Cambios en el PSI y su relación con algunas variables fisiológicas en caña de azúcar
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Resumen
La salinización del suelo constituye una restricción clave para la sostenibilidad agrícola a nivel mundial, impactando alrededor de 1.125 millones de hectáreas en todo el planeta. En el Valle del Cauca, Colombia, los Vertisoles etiquetados como Sodic Endoaquerts, formados sobre sedimentos de lagos, exhiben niveles altos de sodicidad que afectan la productividad del cultivo de caña de azúcar (Saccharum officinarum L.), un sistema que aporta el 28% del PIB agrícola de la región.
La situación se define por altos valores de porcentaje de sodio intercambiable (PSI > 15%), conductividad eléctrica alta (CE > 4 dS m⁻¹) y relación de adsorción de sodio (RAS > 13), factores que restringen gravemente el crecimiento y establecimiento vegetal.
Se examinó el impacto de prototipos correctores enriquecidos con fósforo y silicio en las propiedades fisicoquímicas de un Vertisol salino-sódico y la reacción de Saccharum officinarum L. en condiciones controladas. La investigación se llevó a cabo mediante un muestreo pedológico sistemático con suelo tomado de Palmaseca, Palmira (3°31'N, 76°18'W, 1050 m.s.n.m.), eligiendo suelo con condiciones extremas: PSI = 37.3%, RAS = 4.86 (mmol L⁻¹)^0.5, CE = 6.8 dS m⁻¹ y pH = 8.4.
El experimento se realizó en casas de malla aplicando cinco tratamientos: T0 (control), T1 (yeso comercial), T2, T3 y T4 (prototipos P-Si con concentraciones crecientes). Las evaluaciones abarcaron parámetros fisicoquímicos y reacción vegetal a lo largo de 180 días.
Los resultados mostraron una diferencia significativa en la eficiencia entre los tratamientos. El pH mostró descensos desde 8.40 (control) hasta 8.05 (T1), 7.78 (T2), 7.85 (T4) y 7.61 (T3). La conductividad eléctrica bajó de 6.83 dS m⁻¹ (control) a 5.28 (T1), 4.65 (T2), 4.46 (T4) y 3.87 dS m⁻¹ (T3), mostrando disminuciones del 18.6%, 19.2%, 25.5% y 35.4% respectivamente.
El sodio intercambiable disminuyó de 24.10 cmol(+) kg⁻¹ (control) a 20.90 (T1), 19.13 (T2), 18.61 (T4) y 17.38 cmol(+) kg⁻¹ (T3). El PSI mostró caídas significativas desde 37.30% hasta 32.42% (T1), 29.69% (T2), 28.87% (T4) y 26.92% (T3), logrando eficiencias del 22.4%, 41.9%, 46.9% y 58.1% en ese orden. La RAS disminuyó de 4.89 a 4.03 (T1), 3.37 (T2), 3.24 (T4) y 3.06 (T3) (mmol L⁻¹)^0.5.
La reacción de la planta fue equivalente a la eficacia química. La emergencia avanzó desde una inhibición total (T0) hasta 1.2 (T1), 1.8 (T2), 2.1 (T4) y 2.4 brotes (T3). La fotosíntesis neta aumentó desde 0 (control) hasta 14.78 (T1), 22.84 (T2), 26.89 (T4) y 31.49 μmol CO₂ m⁻² s⁻¹ (T3). La eficiencia cuántica (Fv/Fm) logró valores de 0.699 (T1), 0.756 (T2), 0.775 (T4) y 0.806 (T3). La generación de materia seca fue de 15 (T1), 29 (T2), 22 (T4) y 41 g/100g (T3).
Los prototipos correctores P-Si mostraron una notable superioridad técnica frente a enmiendas convencionales, siendo T3 el que logró la mayor eficiencia gracias a mecanismos sinérgicos de intercambio catiónico, estabilización estructural y disminución del estrés oxidativo. La tecnología creada constituye una alternativa factible para restaurar alrededor de 2.3 millones de hectáreas de Vertisoles dañados en la región, favoreciendo la sostenibilidad de agroecosistemas tropicales deteriorados (Texto tomado de la fuente).
Abstract
Soil salinization is a key constraint on agricultural sustainability worldwide, impacting approximately 1.125 billion hectares worldwide. In the Cauca Valley, Colombia, Vertisols labeled Sodic Endoaquerts, formed on lake sediments, exhibit high levels of sodicity that affect the productivity of sugarcane (Saccharum officinarum L.) crops, a system that contributes 28% of the region's agricultural GDP. This situation is characterized by high exchangeable sodium percentages (ESP > 15%), high electrical conductivity (EC > 4 dS m⁻¹), and sodium adsorption ratios (SAR > 13), factors that severely restrict plant growth and establishment.
The impact of phosphorus- and silicon-enriched corrective prototypes on the physicochemical properties of a saline-sodium Vertisol and the reaction of Saccharum officinarum L. under controlled conditions was examined. The research was carried out through systematic pedological sampling with soil taken from Palmaseca, Palmira (3°31'N, 76°18'W, 1050 m a.s.l.), selecting soil with extreme conditions: PSI = 37.3%, SAR = 4.86 (mmol L⁻¹)^0.5, EC = 6.8 dS m⁻¹, and pH = 8.4.
The experiment was conducted in mesh houses using five treatments: T0 (control), T1 (commercial gypsum), T2, T3, and T4 (P-Si prototypes with increasing concentrations). The evaluations included physicochemical parameters and plant reaction over 180 days.
The results showed a significant difference in efficiency between treatments. The pH showed decreases from 8.40 (control) to 8.05 (T1), 7.78 (T2), 7.85 (T4) and 7.61 (T3). The electrical conductivity decreased from 6.83 dS m⁻¹ (control) to 5.28 (T1), 4.65 (T2), 4.46 (T4) and 3.87 dS m⁻¹ (T3), showing decreases of 18.6%, 19.2%, 25.5% and 35.4% respectively. Exchangeable sodium decreased from 24.10 cmol(+) kg⁻¹ (control) to 20.90 (T1), 19.13 (T2), 18.61 (T4) and 17.38 cmol(+) kg⁻¹ (T3).
The PSI showed significant decreases from 37.30% to 32.42% (T1), 29.69% (T2), 28.87% (T4), and 26.92% (T3), achieving efficiencies of 22.4%, 41.9%, 46.9%, and 58.1% in that order. The SAR decreased from 4.89 to 4.03 (T1), 3.37 (T2), 3.24 (T4), and 3.06 (T3) (mmol L⁻¹)^0.5.
Plant reaction was equivalent to chemical efficacy. Emergence progressed from complete inhibition (T0) to 1.2 (T1), 1.8 (T2), 2.1 (T4), and 2.4 shoots (T3). Net photosynthesis increased from 0 (control) to 14.78 (T1), 22.84 (T2), 26.89 (T4), and 31.49 μmol CO₂ m⁻² s⁻¹ (T3). Quantum efficiency (Fv/Fm) achieved values of 0.699 (T1), 0.756 (T2), 0.775 (T4), and 0.806 (T3). Dry matter generation was 15 (T1), 29 (T2), 22 (T4), and 41 g/100 g (T3).
The P-Si amendment prototypes showed significant technical superiority over conventional amendments, with T3 achieving the highest efficiency thanks to synergistic mechanisms of cation exchange, structural stabilization, and reduction of oxidative stress.
The technology created constitutes a feasible alternative for restoring approximately 2.3 million hectares of damaged Vertisols in the region, promoting the sustainability of deteriorated tropical agroecosystems.
Palabras clave propuestas
Vertisoles; Endoaquerts sódicos; Enmiendas silicatadas; Rehabilitación del suelo; Saccharum officinarum; Estrés salino-sódico; Fotosíntesis; Eficiencia cuántica; Intercambio de cationes; Vertisols; Sodium endoaquerts; Silicate amendments; Soil rehabilitation; Salt-sodium stress; Photosynthesis; Quantum efficiency; Cation exchange
Descripción
Figuras, tablas