, O.L. (1994) se evaluó el
resultado de la población de bacterias y hongos del suelo con los
manejos de quema y no quema. La
microflora, de acuerdo con los resultados obtenidos, se ve fuertemente
afectada por las altas temperaturas
a la que es expuesto el suelo durante
la quema de la caña y es muy lenta
su restitución luego de siete meses
de haberse realizado la cosecha. El
contenido de bacterias fue mayor
en el suelo cosechado sin quema y
predomina en la capa superficial.
La población de hongos presentó la
misma tendencia.
Los microorganismos cumplen
una función importante en la transformación de la materia orgánica, en
la disponibilidad de nutrientes como
el nitrógeno, el fósforo y el azufre,
entre otros, y en la producción de
sustancias que actúan en forma
sinérgica y contribuyen al desarrollo
de las plantas y otros organismos.
En nuestro medio los paquetes
tecnológicos de la revolución verde
no han involucrado la defensa y proliferación de los microorganismos
en el suelo. Las prácticas de manejo
implementadas, como la utilización
de agroquímicos, la excesiva mecanización y las quemas han sometido
el suelo a constantes castigos, contribuyendo con ello a la disminución
de estos organismos no sólo en cantidad sino en diversidad, lo que se
ha visto reflejado en una reducción
considerable de materia orgánica
en el suelo que afecta su capacidad
Cuadro 1. Carbono orgánico, materia orgánica, nitrógeno total y relación carbono/nitrógeno en suelos molisoles del valle geográfico del
río Cauca, sometidos a diferentes manejos.
Tratamiento
Carbono Orgánico
(%)
Materia Orgánica (%)
Nitrógeno Total
(%)
Relación C:N
Bosque Natural
2.28
4.21
0.49
4.7
Cultivo semestral
1.66
2.89
0.37
5.0
Pastos
1.53
2.93
0.36
4.3
caña sin quema
1.31
2.37
0.32
4.1
caña con quema (3 años)
0.92
2.23
0.36
2.6
caña con quema (13 años)
1.05
1.93
0.50
2.1
caña con quema (20 años)
1.12
1.95
0.31
3.8
Promedios de muestreos realizados a profundidad de 1 a 20 cm.
Fuente: Arias, J. 1994.
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productiva y repercute directamente
en una mayor dependencia de insumos que, aparte de incrementar los
costos para mantener los niveles de
producción, continúan deteriorando
el suelo.
Posteriormente a los trabajos
de Arias, J. y Delgadillo O.L. (1994),
se han realizado varios estudios
con el propósito de monitorear las
propiedades físicas, químicas y biológicas del suelo, y se ha demostrado
una recuperación significativa de las
condiciones del suelo dedicado al
cultivo de caña de azúcar sin sometimiento a la práctica de la quema
ni a la aplicación de los madurantes.
Adicionalmente se mantienen en
comparación permanente los suelos
dedicados a la producción de caña
de azúcar y ganadería con el suelo
del relicto del bosque de la Reserva.
En cuanto a la dinámica de
la materia orgánica, Sadeghian
(1998), Osorio F. (2002), Gómez
P. et al (2006), Delgado D. (2009)
han reportado un incremento de
la materia orgánica del suelo en el
cultivo dedicado a la producción de
caña de azúcar de la Reserva Natural El Hatico, hasta alcanzar niveles
por encima de la materia orgánica
contenida en los suelos del bosque
de la Reserva Natural (4,2%). Esto es
una prueba clara y contundente de
la posibilidad de recuperar la materia
orgánica de los suelos en condiciones
agroclimáticas como las descritas
para la reserva Natural El Hatico, de
niveles de 1.9% que tenían en 1994
según Arias J. a contar en el año 2006
con el 90% de los suelos vinculados a
la producción de caña de azúcar por
encima de 3% de materia orgánica y
la posibilidad de superar los niveles
de materia orgánica del bosque,
como lo corrobora Delgado D. (2009)
en algunos de los sitios muestreados
en su trabajo de investigación.
Biodiversidad
al servicio del sistema
de producción
Para probar cómo el manejo
agroecológico realizado en la Reserva
33
ha contribuido en la conservación
de la biodiversidad, se han realizado estudios con aves, mariposas
y hormigas (Cuadro 2). En cuanto a
las aves, Cárdenas (1998) encontró
que los sistemas agroforestales de
frutales y SSPi con Leucaena poseen
mayor número de especies que otros
usos (bosque, guaduales y caña de
azúcar) y proveen de buena cantidad
de alimento a diferentes gremios
tróficos de aves.
Para las mariposas, Ramos
(2001) y García (2002) encontraron
que el número de especies está
relacionado con la complejidad
vegetal de los diferentes usos de la
Reserva, y el fragmento de bosque
es el de mayor riqueza. En el caso
de las hormigas, se destacó que el
manejo ecológico de la matriz agrícola afecta positivamente la riqueza
de especies, pues la caña con manejo
agroecológico superó ampliamente
la diversidad de los cultivos vecinos
con manejo convencional, así como
las áreas dedicadas a la producción
ganadera (Ramírez et al. 2004).
34
Revista Tecnicaña No. 29, Septiembre de 2012
Cuadro 2. Riqueza de especies de aves, mariposas y hormigas en diferentes usos de la
tierra de la Reserva Natural El Hatico, Valle del Cauca, Colombia. *sin datos, **
fuera de la Reserva. Cárdenas (1998), Ramos (2001), García (2002), Ramírez y
Enríquez (2002).
Aves
Taxa
Mariposas
Hormigas
Bosque
33
90
38
Caña con manejo
agroecológico
33
42
39
Caña convencional
19
37
27
Potrero (pasto estrella)
43
*
35
Sistema silvopastoril Leucaena
46
54
23
Usos de la Tierra
Se resalta que para todos los
grupos de organismos indicadores,
aves, mariposas y hormigas, el
valor más bajo de riqueza es para el
manejo convencional de la caña de
azúcar. Esto evidencia que el manejo
agroecológico y el uso diversificado
del suelo resultan muy valiosos para
la conservación de la biodiversidad,
ya que tienen efectos positivos sobre
grupos animales que se mueven a
diferente escala. Por otra parte, el
mantenimiento del bosque y la calidad de la matriz agrícola y ganadera
son importantes para la conservación
de la biodiversidad (y aquellas especies raras), por lo que se debe procurar incluir en los planes de manejo
la mayor heterogeneidad posible de
hábitats y una alta cobertura arbórea
como a escala de paisaje.
En el año 2009, Pardo L.C.
(Cuadro 3) investigó la presencia
de macroinvertebrados en el suelo
de la Reserva Natural El Hatico condiferentes usos [bosque, sistema
silvopastoril Intensivo (SSPi) y caña
con manejo agroecológico] comparado con el manejo convencional de
producción de caña de azúcar en una
finca vecina.
El Cuadro 3 presenta la biomasa de macroorganismos tanto
para la época húmeda como para la
época seca, con base en el estudio de
60 monolitos con medidas de 25 cm
por 25 cm y 30 cm de profundidad.
Se observa que la biomasa mayor se
encuentra en época húmeda y siem-
pre el bosque estuvo por encima de
los otros usos del suelo. Comparten
el segundo lugar los sistemas de caña
de azúcar con manejo agroecológico
y los sistemas ganaderos silvopastoriles intensivos, y muy por debajo
de los anteriores el sistema de caña
convencional.
De las comunidades estudiadas, los diplópodos aparecen como
los protagonistas de la descomposición primaria de los residuos
de la cosecha en verde de la caña
manejada agroecológicamente.
La biomasa de lombrices también
presenta un comportamiento significativamente diferente entre los
usos de suelo a favor de los manejos
agroecológicos de caña, sistemas
silvopastoriles intensivos y bosque
en comparación con el manejo convencional de caña de azúcar.
Conclusiones
Los resultados obtenidos en la
Reserva Natural El Hatico, mediante
el establecimiento y utilización de
sistemas agroforestales agrícolas
y pecuarios, así como el uso de
los residuos de cosecha, invitan a
ganaderos, agricultores y técnicos
para que empiecen a disfrutar de los
beneficios ambientales, sociales, bio-
Cuadro 3. Biomasa macroinvertebrados edafícolas
Época
Húmeda
Seca
Total
Uso
Caña agroecológica
Caña Convenc
SSPi
Bosque
Subtotal
Caña agroecológica
Caña Convenc
SSPi
Bosque
Subtotal
Lombrices
16,93
0,10
12,40
40,91
70,36
4,974
1,845
1,745
30,403
38,96
109,33
Chilopoda
0,06
0,01
0
0,06
0,15
0,0002
0,017
0,016
0,0009
0,03
0,18
Diplopoda
7,579
0,267
0
0,933
8,78
0,097
0,506
0,466
0,005
1,07
9,85
Coleoptera
0,861
0,626
0,892
0,001
2,38
0,397
0,290
0,175
0,031
0,89
3,27
Hormigas
0,093
0,090
0,422
0,0001
0,60
0,626
1,100
1,351
0,053
3,13
3,73
Otros
Total
0,918 26,45
0,633
1.73
8,616 23,34
0,068 41,98
10,23 93,52
0,4667
6,56
0,356
4,11
3,615
7,37
0,854 31.34
5,29 49,40
15,52 141,9
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lógicos y económicos que se generan
mediante el uso adecuado del capital
natural y la utilización eficiente de
los subproductos generados en cada
uno de los subsistemas productivos.
En un mundo cada día más
globalizado, la diferencia en el trópico la tendrán los países donde se
promuevan sistemas de producción
que aprovechen con intensidad los
recursos naturales sol, agua, suelo,
plantas y animales y donde se privilegie el trabajo humano sobre el uso
de insumos foráneos al sistema de
producción.
Literatura citada
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