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  • 1. METODOLOGÍApara el MANEJO Y USO DEL SUELOPOR SITIO ESPECÍFICO EN EL CULTIVO DE BANANO Incluye estudio de caso JULIO CÉSAR GUTIÉRREZ H. DARIO CASTAÑEDA SANCHEZ
  • 2. ANDRÉS FELIPE ARIAS LEIVAMinistro de Agricultura y Desarrollo RuralJOSÉ LEONIDAS TOBÓN TORREGOZADirección de Desarrollo Tecnológico y Protección Sanitariadel Ministerio de Agricultura y Desarrollo RuralROBERTO HOYOS RUIZPresidente AUGURAGABRIEL JAIME ELEJALDE GAVIRIADirector Regional AUGURAEQUIPO DE TRABAJO JULIO CÉSAR GUTIÉRREZ HERRERA. Investigador Principal. JOHN JAIRO MIRA CASTILLO. Director de CENIBANANO. HÉCTOR JAIME LÓPEZ. Docente Universidad del Magdalena. DARÍO CASTAÑEDA SÁNCHEZ. Estudiante. Universidad Nacional de Colombia. JOSÉ MIGUEL COTES. Docente. Universidad Nacional de Colombia. DANIEL JARAMILLO JARAMILLO. Docente. Universidad Nacional de Colombia.INTERVENTORÍA YECENIA VEGA T.Ministerio de Agricultura y Desarrollo Rural.EDICIÓN Y DISEÑO Comunicaciones AUGURAPORTADA Campo Experimental AUGURA.Carepa- ( Antioquia). Fotografía: Julio C. Gutiérrez Herrera. 2009
  • 3. Metodología para el manejo y uso del suelo por sitio específico en el cultivo de banano Tabla de ContenidoPresentación 4Agradecimientos 61. Introducción 72.Requerimientos ambientales y nutricionales del cultivo de banano 9 2. Necesidades nutricionales del cultivo de banano 1 11 2. Generalidades del cultivo de banano en Colombia 2 133. Conceptos básicos de agricultura de precisión y agricultura por sitio específico 14 3.1 Tecnologías básicas para la aplicación de agricultura de precisión y agricultura por sitio específico 144. Metodología para establecer un plan de manejo por sitio específico 17 4. Identificación de las variables relacionadas con la productividad 1 18 4.2 Levantamiento de la información y diseño de las bases de datos 18 4.3 Análisis y procesamiento de la información 19 4.4 Evaluación y monitoreo del plan de manejo por sitio especifico 20 4.5 Implementación del plan de manejo por sitio específico y transferencia de la información 20 4.6 Evaluación y monitoreo del plan de manejo por sitio 205.Estudio de caso 22 5. Introducción 1 22 5. Objetivos 2 22 5.3 Localización del área de estudio 23 5.4 Características ambientales del área de estudio 23 5.5 Metodología 26 5. Resultados 6 32 5.7 Clonclusiones y Recomendaciones 49Glosario 51Bibliografía 52Anexos 55Resumen 77 3
  • 4. Metodología para el manejo y uso del suelo por sitio específico en el cultivo de banano Presentación Con el objetivo de mantener la productividad del sector bananero y generar nuevos conocimientos en el manejo del cultivo de banano en Colombia, la Asociación de Bananeros de Colombia - AUGURA a través del Centro Nacional de Investigaciones del Banano - CENIBANANO en convenio con diversas instituciones públicas y privadas ha venido desarrollando investigación técnica y científica desde 1985 en diversos campos de la ciencia, tales como: fitosanidad, fisiología, agricultura de precisión, ambiente y valor agregado. Dentro de este marco de conocimientos, AUGURA-CENIBANANO en asocio con la facultad de Ingeniería Agronómica de la Universidad del Magdalena le presentaron a la Dirección de Desarrollo Tecnológico y Protección Sanitaria del Ministerio de Agricultura, un proyecto denominado “Evaluación de factores edafoclimáticos en una finca bananera tendientes al manejo por sitio específico”, el cual tuvo como objetivo principal generar una metodología de diagnóstico, manejo y uso del suelo por sitio especifico del cultivo de banano. Dicho proyecto fue aprobado en el año 2006 y hace parte del programa especial de investigación denominado: “Programa de manejo integrado del cultivo de banano con énfasis en el control de Sigatoka Negra”, el cual viene ejecutando AUGURA desde el año 2004 y que tiene como propósito principal presentar soluciones con innovación tecnológica a la problemática generada con esta enfermedad y sus efectos en la producción del cultivo de banano. Bajo este gran objetivo y siguiendo los lineamientos propuestos por el Ministerio de Agricultura, entidad que está trabajando hacia la consolidación y desarrollo de las cadenas productivas en Colombia, se ejecutó el proyecto que tuvo una duración de 24 meses, durante los cuales se adelantaron diversas actividades entre las que se incluyen: Levantamiento y análisis de información utilizando equipos de precisión, planteamiento de una metodología para el manejo del cultivo de banano por sitio específico, capacitación de 350 productores en las regiones de Urabá y el Magdalena y visitas a campo. Los resultados de la investigación que aquí se presentan se constituyen en una herramienta útil para todo el sector bananero y específicamente para 4
  • 5. Metodología para el manejo y uso del suelo por sitio específico en el cultivo de bananolos productores de fruta ya que genera conocimiento y técnicas de manejodel cultivo adaptadas a las condiciones locales de producción, orientadas ala reducción de costos, aumento de la productividad de las fincas ysostenibilidad del cultivo. Así mismo se busca elevar el nivel de vida de todasaquellas personas que laboran o dependen directa e indirectamente de laagroindustria bananera.Expresamos nuestro agradecimiento a todas las entidades, productores yprofesionales que participaron en el proyecto; sin su valioso apoyo nohubiese sido posible llegar a generar este conocimiento innovador y de altaaplicación en la agroindustria bananera.ROBERTO HOYOS RUIZPresidente 5
  • 6. Metodología para el manejo y uso del suelo por sitio específico en el cultivo de banano Agradecimientos La Asociación de Bananeros de Colombia, AUGURA agradece el apoyo incondicional a las siguientes personas e instituciones: - Ministerio de Agricultura y Desarrollo Rural. Dirección de Desarrollo Tecnológico y Protección Sanitaria. - Universidad del Magdalena. Facultad de Ingeniería Agronómica. - Irma Quintero. Docente. Universidad del Magdalena. - Héctor Jaime López. Docente. Universidad del Magdalena. - Yecenia Vega T. Ministerio de Agricultura y Desarrollo Rural. - Centro Internacional de Agricultura Tropical – CIAT. - Darío Castañeda Sánchez. Estudiante. Universidad Nacional de Colombia. - José Miguel Cotes. Docente. Universidad Nacional de Colombia. - Daniel Jaramillo J. Docente. Universidad Nacional de Colombia. 6
  • 7. 1 Metodología para el manejo y uso del suelo por sitio específico en el cultivo de banano 1 IntroducciónActualmente, manejo integral y eficiente de los cultivos depende en gran parte del elconocimiento detallado de los factores y variables ( explicativas y de respuesta) queintervienen en el crecimiento y desarrollo de las plantas. Es así como la generación yaplicación de nuevas tecnologías que involucran estos aspectos han permitido elsurgimiento de la agricultura de precisión y o de la agricultura por sitio específico.La agricultura de precisión tiene como objetivo mejorar la productividad de los cultivos através de la implementación de un plan de manejo integral de acuerdo a las necesidadespropias del cultivo y también de acuerdo a las condiciones edáficas, ambientales ysocioeconómicas del medio; mientras que la agricultura por sitio especifico hace referenciaa áreas homogéneas de manejo.En términos generales, tanto la agricultura de precisión como la agricultura por sitioespecífico están referidas al manejo integral de los cultivos, teniendo en cuenta lavariabilidad espacial y temporal de las condiciones del medio. La aplicación de unprograma de agricultura de precisión o de agricultura por sitio específico depende de unconjunto de variables entre las que se encuentran: tipo de cultivo, condiciones del el lasmedio, escala de trabajo, la calidad y precisión de la información, entre otros. laEl gran auge de la aplicación de la agricultura de precisión y agricultura por sito específicoen cultivos tecnificados, como maíz, soya, sorgo y algunos cítricos especialmente enEstados Unidos, Australia y Brasil han incentivado la investigación y el desarrollo denuevas metodologías y formas de manejo integral de los cultivos.En Colombia,existen varias entidades que han adelantado programas exitosos deagricultura de precisión, en cultivos como caña, frutales y café. En el cultivo de bananodurante los últimos años AUGURA y CENIBANANO han apoyado la investigación en elmanejo integral del cultivo de banano, a través de convenios con diferentes instituciones,centros de investigación y universidades del país.En particular,las investigaciones están enfocadas en fertilización, suelos, manejointegrado de plagas, control biológico, fitopatología y fisiología vegetal del banano.Losresultados de las investigaciones obtenidos durante los últimos años han permitidoconocer las condiciones específicas de respuesta del cultivo de banano al manejonutricional y su interacción con el medio ambiente; así como también han ayudado aampliar el conocimiento técnico y científico del cultivo de banano en el país.Dando continuidad a este programa de investigación y buscando nuevas alternativas de 7
  • 8. Metodología para el manejo y uso del suelo por sitio específico en el cultivo de banano manejo del cultivo de banano, AUGURA a través de CENIBANANO en asocio con el Ministerio de Agricultura y la Universidad del Magdalena,adelantó el proyecto de investigación denominado “Estudio de factores edafoclimáticos en una finca bananera tendientes al manejo por sitio específico”; cuyo objetivo principal es generar una metodología de manejo del cultivo de banano por sitio específico, con el fin de dar respuesta a las inquietudes de los productores acerca de los factores limitantes que afectan la producción del cultivo de banano, como también para plantear nuevas prácticas de manejo con el fin de aumentar la productividad y lograr el desarrollo sostenible de la región. Este proyecto se desarrolló siguiendo la metodología propuesta de manejo por sitio específico que se presenta aquí, la cual comprende diversas etapas desde la identificación de las variables limitantes hasta su evaluación y representación. Para cada una de las variables identificadas se realizó un análisis estadístico, entre las cuales se incluyen: variables edáficas, ambientales, de crecimiento y desarrollo y peso del racimo, el fin de con evaluar la variabilidad,dependencia y representatividad de cada una de éstas dentro del sistema banano. El análisis de estas variables demostró que la productividad del cultivo depende en gran medida de la interacción de las condiciones fisicoquímicas del suelo y por lo tanto deben evaluarse y manejarse integralmente. 8
  • 9. 1 Metodología para el manejo y uso del suelo por sitio específico en el cultivo de banano 2 Requerimeintos ambientales y nutricionales del cultivo de bananoEl banano ( Musa spp) un cultivo muy importante tanto a nivel mundial como local.Este escultivo se desarrolla bien en las regiones tropicales húmedas y cálidas. Geográficamente,estas condiciones se encuentran en regiones localizadas entre los 30 º de latitud norte ysur, siendo óptimas las ubicadas entre los 15 º de latitud norte - con alturas inferiores a sur,los 300 m. n. s. m.La planta de banano requiere temperaturas relativamente altas: entre los 21 y los 29, 5ºC,con temperaturas mínima y máxima absolutas de 15,6 ºC y 37,6 ºC, respectivamente. Encuanto a pluviosidad, la precipitación más frecuente de las zonas productoras se encuentraen el rango de los 1.500 mm a 1.600 mm anuales. Esta cantidad sería suficiente parasatisfacer los requerimientos hídricos de la planta de banano, los cuales son de unos 100mm a 180 mm de agua al mes. Sin embargo, en aquellas zonas donde la precipitación noalcanza para suplir las necesidades hídricas del cultivo es posible aplicar agua a través delriego suministrar las cantidades necesarias para el normal desarrollo y crecimiento de laplanta.El cultivo de banano crece y se desarrolla bien en suelos profundos, fertilidad moderada dea alta, generalmente de texturas medias a finas ( francas,franco arcillosas y arcillosas)ybien drenados.Fisiológicamente, la planta de banano se caracteriza por extraer grandes cantidades denutrientes del suelo, especialmente potasio (K), calcio (Ca), nitrógeno (N) y magnesio (Mg),respectivamente. Estos elementos son denominados esenciales, ya que la planta necesitaaltos contenidos de estos para su normal crecimiento, mientras que otros elementos comozinc ( boro ( cobre ( hierro ( manganeso ( Zn), B), Cu), Fe), Mn), azufre ( y molibdeno ( S) Mo)son denominados elementos menores dado que las plantas los requieren en bajascantidades.Tanto los elementos mayores como los menores cumplen funciones importantes dentrode la planta, cuales se describen en la siguiente tabla: las 9
  • 10. Metodología para el manejo y uso del suelo por sitio específico en el cultivo de banano Tabla 1: Principales funciones de los nutrientes en las plantas Nutrientes Principales funciones - Elemento activo en el proceso de fotosíntesis. - Participa en procesos metabólicos y fisiológicos. Nitrógeno (N) - Componente importante de la estructura de proteínas, ácidos nucléicos,vitaminas, reguladores de crecimiento y muchos otros compuestos. - Influye en la coloración de las hojas. - Esencial para la síntesis de la clorofila. Fósforo P) ( - Participa en varios procesos entre ellos los de síntesis y descomposición de proteínas, grasas y carbohidratos. - Importante para los procesos metabólicos que requieren energía. - Necesario para el metabolismo de los carbohidratos, la síntesis de proteínas, el control y la regulación de las actividades de varios elementos esenciales. Potasio K) ( - Regula el contenido de agua en las hojas. - Catalizador del proceso de fotosíntesis y respiración. - Importante para la formación de paredes celulares y para el crecimiento de las raíces. Calcio Ca) ( - Activador enzimático. - Participa en la división celular. - Importante en el proceso de fotosíntesis. Magnesio Mg) ( - Participa en procesos metabólicos de carbohidratos, grasas y proteínas. - Interviene en el transporte de fosfatos. Azufre S) ( - Constituyente importante de los aminoácidos cisterna, cistina y metionina. - Activador enzimático. Zinc Zn) ( - Participa en la síntesis de reguladores de crecimiento. Cobre (Cu) - Activador enzimático, necesario en la fotosíntesis. Boro (B) - Importante en el desarrollo celular, la floración y la fructificación. Hierro (Fe) - Importante en la formación de clorofila y de varias enzimas. Participa en los procesos de respiración y en el metabolismo del nitrógeno Mn) - Manganeso ( - Necesario en la síntesis de clorofila. - Necesario para la formación de la enzima encargada de reducir el nitrato a amonio Molibdeno Mo) ( dentro de la planta. 10
  • 11. Metodología para el manejo y uso del suelo por sitio específico en el cultivo de banano 2.1 Necesidades nutricionales del cultivo de bananoEl cultivode banano, cualquier requiere como otro cultivo de nutrientes (elementosmayores ymenores)crecimiento y desarrollo. Un exceso o déficit en las cantidades para surequeridas por la planta puede generar desórdenes fisiológicos en ella ymalformacionde fruta. laNormalmente cultivo cuando el estecnificadointensamente, yexplotado serequiereaplicar regularmente nutrientes elcon suplir al medio, de fin las demandas del cultiv ymantener enequilibrio del los elementos suelo. 2.1.1 Elementos mayoresSegún Lahav y Turner (1992) las cantidades de nutrientes (expresados en kg/ha/año) extraídos porun cultivo de banano cuya producción anual es de 50 toneladas (equivalente a 2500 cajas, es decir20 kg/ha/año), los son relacionados en Tabla la 2.A su vez, y Espinosa (1995), López Tablas 2: Requerimientos nutricionales del cultivo de bananoreportan que un cultivo de bananocuya producción es de 70 toneladas, Lahav y López y Turner Espinosaequivalente a 3500 cajas, es decir 20 (1992) (1995)kg/ha/año, extrae las cantidades de Kg Kgnutrientes detalladas en Tabla la 2. Nitrógeno (N) 150 126.5De a u r o c n l s d t s c ed o o ao Fósforo (P) 60 14.5relacionados, el cultivo en Tabla la 2de banano es exigente en K y N. Así Potasio (K) 1500 399mismo las relaciones entre N-P-K Calcio (Ca) 215 10.2extraído por los racimos producidos Magnesio (Mg) 140 20.3en una hectárea de banano es: 2,5 125. Esto significa que, una hectárea Manganeso (Mn) 12 0.8de banano extrae en un año de Hierro (Fe) 5 1.9cosecha 10 veces más K que N. Zinc (Zn) 1.5 0.5 Boro (B) 1.25 0.8 Cobre (Cu) 0.5 0.3Obviamente, muchas de las cantidades extraídas y asimilables por el cultivo varían de acuerdo confactores ambientales, tipo de variedad, siembra, fertilidad densidad de calidad del y suelo,entreotras. 11
  • 12. Metodología para el manejo y uso del suelo por sitio específico en el cultivo de banano Teniendo lo en cuenta anteriorconcluir que el N y el K son los elementos más importantes podemos en la nutrición del cultivo y por lo tanto no deben faltar en un plan básico de fertilización. Sinembargo una sola aplicación de estos nutrientes no garantiza una alta productividad; ya que para obtener buenos resultados se requiere de un plan de fertilización completo que garantice la presencia y disponibilidad tanto elementoscomo menores de mayoresde en la diferentes etapas del crecimiento del cultivo. 2.1.2 Elementos secundarios Los elementos secundarios requeridos por las plantas, tales como: Ca, Mg y S, son tan importantes como los mayores y como los micronutrientes, la calificación no indica una mayor relevancia de unos frente a los otros, solamente indica las cantidades necesarias de los primeros con respecto a los demás elementos. Según los datos de la Tabla 2.la relación entre Ca / Mg es 1.5, es decir que una hectárea de , banano extrae en un año de cosecha 1.5 veces más calcio que magnesio. Así mismo, observando las relaciones de Ca / Mg, extraídos por el racimo es 0.5, es decir, la extracción de Ca por una hectárea de cultivo en un año es la mitad del Mg extraído por un cultivo altamente productivo (> 3000 cajas/ha/año). Al parecer, una mayor producción de fruta genera una mayor demanda de Mg que de Ca, contrario a cultivos de producción media en donde la demanda de Ca es mayor 1.5 veces que el Mg. 2.1.3 Micronutrientes Los elementos mic llamados ronutrientes son importantes para la nutrición de las plantas, muchos de ellos son necesarios para la absorción de los elementos mayores o secundarios. Deben su nombre a las cantidades mínimas requeridas la por planta. Estos elementos (Fe), son: hierro manganeso (Mn), cobre (Cu), zinc (Zn), boro (B), molibdeno (Mo) y cloro (Cl). En el cultivo del banano son de vital importancia debido al rol que desempeñan en la formación del racimo, especialmente el B y el Zn. De acuerdodatosTabla relaciones para estos dos elementos (Zn/B) en el cultivo con los de la 2.,las del banano es 1.2; es decir, una hectárea de banano extrae durante un año de cosecha 1.2 más Zn que Si B. comparamos de Tabla los datos la 2. , observamos que la relación entre el Zn / B extraído por una hectárea en un año es de 0.71. Si analizamos la relación Ca Mg/ notamosmayor que a productividad, estos lasrelaciones entreelementos se invierten. Los análisis de los datos anteriores confirman la necesidad de elaborar un plan de fertilización completo que incluya elementos mayores y menores. Para ello, es necesario conocer el historial productivo de la finca, el contenido de nutrientes en suelos y hojas, las características de los suelos, la cantidad de fertilizantes aplicados y el manejo del agua, factoresconjunto son que en determinan el de nivel productividad del cultivo de fruta y calidad cosechada. la la 12
  • 13. Metodología para el manejo y uso del suelo por sitio específico en el cultivo de banano 2.2 Generalidades del cultivo de banano en ColombiaEn el país el cultivo de banano es una actividad cerca que genera de 25.000 directos, empleoscondición que hace muy necesaria su preservación y mejoramiento, con el fin de satisfacer unademanda creciente de mercado en el mundo.Anivel el nacionalcomercial se cultivo de banano desarrolla en reg Urabá principalmente dos iones,y Magdalena. Hasta el año 2007 el total de hectáreas sembradas era 42,287; 827 de esdecirhectáreas menos que las reportadas en el año 2006, cuando fueron 43,654 las hectáreassembradas en banano de exportación. (Coyuntura bananera.2007).Durante el año 2007 las exportaciones colombianas de banano, ascendieron a 85.5 millones decajas de 18.14 Kg por valor de US $509.6 millones. Esto representó un crecimiento de 2.04 % envolumen y de 10.09 % en valor, respecto al año 2006, cuando se exportaron Colombia desde 83.8millones valor $ de cajas de por US 462.9 millones bananera. (Coyuntura 2007).La productividad 2007ubic promedio se ó entonces en 1,996 cajas por hectárea, levemente en elsuperior a la observada el año 2006 cuando 1,919 /año, jalonada principalmente por fuede cajas/hala mejora en la productividad en la región de Urabá (Coyuntura bananera. 2007).A nivel regional, las exportaciones de banano desde la zona de Urabá ascendieron durante el año2006 a 64.1 millones de cajas por de $ valor 381.8 US millones, presentándose un crecimiento del2.06 % en el volumen y un crecimiento de 10.54% en el valor frente al año 2006, cuando fueron de62.8 millones de cajas por US $ 345.4 millones. Actualmente el área sembrada en la zona de Urabáes 32.327 hectáreas en producción, 27 hectáreas menos que el año 2006, lo que representan un dedecrecimiento del 0.08% (Coyuntura bananera. 2007).Con relación a la zona de Santa Marta, exportaciones año 2007, las de banano en el ascendieron a21.3 millones US 127.9 millones, con crecimientos del 1.98 % y 8.79 % en volumen y de cajas $ porvalor frente al año 2006, cuando se exportaron 20.9 millones por $ de cajas 117.5 millones. El USárea sembrada en esta zona alcanza las 10,500 hectáreas en producción, 800 hectáreas menosque el año anterior. La productividad promedio en esta zona se situó en 2,031 cajas por hectárea;9.75 % más alta que el año anterior, cuando fue de 1,850 cajas por hectárea (Coyuntura bananera.2007). 13
  • 14. 1Metodología para el manejo y uso del suelo por sitio específico en el cultivo de banano Conceptos básicos 3 de agricultura de precisión y agricultura por sitio específico La agricultura por sitio específico y la agricultura de precisión se refieren a un manejo de los cultivos adaptado a la variación espacial y temporal en las condiciones del campo; la diferencia entre los dos conceptos radica en que la agricultura de precisión puede llegar a manejar el cultivo hasta el nivel de planta por planta; mientras que la agricultura por sitio específico puede ser referida a unidades homogéneas de manejo. (Cock, J. 2000). H. 3.1 Tecnologías básicas para la aplicación de agricultura de precisión y agricultura por sitio específico Una diferencia básica entre los sistemas de manejo agrícola convencionales y la agricultura de precisión, es la utilización de equipos ytecnologías modernasinformación para capturar, de procesar y analizar datos de múltiples fuentes, con una alta resolución espacial y temporal, útiles para toma r decisiones, así como para establecer las prácticas manejo para el y producción de la los cultivos (Ovalles, 2003). La agricultura concepto y una herramienta de manejo diseñada para manejar precisión es un de eficientementelos cultivos y aumentar la producción T . ambién se puede denominar como la captura y control de la información agronómica para satisfacer las necesidades delotes individuales enlugar necesidades todos (Pierce 1999). de las promedio los de lotes y Nowak, Algunastecnologías que han permitido el desarrollo de la agricultura de precisión son: el de las sistema de posicionamiento global (GPS), los sistemas de información geográfica (SIG), los sensores remotos y sensores los locales. Estas herramientas posibilidad de recolectar muchos datos de un número ofrecen la suficientemente de grande eventos; con varianza una total que suficiente permite con predecir gran confiabilidad los efectos de factores individuales y sus interacciones y quizás de mayor importancia para determinar la respuesta probable de un cultivo a un juego específico de condiciones ambientales y prácticas de manejo. 3.1.1 Sistemas de Posicionamiento Global (GPS) Los GPS funcionan mediante receptores móviles sobre la tierra que captan las señales electromagnéticas emitidas por los satélites en orbita. Los receptores GPS calculan la posición en el campo, en términos de longitud y latitud, luego calculan la distancia midiendo el tiempo que tarda en llegar la señal. Posteriormente utiliza un modelo de triangulación para determinar la posición exacta del receptor GPS sobre la superficie de la tierra. Muchas de las aplicaciones de los GPS en las ciencias de la tierra están relacionadas con producción de cultivos, manejo forestal, acuicultura y manejo de recursos naturales. 14
  • 15. 1 Metodología para el manejo y uso del suelo por sitio específico en el cultivo de bananoEspecíficamente en agricultura, los GPS tienen amplia aplicación en el levantamiento o captura dela información espacial base para mapear diversas variables de producción como siembra , : , , ,cosecha control de enfermedades manejo de cultivo y productividad entre otros , . 3.1.2 Sistemas de Información Geográfica (SIG) ()Un sistema de información geográfica SIG es un sistema computacional que utiliza datosespaciales referenciados, para realizar análisis de información y mapeo. Un SIG permite capturar,almacenar y analizar información; además es posible realizar modelamiento de fenómenos . ,naturales a partir de información geoespacial Por ejemplo mapas de fertilidad detallados de lascondiciones actuales de una finca pueden ser elaborados y representadas espacialmente através del uso de GPS y su integración con un SIG . ,Generalmente en un SIG, la información se organiza por capas o coberturas como por ejemplo : .capas de suelos, topografía, producción, clima, hidrografía, vegetación, etc , las cuales se utilizan ,para realizar análisis espaciales cruzar diferentes tipos de información y representarlaespacialmente. Así mismo, un SIG debe soportar la manipulación y el manejo de todo tipo deinformación, espacial y no espacial.La implementación y operación de un SIG depende básicamente de las necesidades del usuario,ya que es quien define los objetivos, metodología y resultados esperados, teniendo en cuenta losrequerimientos de información para alimentar el SIG y las necesidades de cada organización.Por ejemplo el análisis de las condiciones edáficas y ambientales presentes de una finca sepuede realizar superponiendo la información de cada una de estas variables evaluarlas y ,complementarlas con información tabular (datos) de las variables analizadas, así como de lasprácticas y manejo del cultivo durante un lapso de tiempo.Básicamente un SIG está compuesto por: hardware computador ( ), software ( funciones y ), , ()herramientas datos equipos de cómputo PC y el personal . HARDWARE DATOS SIG SOFTWARE EQUIPOS Y PC PERSONAL Figura 1. Componentes básicos de un sistema de información geográfica 15
  • 16. Metodología para el manejo y uso del suelo por sitio específico en el cultivo de banano 3.1.3 Sensores remotos Los sensores remotos son instrumentos capaces de registrar, codificar y grabar la energía emitida por los objetos presentes sobre la superficie terrestre, para luego transmitirla a un sistema , de recepción, denominado sensor. Una vez el sensor registra la señal o radiación este la procesa emitiendo diferentes señales que son espectralmente similares. Dentro de estos sensores se incluyen las imágenes de satélite y las fotografías aéreas. Las imágenes de satélite son herramientas muy importantes en la agricultura de precisión, especialmente cuando se requiere el levantamiento y captura de información espacial y temporal de las condiciones en un área determinada. Es una representación gráfica en forma vectorial o en matrices de los valores de reflectancia de los diferentes objetos localizados en la superficie terrestre captados por el sensor y que se manifiestan en la imagen mediante ciertos elementos que son la base de la interpretación. Los objetos, rasgos y características que conforman una determinada cobertura de la tierra se manifiestan en las imágenes de satélite mediante ciertos elementos que son la base y el fundamento de la interpretación (tono, textura, patrón, forma, tamaño, etc.). La forma en que estos elementos aparecen registrados depende del tipo de registro espectral, de la resolución espacial y de la resolución temporal. Las fotografías aéreas son una imagen de una serie de objetos o elementos geográficos presentes en un terreno, los cuales son captados desde un avión o cualquier dispositivo equipado con cámaras fotográficas diseñadas para ese fin. Las fotografías aéreas tienen múltiples usos y aplicaciones en diferentes campos de la ciencia como: geología, ecología, agronomía, geomorfología, agroforesteria, suelos e ingeniería . En agricultura de precisión las fotografías aéreas que se utilizan preferiblemente son de alta resolución y a escalas menores de 1: 10.000. Su aplicación abarca diferentes campos entre los , que se encuentran estudios de cobertura y usos de suelo monitoreo de enfermedades manejo , , de los cultivos mapeo de productividad y degradación de suelos . 3.1.4 Sensores locales Bajo este término se incluyen otros tipos de sensores y equipos diseñados para capturar información y medir directamente en el campo las condiciones edáficas y ambientales. Estos : equipos tienen algunas ventajas entre las cuales se incluyen alta precisión de los datos , rapidez, fácil operabilidad y en algunos casos bajos costos de operación. , Entre estos sensores se encuentran equipos de campo provistos con dispositivos instalados que miden la conductividad eléctrica, el pH de los suelos, el contenido de humedad, contenidos de humedad de las plantas, análisis de concentración de azúcares en las frutas para conocer el momento óptimo de cosecha, conservación de la calidad, conocimiento de la maduración de las frutas mediante sensores colorimétricos, estado nutricional de determinada plantación mediante el , conocimiento de las concentraciones de cada nutriente entre otros . La mayoría de estos sensores están equipados con procesadores de información que permiten transferir la información colectada directamente a un sistema de información geográfica (SIG) facilitando el procesamiento de los datos capturados. 16
  • 17. 1 Metodología para el manejo y uso del suelo por sitio específico en el cultivo de banano 4 Metodología para establecer un plan de manejo por sitio específicoEl desarrollo y la implementación de un IDENTIFICAR VARIABLESprograma de agricultura de precisión y o de RELACIONADAS CON LAmanejo por sitio específico parte de la PRODUCTIVIDADidentificación de las variables o factores queinfluyen en la productividad. Una vezidentificadas se procede a capturar o levantardatos e información de cada variable para su LEVANTAMIENTOposterior análisis y finalmente definir e DE LA INFORMACIÓNimplementar el programa de agricultura por Y DISEÑO DE BASES DE DATOS .sitio específico ( .)El esquema siguiente Figura 2 representalas etapas sugeridas para desarrollar unprograma de agricultura de precisión o ANÁLISIS Y PROCESAMIENTO .agricultura por sitio especifico DE LA INFORMACIÓN Ciencias TOMA DE DECISIONES IMPLEMENTACIÓN DEL PLAN DE MANEJO POR SITIO ESPECIFICO EVALUACIÓN Y MONITOREO DEL PLAN DE MANEJO POR SITIO ESPECIFICO Figura 2. Metodología general para el manejo por sitio específico 17
  • 18. Metodología para el manejo y uso del suelo por sitio específico en el cultivo de banano 4.1 Identificación de variables relacionadas con la productividad La primera etapa de este proceso consiste en identificar los factores o variables tanto ( ) explicativas como de respuesta limitantes y no limitantes que inciden en la productividad del . cultivo Una vez identificadas se procede a recolectar información de cada una de estas variables, ya sea a través del levantamiento de datos en campo o recopilación de información a partir de estudios realizados anteriormente en la finca o en la región. La identificación de estas variables generalmente va en relación directa con los propósitos del productor y su reconocimiento se puede realizar a partir de la información histórica del manejo de la fina y con la ayuda de datos de productividad de los lotes, teniendo en cuenta las áreas problemas o de baja productividad , como por ejemplo áreas mal drenadas, áreas erosionadas y presencia de suelos compactados . Algunas de las variables a analizar y que están relacionadas con la producción son: el clima, el , . suelo, la aptitud de uso, la fertilidad y el manejo del cultivo entre otras 4.2 Levantamiento de la información y diseño de las bases de datos Para desarrollar un programa de agricultura por sitio específico se requiere de información sobre la respuesta de un cultivo a diferentes prácticas de manejo bajo ciertas condiciones. Mientras que para implementar un programa de agricultura de precisión se necesita de información detallada de la variabilidad y la respuesta del cultivo a esta variabilidad, así como las acciones necesarias para remediarla . La captura y almacenamiento de la información es un aspecto muy importante durante un programa de agricultura de precisión. Por lo tanto es necesario recolectar información base de cada una de , . las variables identificadas tanto variables explicativas como de respuesta Dentro de las variables explicativas se encuentran: clima, relieve, topografía, los suelos el el la y el manejo agronómico, mientras que entre las variables de respuesta se incluyen: la producción, la calidad del producto, crecimiento y desarrollo, control de enfermedades y el el componentes nutritivos, entre otros. En caso que la información no exista, se debe levantar y referenciar al sitio o lugar donde se esta va a desarrollar el programa. La captura de información debe ser de acuerdo con la escala de trabajo. ejemplo si el nivel es muy detallado, debe contar al menos con un estudio Por se detallado de suelos, los cuales se identifiquen y caractericen tanto las propiedades químicas, en como las físicas y las biológicas. El levantamiento de la información base se puede realizar de forma convencional o utilizando herramientas de agricultura de precisión como GPS y sensores locales, que permitan hacer transferencia fácil y rápida de los datos capturados a un sistema de información geográfica (SIG). La precisión de los datos debe ser alta y la escala de trabajo detallada. La información base incluye: datos climáticos de la finca o región, registros históricos de la productividad por lote cultivado o por botalón, manejo agronómico del cultivo, tamaño y forma actual de los lotes, sistema de drenaje, variedades sembradas, sistemas de siembra y plan de fertilización, entre otros. 18
  • 19. Metodología para el manejo y uso del suelo por sitio específico en el cultivo de banano (Actualmente, la tecnología informática moderna incluyendo sensores remotos, GPS, bases dedatos relacionales, computadoras y paquetes de software para análisis de datos) ofrece laposibilidad de recolectar muchos datos de un número suficientemente grande de sitios con unavarianza total suficiente capaz de percibir los efectos de factores individuales y sus interacciones yde mayor importancia determinar la respuesta probable de un cultivo a un juego específico decondiciones ambientales y prácticas de manejo .Para el almacenamiento de los datos y el manejo de la información se recomienda diseñar basesde datos relacionales que permitan facilidad en el acceso a los datos y a la vez permitan crear - ,una interfaz usuario servidor eficaz con posibilidades de representar todas las variables através de mapas interactivos, utilizando un sistema de información geográfico (SIG). 4.3 Análisis y procesamiento de la información ,En esta etapa se analizan verifican y depuran todos los datos capturados de cada uno de los ,indicadores o variables seleccionadas tanto variables de respuesta como explicativas con el ,fin de evaluar el comportamiento espacial y su relación con la producción .Puesto que la productividad de cualquier cultivo depende espacialmente de diversas variables,entre ellas las propiedades físicas, químicas y biológicas del suelo, es necesario analizarestadísticamente el comportamiento espacial de cada variable seleccionada en función delcrecimiento y desarrollo de la planta.Existen diversas técnicas o métodos estadísticos (estadística clásica, fuzzy logic, estadística )Bayesiana y geoestadística que permiten analizar cómo se comporta cada variable temporal y . ,espacialmente Por ejemplo investigaciones recientes han demostrado que la variabilidad de laspropiedades físicas del suelo y el contenido de humedad están en relación con la profundidad del . ).suelo y la forma del terreno (Stockton and Warrick 1971 Así mismo Vieira et al. (1981) estudió lavariación espacial de las propiedades hidráulicas de los suelos utilizando técnicas de variogramas, ,kriging y co-kriging métodos que demuestran la magnitud de variación de esta propiedad y la ratade infiltración.Para cada indicador o variable seleccionada se recomienda realizar un análisis estadísticodescriptivo que al menos incluya: valores mínimos y máximos, media, mediana, la desviación - , .estándar, el coeficiente de variación y la prueba de Shapiro Wilks entre otros Adicionalmente yde acuerdo con los resultados obtenidos se propone realizar análisis de tendencia espacial,utilizando modelos que se ajusten a las variables analizadas.Con base en la información colectada previamente, así como con los resultados del análisisestadístico se puede proceder a delimitar unidades de manejo por sitio específico y a su vezgenerar mapas de productividad, así como de factores limitantes a nivel de lotes o botalones .Las unidades de manejo se definen como áreas que tienen condiciones similares de uso y manejo.Los mapas de productividad obtenidos a través del cruce de información base de las variables , : , ,analizadas como las propiedades de los suelos la fertilidad las prácticas de manejo entre , ,otras se constituyen en la base fundamental para corregir los limitantes detectados y definir lasprácticas agrícolas de manejo por unidades o por sitio específico.El éxito de aplicación de programas de manejo por sitio específico depende de muchos factores, 19
  • 20. Metodología para el manejo y uso del suelo por sitio específico en el cultivo de banano entre los cuales podemos mencionar la precisión de los datos capturados, las condiciones del medio, el plan de manejo agronómico, el uso de los recursos y la identificación efectiva de las variables limitantes. 4.4 Toma de decisiones , Esta es una de las etapas más valiosas dentro del proceso ya que cada una de las decisiones a tomar serán importantes en el manejo de la finca y en general sobre la productividad. Con base en la información colectada y analizada se debe diseñar un plan de manejo integrado del cultivo de acuerdo a las condiciones locales de la finca, dando prioridad a aquellos aspectos o problemas más significativos que hayamos identificado previamente. En esta fase es recomendable trabajar conjuntamente con cada una de las personas , encargadas del plan de manejo de la finca y también de la productividad ya que cada una de las prácticas a ejecutar podría afectar el programa de trabajo de las otras áreas. 4.5 Implementación del plan de manejo por sitio específico y transferencia de la información Cada una de las actividades o prácticas a realizar se deben ejecutar de acuerdo a un plan de . trabajo definido en la etapa anterior Se recomienda definir un tiempo límite para la implementación de la práctica o del plan de manejo, con el fin de facilitar el monitoreo en un tiempo determinado. Además es necesario crear herramientas de comunicación interactiva entre los productores y los técnicos, con el fin de facilitar la interpretación y aplicación de los resultados obtenidos en las etapas anteriores. 4.6 Evaluación y monitoreo del plan de manejo por sitio específico Dado que aumentar la productividad y mejorar las condiciones del medio donde se desarrolla el cultivo es un proceso continuo que puede durar uno o varios años, es recomendable hacer un seguimiento de cada una de las prácticas implementadas con el fin de asegurar que el plan de manejo específico cumpla con los objetivos planteados . El monitoreo dentro de un lapso de tiempo permite evaluar, que tan efectivas han sido las prácticas de manejo y a la vez ayuda a demostrar o verificar los cambios que se han , producido durante un ciclo productivo , es decir desde que se inicio la valoración hasta la implementación del plan de manejo. Teniendo en cuenta que los objetivos de aplicar un programa de manejo por sitio específico , buscan aumentar la productividad desde un punto de vista sostenible es decir un manejo , racional del agua del suelo y la conservación del medio ambiente estos planes de manejo , deben ser a largo plazo flexibles y abiertos a cualquier cambio o modificación durante un 20
  • 21. Metodología para el manejo y uso del suelo por sitio específico en el cultivo de bananoperiodo de tiempo, de tal forma que puedan ser reestructurados o ajustados en cualquier .momento de acuerdo a las necesidades y funcionalidad del sistema productivo ,Para garantizar eficacia y buenos resultados en nuestro plan de manejo se recomienda unmonitoreo continuo de cada una de las prácticas o programas implementados. 21
  • 22. 1Metodología para el manejo y uso del suelo por sitio específico en el cultivo de banano Estudio de caso 5 “Estudio de factores edafoclimáticos en una finca bananera tendientes al manejo por sitio específico” 5.1 Introducción Para lograr desarrollar e implementar un programa de agricultura de precisión es necesario , determinar los factores que influyen en la productividad del cultivo caracterizar las condiciones , del medio donde crece el cultivo evaluar el comportamiento temporal y espacial de estas variables, así como conocer los mercados de los productos . Actualmente en el país, varias entidades del sector agrícola e investigadores están evaluando la mejor forma de utilizar sus distintos conocimientos para valerse de la información obtenida de lotes comerciales para dilucidar cómo se puede mejorar el manejo de los cultivos aplicando agricultura . de precisión y o agricultura por sitio específico Casos exitosos de agricultura de precisión y agricultura por sitio específico en caña, café y frutales demuestran la gran utilidad de estas tecnologías en el manejo de los cultivos. En el caso del cultivo de banano, varios investigadores en agricultura de precisión (Espinosa, 2000; Stoorvogel y Vargas, 1998), concuerdan que la aplicación de este tipo de tecnologías , podrían jugar un papel importante en el aumento sostenido de los rendimientos teniendo en cuenta la falta de conocimiento de las diferentes relaciones que existen entre los factores edáficos , versus la productividad sin olvidar las condiciones ambientales bajo las cuales se desarrolla el . cultivo De acuerdo con esto y debido a la necesidad de plantear nuevas prácticas relacionadas con el manejo integral del cultivo de banano, AUGURA ejecutó un proyecto en convenio con el Ministerio de Agricultura y la Universidad del Magdalena denominado “Evaluación de los factores edafoclimáticos en una finca bananera tendientes al manejo por sitio específico” . El proyecto busca establecer la variabilidad espacial y temporal de las propiedades del suelo ; su efecto en el desarrollo de la raíz y en la planta; así como evaluar la relación de estos con los , rendimientos para finalmente determinar si el manejo por sitio específico de éstas, se puede efectuar a través de prácticas viables económica y tecnológicamente rentables para cualquier productor bananero . 5.2 Objetivos 5.2.1 General Generar una metodología de diagnóstico, manejo y uso del suelo por sitio específico, tomando en cuenta la variabilidad espacial y el impacto de factores bióticos y abióticos sobre los rendimientos del cultivo de banano en una finca productora de la zona de Urabá. 22
  • 23. Metodología para el manejo y uso del suelo por sitio específico en el cultivo de banano 5.2.1 Específicos-Analizar el comportamiento histórico y actual de las variables edáficas, biológicas que inciden en el desarrollo de la sigatoka negra, y productivas en el área de estudio, tanto espacial, como temporalmente, con la ayuda de un sistema de información geográfica (SIG).-Establecer las variables de mayor variabilidad dentro de una plantación así como generar una propuesta de manejo por sitio específico.-Determinar las áreas productivas y no productivas de una finca, el fin de formular un con modelo de manejo agronómico para cada área específica. 5.3 Localización del área de estudio ,El estudio se llevó a cabo en el campo experimental de AUGURA el cual se encuentra , ( )localizado en la región de Urabá en el municipio de Carepa Antioquia ; entre las coordenadas .( ).7° 46´ 45” N y 76° 40´ 22” W y ocupa una extensión de 36 ha Anexo 2 La altitud es 30 .. . .m s n m 5.4 Características ambientales del área de estudio 5.4.1 ClimaEl clima ambiental de la zona de Urabá es cálido húmedo con precipitaciones medias anuales de .2000 a 3100 mm Según la clasificación de Holdridge corresponde a la zona de vida del Bosquehúmedo Tropical (bh – T). La precipitación es abundante durante la mayor parte del año, exceptolos tres primeros meses (época de verano) en los cuales se presenta deficiencia. ,De acuerdo con los valores registrados por las estaciones localizadas en la zona la región ,presenta una distribución bimodal, caracterizada por tener dos temporadas lluviosas una entremayo y julio y la otra entre septiembre y noviembre. La temporada de lluvias bajas o temporadaseca coincide para toda la región; y se presenta entre los meses de enero a marzo. ,Sin embargo durante el año 2008 la estación climática de AUGURA registró eventos deprecipitación constantes durante todo el año, alcanzando una precipitación PPT ( ) anual . ,acumulada de 3 189 mm siendo enero y noviembre los meses de menor precipitación con 54 1. . , ;mm y 120 mm respectivamente mientras que el mes de mayor PPT fue junio con 483 2 mm . .Así mismo durante este año no se presentaron periodos prolongados de sequía la , ( ) . (evapotranspiración ETP media mensual fue de 89 7 mm Figura 3 ).Con relación a la temperatura durante el año 2008 la temperatura media mensual fluctuó entre 27.7º C y 28.9 º C; siendo abril y mayo los meses más calurosos con 28.9 º C (Estación climáticaAUGURA. 2008). 23
  • 24. Metodología para el manejo y uso del suelo por sitio específico en el cultivo de banano Estación climática AUGURA. 2008 mm 600 500 400 300 200 100 0 Meses ero rz o yo io bre re En Ma Ma J ul mb p tiem vi e Se No PPT(mm) ETP(mm) Figura 3.Precipitación y evapotranspiración mensual.Campo experimental AUGURA. Año 2008. El análisis histórico de los datos obtenidos por la estación Tulenapa, durante el periodo entre 1982 y 1998 presenta una precipitación promedio anual para la zona de 2880 6 mm, teniendo sus . . mayores valores de precipitación en los meses de junio con 332 5 mm y octubre el mayor con . , 339 1 mm mientras que durante febrero se registra la menor precipitación con 83.4 mm. 5.4.2 Geomorfología A nivel regional el área de estudio corresponde a la subregión fisiográfica Cuenca del Atrato, la cual fue formada por procesos de plegamiento y por varios ciclos de sedimentación de tipo continental y marino. La evolución y modelamiento posterior de esta cuenca determinó la formación de cuatro : , grandes paisajes Montaña, el piedemonte la planicie aluvial y la planicie fluvio lacustre, los cuales están conformados por diferentes tipos de relieve y formas de terreno que en conjunto , evidencian diferentes ciclos de sedimentación y erosión ocurridos a través del tiempo. A nivel local, el área de estudio se encuentra en el paisaje de la planicie aluvial de inundación, la cual a su vez está conformada por varios niveles de terrazas antiguas del Pleistoceno y del . Holoceno Este paisaje se caracteriza por presentar una topografía plana a ligeramente inclinada, con pendientes menores del 3 % y sujetas a frecuentes inundaciones durante algunas épocas del año . a planicie aluvial se caracteriza por su tendencia inundable durante alguna parte del año, , especialmente en las tierras no adecuadas sin drenaje localizadas en los sectores mas bajos : 24
  • 25. Metodología para el manejo y uso del suelo por sitio específico en el cultivo de bananoEste paisaje se diferencia muy bien de la planicie aluvial de piedemonte, la cual está conformadapor una serie de abanicos aluviales y algunos niveles de terrazas disectadas asociadas a los ríos yquebradas que drenan sobre las estribaciones de la Serranía de Abibe y se prolonga hacia laplanicie aluvial del río Atrato en su desembocadura en el Golfo de Urabá.Dentro de las terrazas que hacen parte de la planicie aluvial se encuentran dos formas de ,terreno predominantes como son las napas y las cubetas bajo las cuales crece y se desarrolla .actualmente la mayor parte del cultivo de banano La forma de terreno denominada napa hacereferencia a una forma marginal o de decantación de sedimentos de origen aluvial, generalmentede texturas francas, franco arcillosas y franco arcillo limosas. La cubeta se define como una formade terreno de topografía cóncava, de texturas finas, mal drenada y sujeta a inundacionesfrecuentes.Los materiales parentales presentes y los procesos denudativos que han ocurrido en la regiónson los responsables directos del modelamiento de los paisajes y formación de los suelos que seobservan actualmente. La evolución de estos paisajes y especialmente la formación de los suelosestán relacionados directamente con la ocurrencia de varios períodos de sedimentacióncontinental y marina durante los últimos años; así como también con la formación y plegamiento dela Cordillera Occidental. 5.4.3 Material parentalEl origen, composición y distribución del material parental de los suelos en la región de Urabá esmuy heterogéneo, dado que la mayoría de los suelos han evolucionado a partir de sedimentosfinos y medios y ocasionalmente sedimentos gruesos. En el área de estudio predominan los ,sedimentos aluviales recientes del Cuaternario materiales que contienen una amplia gama de ,minerales entre los que sobresalen esmectita illita, óxidos de hierro, carbonatos de calcio,magnesio y feldespatos; compuestos responsables de suministrar al suelo elementos nutricionales , ,como: calcio sodio y potasio entre otros .Efectos de la dinámica fluvial y su relación con los materiales parentales depositados en la región,se observan en la alternancia de capas u horizontes de texturas contrastadas presentes en los ,diferentes suelos en las cuáles los contenidos de arena, limo y arcilla varían ampliamente. Envarios de los suelos identificados, generalmente localizados en la planicie aluvial y en la planiciefluvio lacustre es común encontrar capas de texturas francas a franco limosas que descansansobre texturas arcillosas a arcillosas muy finas; también es frecuente observar suelos con capasarenosas sobre capas arcillosas que originan suelos de familias texturales contrastadas .La relación del material parental con el color del suelo se puede observar en algunos de los suelos , ,estudiados cuyos colores dominantes en el perfil del suelo son pardo amarillento pardo oliva y ; ,oliva claro colores que provienen de los materiales sedimentarios heredados como es el casode algunos suelos clasificados como Fluventic y Fluvaquentic Eutrudepts .Efectos de los procesos de sedimentación aluvial sobre la composición textural de los suelos en la ,región, se pueden observar en los paisajes formados y específicamente en las formas de terrenoidentificadas. Por ejemplo, en el área del paisaje de la planicie fluvial los sedimentos más profundosson de tipo marino y se encuentran recubiertos por capas de sedimentos fluviales más recientesprovenientes de los ríos Atrato, Río Grande, León, Apartadó, Carepa, Chigorodó y sus respectivosafluentes, los cuales han formando suelos de familias texturales medias y finas, y en algunos casosmezcladas. 25
  • 26. Metodología para el manejo y uso del suelo por sitio específico en el cultivo de banano , En el caso del paisaje de la planicie aluvial los suelos formados se agrupan en varias familias texturales. Los diferentes tamaños granulométricos observados se encuentran mezclados y cambian rápidamente tanto vertical como horizontalmente lo que demuestra la alta dinámica fluvial en la región, además guardan una estrecha relación con el tipo de relieve y la forma del terreno bajo el cual han evolucionado . 5.4.4 Suelos Los suelos presentes en el área de estudio se han desarrollado a partir de sedimentos aluviales , , medios y finos el relieve es plano con pendientes menores del 1 %, son suelos profundos , las texturas dominantes son franco arcillosas a franco arcillo limosas y son bien a moderadamente drenados . Químicamente los suelos tienen una reacción (pH) que varia entre 5.5 a 6.0 en la mayor parte del perfil; la capacidad de intercambio catiónica es óptima en superficie y normal en el resto del perfil; la saturación de bases es media a baja, tienen contenidos medios de Ca, Mg y altos de K. Con relación a las propiedades físicas estos suelos tienen una densidad aparente media, que / varía entre 1.2 y 1.3 gr cm3 en la mayor parte del perfil, la infiltración es moderadamente lenta a lenta y la conductividad hidráulica es moderadamente lenta. En general los suelos presentan limitantes por baja porosidad, baja aireación y moderada a alta compactación en los primeros 50 cm superficiales . De acuerdo con el sistema americano de clasificación de suelos (USDA.2006) estos suelos se , : clasifican en el orden de los Inceptisoles dentro de los subgrupos Fluventic Eutrudepts , , ( Fluvaquentic Eutrudepts Fluventic Eutrudepts y Vertic Endoaquepts Ver anexo 3 ). 5.5 Metodología 5.5.1 Levantamiento de la información cartográfica base El levantamiento y georeferenciación de la información cartográfica básica se realizó utilizando un . GPS, de precisión submétrica La información capturada se transfirió al sistema de información ( . ) geográfica ArcGIS 9.3 ESRI 2008 Las capas de información generadas fueron: sistema de drenaje, cable vías, infraestructura básica, pozos de observación, lotes y botalones, suelos, áreas de retiro y cultivares variedades ( ) , ( sembradas entre otras ver anexo 3 ). 5.5.2 Monitoreo de factores climáticos El monitoreo de los factores climáticos se realizó diariamente, utilizando una estación climática digital completa, que mide los siguientes parámetros: temperatura, precipitación, humedad relativa, radiación fotosintética activa, brillo solar y velocidad del viento. A partir de los datos ( ), capturados se estima la evapotranspiración media mensual ETP expresada en mm . 26
  • 27. Metodología para el manejo y uso del suelo por sitio específico en el cultivo de banano 5.5.3 Selección de lotes, plantas y sitios de muestreoDentro del área total de estudio,se seleccionaron 6 ha, que ,comprenden los lotes 3 4 y 5 ,distribuidos en forma continua,los cuáles presentan diferenciasen los niveles de producción. Asímismo, dentro de estos lotes seseleccionaron al azar las plantasa evaluar y también segeoreferenciaron cada una delas unidades de producciónseleccionadas, siguiendo unamalla rectangular con celdas de (20 x 20 m Figura 4 ). Figura 4. Selección de la unidad de producciónEn total se georreferenciación 130 unidades de producción, a las cuales se les determinaron lascoordenadas planas de cada una, de acuerdo con el sistema internacional UTM, Zona 18 N,Datum WGS 84, y el Geoide EGM96.En el cultivo de banano una unidad de producción está conformada por tres plantas sucesorasdenominadas madre, hija y nieta. En cada unidad productiva se seleccionó una yema de un tamañoentre 0 y 5 cm, ubicada en la primera corona del cormo, sobre las cuales se realizaron lasrespectivas mediciones de producción y de crecimiento .Las unidades productivas también definieron los sitios para el muestreo y evaluación de lasvariables edáficas. Cada punto está asociado con información geográfica (coordenadas x1 x2), ,información de la planta (crecimiento y producción) e información del suelo (propiedades físicas,químicas y biológicas). 5.5.4 Muestreo de suelosEl muestreo de los suelos se hizo colectando una muestra compuesta de 4 submuestras decada sitio de evaluación, localizadas a 30 cm de distancia del pseudotallo de las plantas , ,marcadas en direcciones opuestas y ortogonales entre 0 y 30 cm de profundidad Figura 5 . ( )Así mismo en las plantas marcadas se registró el peso en kilogramos del racimo cosechado PR ( ),durante la cosecha del primer semestre de 2008 . 27
  • 28. Metodología para el manejo y uso del suelo por sitio específico en el cultivo de banano Figura 5 Muestreo de suelos En cada sitio de muestreo se efectuaron tres determinaciones de la resistencia superficial del . suelo a la penetración, las cuales se realizaron utilizando un penetrómetro de bolsillo Al mismo tiempo se tomaron muestras sin disturbar para determinar la densidad aparente Estas. muestras se tomaron con un cilindro biselado y a una profundidad entre 5 y 10 cm . Adicionalmente se tomaron 200 g de suelo sin disturbar con el fin de evaluar la distribución de agregados en el laboratorio en seco y también la estabilidad estructural en húmedo. Al mismo , tiempo se colectó con barreno otra muestra de suelo disturbada para realizar la caracterización de los suelos. Los métodos empleados para realizar las determinaciones físicas y químicas se : relacionan en la Tabla 3 28
  • 29. Metodología para el manejo y uso del suelo por sitio específico en el cultivo de banano Tabla 3. Propiedades de los suelos analizados y metodos empleados Propiedad Método Resistencia a la penetración Penetrómetro de bolsillo Contenidos de arena, limo y arcillo Hidrómetro Densidad real Picnómetro Densidad aparente Cilindro biselado Coeficiente de dispersión Bouyoucos Retención de humedad Ollas y platos de presión Diámetro ponderado en seco y Tamizado en seco y húmedo húmedo Agregados finos en seco (AFS) Tamizado de 0.5 mm y en húmedo (AFH) Reacción del suelo (pH) Potenciométrico (relación1:1) Contenido de materia orgánica Walkley – Black Capacidad de intercambio Acetato de amonio 1 y neutro catiónica CIC) ( Contenidos de Calcio (Ca), Acetato de amonio 1 y neutro Magnesio (Mg), Potasio (K amonio 1N y Sodio (Na) intercambiables) Aluminio intercambiable Extracción con KCl Fósforo disponible Bray II Contenidos de Hierro (Fe), Manganeso (Mn), Olsen modificado y Cobre (Cu) y Cinc (Zn) adsorción atómica Boro Extracción con agua5.5.5 Muestreo y evaluación de la relación entre la cantidad y la funcionalidad de raíces con los rendimientos. 2 ,En cada uno de los lotes y en un área aproximada de 1.000 m se seleccionaron otras 80 ,unidades productivas continuas con una separación de 2,5 m entre plantas e hileras con el ;fin de realizar evaluaciones mensuales de la calidad del sistema radical de las plantas y asiestablecer la relación entre estas versus los rendimientos (figura 6) 29
  • 30. Metodología para el manejo y uso del suelo por sitio específico en el cultivo de banano Convenciones Drenajes Cable Vias Botalones Figura 6: Ubicación de las parcelas seleccionadas para el muestreo de raíces. 5.5.6 Análisis estadístico de las variables seleccionadas El análisis estadístico de las variables seleccionadas se ejecutó utilizando el programa R con los ; , ( .- paquetes geoR y geoRglm www r project org . ). . a Análisis descriptivo Antes de iniciar el análisis estadístico de la información obtenida se procedió a realizar una , depuración de los datos capturados esto con el fin de detectar inconsistencias en la información levantada, valores anómalos y/o cualquier otro tipo de irregularidad . Inicialmente se llevó a cabo un análisis descriptivo de todas las propiedades seleccionadas para establecer los estadísticos básicos que las caracterizan, tales como: la media, la desviación estándar, el valor máximo y el valor mínimo, el coeficiente de variación, la asimetría y normalidad con la prueba de Shapiro-Wilks, con un nivel de confianza del 95%. Luego, se realizaron gráficos de dispersión de la producción y de bigotes y cajas con el fin de detectar posibles tendencias espaciales y valores anómalos en las variables respuestas; también se obtuvieron los estadísticos básicos, mínimo, primer cuartil, media, mediana, tercer cuartil, desviación estándar, coeficiente de variación, sego y prueba de normalidad de Shapiro Wilks para , . describir el comportamiento de los datos La inferencia acerca de la homogeneidad de varianzas y de los pesos promedios de los racimos, al nivel de lote (3, 4 y 5) y de unidad de suelo (A, B y C), se , efectuó usando como criterio discriminatorio la prueba F con un nivel de confianza del 95 %. 30
  • 31. Metodología para el manejo y uso del suelo por sitio específico en el cultivo de bananoPosteriormente, se procedió con el análisis de correlación lineal entre todas las variablesestudiadas para establecer el tipo de relación que hay entre ellas, utilizando el coeficiente de ;correlación lineal de Pearson el cual permitió identificar aquellas propiedades del suelo que secorrelacionaron significativamente con la producción y que fueron las que se utilizaron para lossiguientes análisis de dependencia espacial.En el área de estudio se tienen identificados 4 lotes diferentes y 4 unidades de suelos, los análisisdescriptivos enumerados anteriormente se hicieron para el campo completo y también para loslotes y las unidades de suelos, independientemente. b. Análisis de variabilidad espacialPara efectos de la descripción de los análisis estadísticos de los datos realizados, se siguió lanotación usada por Diggle y Ribeiro (2007). En esta, la verdadera superficie de distribución de laproducción se representa como Sx, con media ? i , y varianza ? □. Para procesos estacionarios, conmedia no constante, la parte no estacionaria se representa como Zi, mutuamente independiente, □con media cero, y varianza ? y la auto correlación o dependencia espacial como ? . (u). Entonces . ~ □ □la producción está definida por, Yi = S Lx i LL Z i y el variograma, VY = ? . ? 1 ? (u) . .. . .. El efecto direccional, es decir la no estacionariedad en la estructura de covarianzas, se trabajótransformando los ejes coordenados a través de dos parámetros, el ángulo y la relación deanisotropía, usando la siguiente función de transformación geométrica, implementada en elpaquete geoR (Ribeiro y Diggle, 2001) ?x 1, x 2 ? ?x 1, x 2? = = [ ][ ] cos ?? A ? - seno ?? A ? 1 1 seno?? A? cos ? A? 0 ? R ? - 1 c. Extracción de la tendencia - coordenados EjesComo el análisis exploratorio de los datos sugieren un modelo en el cual la media del peso de losracimos no es constante, entonces, una primera aproximación evaluada, para la extracción de la ,tendencia se realizó a través de la exploración de superficies de tendencias de primer y segundo ,grado para el peso del racimo con los ejes coordenados asociados a cada muestra : ? ? ? ? ? 2 ? 2 ? ?x ? = ?0? ?1 d 1? ?2 d 2? ?3 d 1 d 2? ?4 d 1 ? ?5 d 2 :(Donde ? x): es el peso promedio del racimo en cada ubicación, d1 y d2 son las coordenadas - , - , ,occidente oriente y sur norte respectivamente ? ? 2 el intercepto y ? . 1, . .. ., ? . ? 5 los . .coeficientes de los ejes coordenados .El modelo final se conformó por variables significativas y se obtuvo corriendo el modelo completo yeliminando en cada ciclo la variable con menor significancia, y así sucesivamente hasta tener elmodelo reducido. 31
  • 32. Metodología para el manejo y uso del suelo por sitio específico en el cultivo de banano d. Variables físicas y químicas del suelo y raíz funcional de la planta Se estableció primero la relación lineal entre el peso del racimo y todas las variables químicas y físicas del suelo y de raíz funcional de las plantas de banano evaluadas, de manera general, así como de acuerdo al lote y a las subunidades de suelo. El modelo reducido final, se obtuvo usando el algoritmo “stepwise”, basado en el estadístico AIC, el criterio usado es : , donde L es la verosimilitud edf es equivalente a grados de libertad, i.e., el número de parámetros de libertad para un modelo paramétrico común, de ajuste y k es un factor de ponderación. AIC = - 2× log L? k × edf e. Modelo lineal general completo Se usó notación matricial estándar para representar el modelo lineal completo del peso de los racimos de banano en función de las variables del suelo y de cantidad de raíz funcional. Así, Y es el , peso de los racimos evaluado en 130 sitios Y : =( , . , ), Y1.. = Yn n ; 130 sitos ? los coeficientes de las p variables, físicas y químicas del suelo y de raíz funcional explicativas de ,= acuerdo al sublote p 36 y la matriz D de dimensiones n x p con una columna inicial de unos y , ( = ,.,), las restantes con los valores obtenidos de las variables explicativas dj xi i ):( .. 1 n n=130; entonces las estimaciones en el modelo completo, consistió en obtener los que . , minimizaban la suma de cuadrados de los residuales Como se conoce la matriz de covarianzas , V de Y, se efectuó la estimación de los parámetros a través de un modelo de mínimos cuadrados generalizados . ? - 1 -1 - 1 ?= ?D V D? D V Y El cual tiene la varianza más pequeña entre todas las estimaciones lineales insesgadas. f. Variogramas Se evaluó el variograma para el peso del racimo en las siguientes direcciones: omnidireccional, a un ángulo de: 0, 30, 60 y 90 °; como el proceso resultó anisotropico, este se volvió isotrópico rotando los ejes con una ángulo de 60° y una relación de anisotropía de 3. Adicionalmente se obtuvo el variograma de los residuales de la diferencia entre el peso de los racimos y el peso estimado, en función de las variables del suelo y de raíz funcional significativas según el lote. 5.6 Resultados 5.6.1 Análisis y monitoreo de variables climáticas El monitoreo de los factores climáticos se realizó diariamente con registros cada 15 minutos ; entre los que se incluye:presipitiación, temperatura, velocidad del vient, radiación fotosintética, ( brillo solar y humedad relativa Ver anexo 1 ). 32
  • 33. Metodología para el manejo y uso del suelo por sitio específico en el cultivo de banano 5.6.2 Identificación del uso y manejo de los suelosEn la zona de estudio se identificaron tres tipos de uso del suelo: Áreas de explotación agrícolaintensiva, áreas de conservación o retiro y áreas de infraestructura (Ver anexo 1). ,El área de explotación agrícola ocupa 27.0 ha; las cuales están divididas en 12 lotes bajo los . . ;cuales crecen 4 variedades o cultivares de banano El clon Giant cavendish ocupa 54 059 m2 . , ;el Gran enano comprende 112 95 m2 el Valery se desarrolla en un área de 5.838 m2 mientras . .que el Williams se extiende sobre 104 009 m 2 ( Ver anexo 2 )Las áreas de conservación comprenden 25. m ,se distribuyen siguiendo el perímetro de la 2 775 yfinca; minetras que el área de infraestructura ocupa 6.010 m . 2 5.6.3 Análisis exploratorio de variables productivas. a. Características químicas, físicas de los suelos y de la raíz funcional.El comportamiento general de cada una de las variables químicas en cada uno de los lotes sepresenta en la tabla 4. :En general se menciona que las características promedio de los lotes son pH: 5.1 y es lacaracterística menos variable (Tabla 2, coeficiente de variación, varianza y desviación estándar), :contenido de materia orgánica de 2.4 y 2.1 % para los lotes 4 y 5 y de 1.5 % para el lote 3. Aluminio . -,1 1 cmolc kg 1 es además una característica muy variable en los tres lotes (Tabla 2, coeficiente ),de variación, varianza y desviación estándar promedios de calcio al rededor de 15 cmolc kg 1 - , . -, .en los tres lotes magnesio al rededor de 5 4 cmolc kg 1 potasio 0 36 cmolc kg 1, una - -capacidad de intercambio catiónico efectiva de 25 para los lotes 3 y 5 y de 22 cmolc kg 1 para el .lote 4 En cuanto a los elementos menores analizados se destacan los altos contendidos de (, -hierro encontrados en las tres parcelas 141 162 y 149 mg kg 1 para los lotes 3 4 y 5 ,respectivamente ). -,Contenido promedio de fósforo al rededor de 10 mg kg 1 azufre de 12 en la parcela 4 y 16 5 mg . -kg 1 en la 3 y la 5, es otra característica con alta variabilidad. Los contenidos de manganeso -oscilan entre los 20 y los 23 mg kg 1, con una variación considerable. El cobre oscila entre 5 y 7 -; - .mg kg 1 el zinc al rededor de 2 mg kg 1 y el boro alrededor de 0 2 mg kg 1 -.La matriz de correlaciones entre las variables del suelo y de raíz funcional analizadas en ,general son significativas pero presentan R2 bajos, indicando que la mayoría de estas presentan , ,un comportamiento independiente salvo con aquellas variables las cuales son expresiones , , ).lineales de otras o en las que existe una relación ya comprobada (Tablas 4 5 y 6 33
  • 34. Metodología para el manejo y uso del suelo por sitio específico en el cultivo de banano Tabla 4. Estadísticos descriptivos para cada una de las variables químicas evaluadas, discriminadas por lote. Unidades Varible Lote Mínimo 1er. cuartil Mediana Promedio 3er Cuartil Máximo var sd coef.var 3 4,300 4,900 5,100 5,137 5,300 5,900 0,128 0,357 0,070 pH 4 4,500 4,900 5,100 5,115 5,300 5,800 0,131 0,362 0,071 5 4,300 4,900 5,100 5,133 5,325 5,800 0,116 0,341 0,066 3 0,910 1,000 1,200 1,535 1,900 3,200 0,451 0,671 0,437 (%) mo 4 1,000 1,900 2,200 2,434 3,100 4,700 0,693 0,832 0,342 5 0,900 1,400 2,000 2,177 2,900 4,100 0,883 0,940 0,431 3 0,000 0,800 1,200 1,214 1,400 6,400 1,103 1,050 0,865 Al 4 0,000 0,600 0,900 1,098 1,300 3,300 0,788 0,888 0,809 5 0,000 0,600 0,800 1,065 1,225 5,200 0,986 0,993 0,933 3 10,600 14,300 16,200 16,400 17,800 24,700 8,554 2,925 0,178 Ca 4 2,600 12,100 14,500 14,060 16,400 19,800 11,236 3,352 0,238 cmolc kg -1 5 9,100 12,120 14,650 15,500 19,000 28,500 18,093 4,254 0,274 3 3,100 4,800 5,600 5,488 6,100 7,100 0,730 0,854 0,156 Mg 4 3,900 4,800 5,300 5,217 5,700 6,400 0,439 0,663 0,127 5 3,500 5,175 5,450 5,402 5,800 6,900 0,531 0,728 0,135 3 0,230 0,270 0,340 0,358 0,390 0,630 0,011 0,104 0,291 K 4 0,240 0,300 0,350 0,369 0,400 0,710 0,011 0,104 0,282 5 0,250 0,278 0,335 0,378 0,413 0,800 0,020 0,140 0,370 3 18,400 21,400 23,200 23,470 25,100 31,900 7,804 2,793 0,119 cice 4 9,400 19,600 20,900 20,620 22,900 26,700 9,902 3,147 0,153 5 15,900 19,080 21,600 22,360 25,300 35,000 16,915 4,113 0,184 3 4,000 8,000 9,000 9,959 11,000 29,000 15,665 3,958 0,397 P 4 4,000 8,000 10,000 10,850 14,000 21,000 13,528 3,678 0,339 5 6,000 9,000 11,500 13,320 16,000 46,000 51,712 7,191 0,540 3 3,000 8,000 13,000 16,550 19,000 98,000 232,919 15,262 0,922 S 4 3,000 7,000 12,000 13,560 16,000 56,000 99,652 9,983 0,736 5 5,000 9,750 13,000 16,570 19,000 66,000 128,661 11,343 0,684 3 60,000 97,000 140,000 141,300 174,000 237,000 2225,759 47,178 0,334 mg kg -1 Fe 4 83,000 133,000 158,000 162,400 185,000 256,000 1760,088 41,953 0,258 5 67,000 116,800 151,000 149,000 180,500 230,000 1548,513 39,351 0,264 3 6,000 13,000 22,000 22,960 29,000 55,000 138,415 11,765 0,512 Mn 4 6,000 12,000 17,000 20,590 25,000 45,000 115,449 10,745 0,522 5 6,000 13,000 18,000 23,100 26,750 114,000 326,862 18,079 0,783 3 4,000 5,000 5,000 5,776 7,000 11,000 2,428 1,558 0,270 Cu 4 4,000 6,000 7,000 6,805 7,000 11,000 1,811 1,346 0,198 5 4,000 6,000 7,000 7,200 8,000 11,000 2,933 1,713 0,238 3 1,000 2,000 2,000 2,061 2,000 8,000 1,309 1,144 0,555 Zn 4 1,000 2,000 2,000 2,073 2,000 4,000 0,520 0,721 0,348 5 1,000 2,000 2,000 2,125 2,250 5,000 0,830 0,911 0,429 3 0,100 0,200 0,200 0,261 0,300 0,700 0,020 0,140 0,535 B 4 0,100 0,200 0,300 0,285 0,300 0,600 0,016 0,128 0,447 5 0,100 0,175 0,200 0,208 0,300 0,400 0,007 0,083 0,399 34
  • 35. Tabla 5. Matriz de correlaciones entre las variables químicas, físicas y raíz funcional evaluadas.variables A L Ar Ar_sd pH mo Al Ca Mg K cice cic7 P S Fe Mn Cu Zn B H0.3 H15 da CD C.30 C60 c100 mo -0,23 -0,12 0,28 -0,28 -0,19 Al 0,09 0,00 -0,07 -0,12 -0,87*** 0,03 Ca -0,22 -0,02 0,18 0,03 0,47** 0,04 -0,48 ** Mg -0,41 -0,07 0,38 0,21 0,40 0,00 -0,43 ** 0,37 K 0,03 -0,01 -0,02 -0,17 -0,40 0,14 0,34 -0,18 -0,15 cice -0,28 -0,03 0,24 0,04 0,30 0,05 -0,28 0,95 *** 0,48 ** -0,08 cic7 -0,15 -0,26 0,33 -0,16 -0,19 0,44 ** 0,11 0,20 0,23 0,08 0,30 P 0,20 0,02 -0,17 -0,12 -0,28 0,03 0,35 -0,07 -0,30 0,25 -0,03 -0,08 S 0,13 0,04 -0,13 -0,12 -0,33 -0,11 0,26 -0,08 -0,09 -0,04 -0,05 -0,02 0,01 Fe 0,07 -0,06 0,00 -0,18 -0,76*** 0,47 ** 0,69 *** -0,44 ** -0,44 ** 0,38 -0,33 0,23 0,30 0,08 Mn 0,09 -0,12 0,03 -0,11 -0,79*** 0,17 0,73 *** -0,33 -0,32 0,36 -0,19 0,24 0,20 0,29 0,66 *** Cu -0,18 -0,15 0,26 -0,19 -0,36 0,69 *** 0,25 -0,17 -0,09 0,24 -0,12 0,34 0,19 -0,02 0,64 *** 0,40 Zn 0,06 -0,12 0,06 -0,08 -0,47** 0,20 0,54 ** -0,21 -0,20 0,31 -0,10 0,12 0,22 -0,02 0,41 0,45 ** 0,29 B 0,09 -0,07 -0,01 0,00 -0,14 0,24 0,11 -0,11 -0,02 0,01 -0,08 0,09 -0,02 0,09 0,26 0,22 0,18 0,11 H0,3 -0,10 -0,08 0,14 -0,11 -0,12 0,38 0,10 0,09 -0,05 -0,01 0,12 0,30 0,02 -0,09 0,26 0,19 0,34 0,19 0,16 H15 -0,22 -0,12 0,27 -0,01 -0,10 0,40 0,08 0,16 0,04 -0,06 0,20 0,42 ** -0,04 -0,09 0,20 0,17 0,34 0,22 0,14 0,85*** da -0,02 -0,01 0,02 0,13 0,12 -0,29 -0,11 0,00 0,03 0,00 -0,04 -0,21 0,13 -0,05 -0,21 -0,06 -0,11 -0,13 -0,18 -0,41*** -0,39 CD -0,06 0,17 -0,09 0,97 *** 0,14 -0,34 -0,11 0,00 0,13 -0,17 -0,01 -0,23 -0,09 -0,09 -0,18 -0,12 -0,25 -0,10 -0,01 -0,14 -0,07 0,13 c30 -0,16 0,07 0,07 -0,06 -0,06 0,22 -0,04 0,08 0,00 -0,01 0,06 0,11 0,03 0,15 0,00 0,06 0,17 -0,03 0,01 0,09 0,13 0,17 0,08 c60 -0,07 0,11 -0,03 -0,20 -0,08 0,16 0,01 -0,01 0,01 -0,06 -0,02 0,07 0,02 0,11 -0,01 0,06 0,05 0,00 -0,06 -0,08 -0,01 0,10 0,20 0,40 c100 -0,01 0,07 -0,06 -0,01 0,07 0,01 -0,14 -0,09 0,08 -0,13 -0,12 -0,06 -0,05 0,06 -0,06 -0,07 0,02 -0,11 -0,06 0,05 0,06 0,04 0,01 0,16 0,27 DPMS -0,18 -0,17 0,28 0,11 -0,14 -0,08 0,13 0,09 0,20 0,03 0,18 0,27 0,02 0,02 -0,01 0,17 0,09 0,18 -0,13 0,27 0,30 0,03 0,05 0,11 0,11 0,07 AFS 0,31 0,01 -0,25 -0,15 -0,06 -0,01 0,04 -0,23 -0,23 -0,06 -0,28 -0,17 0,20 0,16 0,05 0,04 0,00 -0,14 0,03 -0,30 -0,40 0,14 0,10 0,04 0,03 0,09 AES 0,00 -0,02 0,02 0,04 0,09 -0,10 -0,09 0,18 0,04 0,08 0,16 -0,05 -0,05 -0,22 -0,07 -0,05 -0,14 0,09 0,03 0,11 0,15 0,03 0,04 -0,12 -0,16 -0,09 IES 0,02 0,01 -0,03 -0,05 -0,09 0,09 0,10 -0,18 -0,05 -0,08 -0,16 0,04 0,05 0,23 0,07 0,05 0,13 -0,09 -0,02 -0,13 -0,16 -0,02 0,05 0,10 0,16 0,10 DPMH -0,23 0,06 0,13 -0,07 -0,04 0,41 -0,01 0,05 0,12 -0,08 0,07 0,34 -0,07 -0,21 0,15 0,08 0,21 0,10 0,08 0,39 0,49 ** -0,27 0,11 0,17 0,13 0,14 AFH 0,23 -0,04 -0,14 0,09 0,07 -0,46 ** -0,02 -0,06 -0,09 0,05 -0,08 -0,37 0,07 0,23 -0,21 -0,11 -0,26 -0,13 -0,11 -0,49*** -0,58 ** 0,32 0,12 -0,17 -0,10 -0,16 AEH 0,06 0,01 -0,05 0,08 0,06 -0,28 -0,04 -0,01 0,01 0,11 -0,01 -0,19 0,11 0,14 -0,13 -0,08 -0,12 -0,10 -0,10 -0,40 -0,43 ** 0,28 0,09 -0,01 -0,01 -0,14 IEH -0,04 -0,03 0,05 -0,09 -0,07 0,29 0,04 0,00 -0,01 -0,09 0,00 0,18 -0,11 -0,12 0,13 0,08 0,13 0,10 0,10 0,39 0,41 ** -0,28 0,09 0,02 0,01 0,13 rf -0,04 -0,13 0,13 0,02 0,03 -0,01 -0,10 0,03 0,06 0,03 0,02 0,09 0,02 0,03 -0,10 0,06 0,11 0,08 -0,07 0,10 0,13 0,07 0,00 0,20 0,21 0,06 rnf 0,03 0,13 -0,13 -0,01 -0,01 -0,01 0,08 -0,03 -0,05 -0,04 -0,02 -0,09 -0,06 -0,03 0,08 -0,06 -0,12 -0,09 0,06 -0,11 -0,15 -0,05 0,01 -0,21 -0,21 -0,05 Donde :* r > . significativo,*r > . significativo. *: 0 5y * * 0 3y35 Metodología para el manejo y uso del suelo por sitio específico en el cultivo de banano
  • 36. Metodología para el manejo y uso del suelo por sitio específico en el cultivo de banano Tabla 6. Matriz de correlaciones entre las variables de producción y variables físicas y químicas del suelo. Variables racimo vastago Vmano2 Vmanopul Lmano2 Lmanopul Nmanos Ndmano2 Ndmanopul NdT Ftarechazo Ftaexpor Ar -0,093 -0,087 -0,124 -0,132 -0,040 -0,012 -0,077 0,057 0,003 0,048 -0,028 -0,044 Ar_sd 0,067 0,060 0,109 0,080 0,078 0,044 -0,033 0,110 0,071 0,079 -0,038 0,081 pH -0,322 -0,309 -0,170 -0,126 -0,147 -0,121 -0,352 -0,100 -0,281 -0,191 -0,098 -0,200 mo 0,104 0,119 0,012 0,049 0,134 0,151 0,215 0,019 0,088 0,070 -0,082 0,114 Al 0,314 0,306 0,136 0,082 0,115 0,068 0,321 0,099 0,313 0,239 0,052 0,216 Ca -0,341 -0,358 -0,181 -0,121 -0,205 -0,143 -0,316 -0,221 -0,194 -0,290 -0,050 -0,226 Mg -0,278 -0,274 -0,198 -0,214 -0,176 -0,169 -0,265 -0,206 -0,163 -0,183 0,126 -0,258 K 0,111 0,120 0,101 0,036 0,015 -0,014 0,114 -0,084 0,059 -0,025 0,059 0,063 cice -0,309 -0,327 -0,183 -0,144 -0,212 -0,164 -0,281 -0,243 -0,141 -0,265 -0,005 -0,219 cic7 -0,230 -0,243 -0,083 -0,033 -0,242 -0,174 -0,179 -0,287 -0,214 -0,305 0,223 -0,252 P 0,136 0,127 -0,035 0,010 -0,008 -0,053 0,064 -0,066 0,093 0,080 -0,056 0,131 s -0,006 0,009 0,067 0,144 -0,002 0,046 0,081 -0,049 0,030 -0,095 0,050 -0,043 F 0,391 0,406 0,074 0,022 0,241 0,183 0,433 0,237 0,305 0,321 0,089 0,242 Mn 0,303 0,284 0,091 0,085 0,067 0,082 0,319 0,136 0,158 0,173 0,169 0,133 Cu 0,245 0,270 -0,014 -0,053 0,100 0,107 0,293 0,039 0,143 0,156 0,095 0,114 Zn 0,070 0,057 0,087 0,054 0,037 0,051 0,114 0,019 0,159 0,112 0,039 0,038 B 0,205 0,197 0,106 0,074 0,118 0,145 0,191 0,172 0,120 0,180 0,029 0,140 H0,3 0,025 0,000 -0,161 -0,130 0,017 -0,026 0,107 0,140 0,035 0,061 0,077 -0,041 H15 0,018 -0,009 -0,102 -0,057 -0,026 -0,037 0,062 0,083 0,012 0,041 0,086 -0,045 da -0,076 -0,080 0,015 0,082 -0,027 0,005 -0,172 -0,053 -0,081 -0,043 -0,058 -0,020 CD 0,093 0,086 0,141 0,114 0,095 0,048 -0,014 0,101 0,069 0,065 -0,035 0,096 c30 -0,074 -0,092 0,072 0,168 0,089 0,136 0,124 0,138 0,174 0,129 -0,171 0,022 c60 -0,083 -0,094 0,010 0,096 -0,051 0,022 0,043 -0,001 0,054 0,026 -0,157 0,012 c100 -0,042 -0,042 -0,054 -0,071 0,017 0,002 0,058 0,125 0,044 0,039 -0,043 -0,028 DPMS -0,272 -0,281 -0,045 0,017 -0,106 0,009 -0,081 -0,044 0,024 -0,058 -0,004 -0,217 AFS 0,089 0,093 0,035 -0,052 -0,035 -0,087 -0,022 -0,097 -0,035 0,002 0,012 0,058 AES 0,126 0,103 0,130 0,197 0,154 0,205 0,154 0,342 0,112 0,117 0,068 0,143 IES -0,125 -0,101 -0,131 -0,198 -0,157 -0,207 -0,154 -0,338 -0,109 -0,111 0,067 -0,143 DPMH -0,068 -0,085 -0,265 -0,214 -0,141 -0,173 -0,041 -0,020 -0,084 -0,071 0,108 -0,095 AFH 0,034 0,058 0,215 0,180 0,080 0,119 -0,023 0,000 0,024 0,014 -0,074 0,052 AEH -0,032 0,001 0,062 0,087 -0,035 0,003 -0,100 -0,030 -0,061 -0,072 0,007 -0,031 IEH 0,041 0,010 -0,045 -0,070 0,042 0,007 0,108 0,031 0,074 0,082 -0,015 0,043 rf -0,167 -0,161 0,003 0,055 -0,053 0,022 -0,092 -0,092 -0,030 0,021 0,065 -0,183 rnf 0,163 0,157 -0,005 -0,060 0,060 -0,021 0,084 0,096 0,017 -0,031 -0,065 0,180 36
  • 37. Metodología para el manejo y uso del suelo por sitio específico en el cultivo de bananoFigura 7. Relaciones simples entre peso del racimo y cada una de las variables físicas, químicas y de raíz funcional evaluadas. 37
  • 38. Metodología para el manejo y uso del suelo por sitio específico en el cultivo de banano Figura 7. Relaciones simples entre peso del racimo y cada una de las variables físicas, químicas y de raíz funcional evaluadas. 38
  • 39. Metodología para el manejo y uso del suelo por sitio específico en el cultivo de bananob. Variables relacionadas con la producciónLa relación independiente entre las variables de producción con cada una de las variables de sueloevaluadas es bajo ( Tabla 6, Figura 7), que indica que el aporte de cada una de éstas a la loproducción, deficiente. esConsiderando que en la naturaleza normalmente las relaciones entre los procesos se dan entremuchas variables, se evaluó entonces el aporte simultáneo de todas las variables al peso delracimo.En la Tabla 7 se muestran los estadísticos básicos para aquellas variables que resultaronsignificativas, en el modelo lineal múltiple a nivel general y usando diferentes controles devariabilidad que fueron: subdivisiones a nivel de sublote y por unidades de suelo. Se observa comoen la subdivisión a nivel de lote disminuye la variabilidad.Así mismo la magnitud promedia del peso de los racimos fue de 30.41 kg, para el área estudiada,oscilando entre 16.1 y 44.7 kg al rededor de ésta, sin embargo, la distribución espacial de talvariación parece no ser aleatoria dentro del campo. Promedios de algunos sublotes están pordebajo del promedio general, el lote 3, por ejemplo, tiene un promedio de peso de racimo de 28.09kg y la subunidad de suelos A de 24.55 kg, mientras que otros, como el sublote 4B tiene unpromedio de peso de racimo de 34.29 kg y la subunidad de suelos C de 32.82 kg, están por encimadel promedio general ( Tabla 7).El gráfico de burbujas (Figura 8), muestra: primero la forma rómbica del área trabajada y segundoque a lo largo del eje central vertical, formado entre el vértice inferior y superior de la figura formada,tienden a concentrarse las plantas que produjeron racimos con mayor magnitud en el peso y hacialos vértices laterales los de menor peso. Se observa entonces que los pesos de los racimos tiendena agruparse por rangos de magnitud dentro de ciertos sectores del campo. 39
  • 40. Metodología para el manejo y uso del suelo por sitio específico en el cultivo de banano Tabla 7. Estadísticas básicas de algunas propiedades físicas y químicas del epipedón de suelo y de sus componentes menores (lotes y unidades de suelo), que correlacionaron significativamente con la producción de banano. Desviación C. V. Valor p Variable Media Mínimo Máximo Asimetrío Shapiro - estándar (%) Wilk Campo completo (n=130) PR 30.41 6.74 22.15 16.1 44.7 -0.6032 0.0086 pH 5.13 0.35 6.85 4.3 5.9 0.3957 0.04198 MO 2.02 0.90 44.39 0.9 4.7 2.8256 1.84E -10 Al 1.06 0.78 73.53 0 3.5 3.6050 3.54E -11 Ca 15.39 3.62 23.51 2.6 28.5 1.0681 0.98093 CICE 22.23 3.53 15.90 9.4 35 1.0776 0.89852 Fe 150.32 43.81 29.15 60 256 1.1751 0.06291 Mn 21.48 11.05 51.43 6 55 4.3132 3.88E -10 Cu 6.54 1.65 25.28 4 11 3.2852 1.18E -10 B 0.25 0.12 49.16 0.1 0.7 4.8794 0 DPMS 4.45 0.53 12.01 2.56 5.23 -5.5877 1.77E -11 AFS 3.03 2.32 76.41 0.39 12.29 7.5616 0 Lote 3 (n=48) PR 28.09 6.61 23.55 16.5 40.5 0.7401 0.07663 pH 5.15 0.36 6.91 4.3 5.9 0.5854 0.3754 Al 1.09 0.72 66.28 0 3 0.9908 0.0021 CIC 22.22 2.98 13.42 16.31 29.79 1.5238 0.33235 Fe 139.9 46.62 33.33 60 237 1.1497 0.05462 Mn 22.48 11.39 50.69 6 55 2.2913 0.0204 B 0.26 0.14 53.34 0.1 0.7 3.1541 0.000022 CC 36.41 3.64 9.98 29.93 43.72 0.956 0.10029 PMP 23.65 2.8 4 12.00 18.63 29.95 1.1913 0.15658 Lote 4A (n=22) PR 31.14 7.44 23.9 19.8 44.7 0.1695 0.43854 Ca 14.77 2.9 19.67 9.2 19.8 -0.3101 0.83827 CICE 21.15 2.62 12.37 14.8 25.7 -1.0078 0.83647 DPMH 2.55 0.65 25.31 1.75 4.11 1.6843 0.0325 AFH 33.34 11.13 33. 38 17.54 51.33 0.3258 0.09086 40
  • 41. Metodología para el manejo y uso del suelo por sitio específico en el cultivo de bananoTabla 7. Estadísticas básicas de algunas propiedades físicas y químicas del epipedón de suelo y de sus componentes menores (lotes y unidades de suelo), que correlacionaron significativamente con la producción de banano. Desviación C. V. Valor p Variable Media Mínimo Máximo Asimetrío Shapiro - estándar (%) Wilk Lote 4B (n=20) PR 34.29 4.41 12.88 27.7 41.4 0.1193 0.20496 CC 34.7 3.34 9.64 29.42 42.27 0.6911 0.84662 DPMS 3.88 0.59 15.09 2.65 5.09 0.1706 0.51868 Lote 5 (n=40) PR 30.85 6.58 21.31 16.1 42.3 -1.1289 0.2672 Ca 15.5 4.25 27.44 9.1 28.5 2.2271 0.04223 CICE 22.36 4.11 18.4 15.9 35.0 2.2404 0.05008 S 16.58 11.34 68.43 5 66 6.3861 8.38E -8 Unidad de suelo A (n=16) PR 24.26 3.88 15.98 16.5 31.1 0.0082 0.89279 pH 5.31 0.39 7.33 4.8 5.9 0.1652 0.13139 Al 0.69 0.67 97.19 0 1.9 0.2766 0.00698 Unidad de suelo B (n=95) PR 30.96 6.48 20.93 16.1 44.7 -1.3357 0.05195 Al 1.05 0.79 75.2 0 3.5 3.713 6.63E -9 Ca 15.14 3.94 26.01 2.6 28.5 1.4035 0.83256 Fe 155.13 41.68 26.87 67 256 1.1066 0.25261 Cu 6.77 1.62 23.95 4 11 3.2374 3 .05E -8 DPMS 4.37 0.58 13.17 2.56 5.23 -3.9869 0.000002 41
  • 42. Metodología para el manejo y uso del suelo por sitio específico en el cultivo de banano a)Sublotes b)Unidades de suelos Figura 8.Gráfico de burbujas para el peso de racimo. Las líneas punteadas en a) delinean los canales de drenaje secundario y delimitan los sublotes y en b) delimitan las unidades de suelos. a) b) Figura 9.Diagrama de cajas de bigotes para el peso kg) ( promedio de racimos de acuerdo a:a) y b) lote unidad de suelo. 42
  • 43. Metodología para el manejo y uso del suelo por sitio específico en el cultivo de banano / ,El valor p para la relación de varianzas de los pesos de los racimos entre los lotes S23 S24 / / , .,. . ,S25 S24 y S25 S23 fueron de 0 47 0 29 y 0 30 respectivamente y en el caso de la / , /unidades de suelos S2A S2B / .,. . S2A S2C y S2B S2C fueron de 0 98 0 99 y 0 74 , , > .;respectivamente en todos los casos p 0 05 indicando que no hay evidencias paraconsiderar las varianzas de los pesos de los racimos entre los lotes, ni entre unidades de suelos,diferentes. La comparación del peso promedio de los racimos a nivel de lote y asumiendo varianzas ( . < .) =homogéneas, son diferentes los pesos promedios, entre los lotes 3 y 4 p 0 001 0 05 y no ( .>.) =hay evidencias para diferencias entre los lotes 5 y 3 p 0 11 0 05 ni entre los lotes 5 y 4( . > .). = p 0 21 0 05 En el caso de las unidades de suelos el peso promedio de los racimos de la ( . = =. , ,unidad A es diferente frente a las unidades B y C p 0 0004 y p 0 0003 respectivamente < .)en ambos casos p ( > .). . 0 05 y no hubo diferencias entre las unidades B y C 0 47 0 05Los anteriores resultados indican que no hay homogeneidad en la magnitud promedia de lospesos de los racimos en todo el área de estudio, y que estas difieren dependiendo de como seagrupen las muestras.Uno de los requisitos exigidos en un análisis espacial es el de la estacionariedad, el cual asume quela magnitud promedia de la variable respuesta sea homogénea entre grupos de submuestrastomadas del conjunto total de muestras evaluado dentro del campo. , ,En este caso de estudio este supuesto no se cumple debido a las diferencias en los pesos delos racimos de plantas ubicadas en ciertos sectores del campo. El gráfico de cajas de bigotes ),para el peso de racimos (figuras 9 a y 9 b muestran el comportamiento de los datos al rededor ,de la mediana de acuerdo a lote y a la unidad de suelos corroborando diferencias entrealgunos lotes y unidades de suelos .En resumen en el campo completo se relacionaron significativamente con la producción pH, ( ), ,, ,materia orgánica (MOS), Al, Ca, capacidad de intercambio catiónico efectiva CICE Fe Mn Bdiámetro ponderado medio de los agregados determinado en seco DPMS ( ). ,,En el sublote 3 fueron significativos el pH Al la capacidad de intercambio catiónico a pH 7( ), ,, CIC, Fe Mn B la humedad del suelo a capacidad de campo H0 3 y el punto de(.) ( ) (marchites permanente H15 Tabla 7 ). :, ,En el sublote 4A correlacionaron significativamente con Pr Ca CICE el diámetro ponderadomedio de los agregados determinado en húmedo (DPMH) y los agregados finos determinados enhúmedo (AFH); en el lote 4B las variables significativas fueron H0.3 y DPMS y en el lote 5 se ()relacionaron el Ca, CICE y el S. A nivel de unidad de suelo, en la unidad A la producción Pr serelacionó significativamente con pH y Al y en la unidad B con el Al, Ca, Fe, Cu y DPMS; en la unidad . (C no se encontró correlación significativa de ninguna de las variables estudiadas con la Pr Tabla7). c. Extracción de la tendenciaEl análisis de tendencia para la producción en función de los ejes coordenados sugiere una (superficie de tendencia lineal en todos los casos Tabla 8), con un efecto positivo de la interacciónentre los ejes. 2Aunque los modelos de extracción de la tendencia son significativos, el R indica que todos losmodelos sólo permiten extraer una tendencia menor o igual al 23 4 ,%, por lo que en estecaso no se considera que los ejes sean un buen factor de extracción de tendencias. 43
  • 44. Metodología para el manejo y uso del suelo por sitio específico en el cultivo de banano . Tabla 8 Análisis de tendencia espacial de la producción de banano y de algunas propiedades físicas y químicas . del epipedón de suelos del campo experimental de AUGURA que correlacionaron significativamente con la producción Variable Valor p dependiente Modelo R2 del modelo PR PR = 1.51954E8 - 481.199*x - 176.526* y 16.94 0 + 0.000559013*x*y pH pH = -5.00777E6 + 15.8603*x + 5.81791*y 6.11 0.012 -0.0000184261*x*y - MO MO = -4.31357E6 - 37.9384*x +23.9408*y - 13.32 0.0002 + 0.000044075*x*y - 0.0000219914*y2 Al Al = 1.2142E7 - 38.4561*x - - 14.1059*y 6.24 0.0111 + 0.0000446761*x*y Ca Ca = -9.6709E7 + 374.448*x + 87.3385*y 8.02 0.0058 - 0.000276584*x*y - 0.000215941*x2 CICE CICE = -7.9543E7 + 310.97*x + 70.7359*y 7.18 0.0096 - 0.000223996*x*y - 0.000187102*x - Fe Fe = 7.92175E8 - 2508.7*x - 920.286*y 8.64 0.0024 + 0.00291441*x*y Mn Mn = 1.34343E8 - 425.509*x -156.075*y 4.51 0.0318 + 0.000494343*x*y B B= -226.623 + 0.000263565*y 2.95 0.028 DPMS DPMS = 1.62481E7 + 23.1788*x - 23.67 0 46.2548*y - 0.0000269265*x*y + 0.0000318065*y2 AFS AFS = 2.88401E7 - 91.3202*x -33.5045*y 9.00 0.0019 + 0.00010609*x*y log DPMS log DPMS = 1.68502E6 + 2.45115*x 22.35 0 4.81427*y -0.00000284746*x*y + 0.00000331871*y*y - sqrt DPMS = 3.96117E6 + 5.70557*x 23.11 0 11.2967*y -0.00000662808*x*y + 0.00000777754*y*y - sqrt DPMS = 3.96117E6 + 5.70557*x - 11.2967*y 23.11 0 0.00000662808*x*y + 0.00000777754*y*y inv DPMS = -946440. -1.39984*x + 2.71254*y + 20.26 0 0.00000162617*x*y - 0.00000187389*y*y , De otro lado aunque pocas variables presentaron dependencia espacial ésta fue relativamente alta; la variabilidad estructurada representó más del 50 % de la variabilidad total de ellas (Tabla 9, Figura 10). 44
  • 45. Metodología para el manejo y uso del suelo por sitio específico en el cultivo de bananoTabla 9.Análisis de dependencia espacial de la producción de banano y de algunas propiedades físicasy químicas del epipedón de suelos del campo experimental de AUGURA que correlacionaron significativamente con la producción. V rb ai l ae Mo e dlo Co Sl i l R no ag CSl /il 2 %) R( ( m) ( %) PR Exponencial 13.4 46.2 59.7 71.0 60.1 pH Nugget 0.123113 0.123113 - 0 - MO Lineal 0.645 - - 30.9 75.9 Al Nugget 0.6026 0.6026 - 0 - Ca Nugget 13.031 13.031 - 0 - CICE Nugget 12.375 12.375 - 0 - Fe Lineal 1759.86 - - 13.7 38.5 Mn Lineal 108.79 - - 19.8 59.5 B Lineal 0.0143 - - 14.2 62.8 Residuales Esférico 0.0299 0.2078 41.5 85.6 24.0 DPMS AFS Lineal 4.265 - - 31.8 90.0 45
  • 46. Metodología para el manejo y uso del suelo por sitio específico en el cultivo de banano Figura 10.Semivariogramas de la producción de banano y de algunas propiedades físicas y químicas del suelo en el área de estudio que correlacionaron significativamente con la producción. 46
  • 47. Metodología para el manejo y uso del suelo por sitio específico en el cultivo de banano d.Variables físicas, químicas del suelo y de raíz funcional de acuerdo a los sublotes y a las unidades de suelo como factores de extracción de tendencia.A nivel general, de las variables físicas y químicas del suelo y de raíz funcional evaluadas comovariables explicativas del peso del racimo, se encontró que, esta variable se relacionasiginificativamente con el nivel de arena, pH, Ca, Mg, humedad del suelo retenida a 15 atmósferas ycon el diámetro ponderado medio estimado en seco y en húmedo de los agregados del suelo, elmodelo lineal es significativo ( 0. p= 00003189 < 05) un R2 ajustado del 28 %. La composición 0. conde variables significativamente relacionadas con el peso del racimo cambia cuando se utiliza unfactor de control de variabilidad y son diferentes incluso entre unidades de suelo y entre sublotestanto en el número como en el tipo de variables.A nivel de tipo de suelo, la subunidad A mejora en un 22 % la relación entre el peso del racimo y elgrupo de variables significativamente relacionadas con este; los grupos de variables de lassubunidades B y C, presentaron un nivel de explicación muy similar al del modelo general.Cuando se utilizó como factor de control el lote, el porcentaje de explicación, del peso del racimo enfunción de las variables significativamente relacionadas, del 96. 95. y 84. para los sublotes fue 9, 6 1L3,L4A, y L5 B respectivamente. L4BConsecuentemente, ajuste, el entre los datos reales del peso de los racimos de banano con losvalores de éstos, precedidos usando las variables y parámetros obtenidos, es mejor cuando se usalos sublotes como factor de control de la tendencia espacial, que cuando se usan los ejescoordenados o las unidades de suelos o simplemente no se usa ningún factor.Los anteriores resultados sugieren que existen ciertos factores de mayor rango de cambio, aundesconocidos, los cuales influyen en el tipo y cantidad de variables, con menor escala de variación,relacionados con la producción.Además, el estudio detallado de suelos, explica satisfactoriamente ninguna proporción de la notendencia de producción encontrada, probablemente porque la escala a la cual son realizadosestos trabajos sobrepasan la escala responsable de las tendencias de estas variables; es decir,sectores homogéneos de alta, media y baja producción, pueden ubicarse dentro de un mismo tipode suelo o no pueden ser discriminados por éste.Por otra parte, los resultados también resaltan la importancia de los estudios de agricultura deprecisión, cuya premisa fundamental es el establecimiento de unidades de manejo diferencialdentro del sistema agrícola, que en el presente, son comunes los trabajos para dos o tres variables.En este sentido, estos resultados muestran un cambio espacial, según el sector de tendencia deproducción, del grupo componente de variables limitantes de ésta, lo que indicaría que lasestrategias de manejo del sistema agrícola deberían involucrar no solamente el establecimiento deunidades de manejo para la variable en estudio, sino que, el contrario, por debería inicialmenteestablecerse las áreas del sistema agrícola con variables limitantes, homogéneas, de laproducción, para luego establecer el comportamiento de cada una de éstas dentro de cada área.Estas diferentes escalas de variación, podrían también explicar la baja respuesta en campo, de laproducción frente a propuestas de manejo de variables del suelo, de nemátodos y de nutrientesentre otros aspectos. 47
  • 48. Metodología para el manejo y uso del suelo por sitio específico en el cultivo de banano e.Modelo lineal general completo La función media del peso de los racimos se modeló para toda el área estudiada, en función de los sublotes como factor de extracción de la tendencia de mayor rango y las variables físicas y químicas del suelo; así como de la raíz funcional relevantes en cada sublote, como variables explicativas de la producción, encontrándose que, este explica el peso de los racimos de banano en un 97. % con un valor p <2. 5 2 e- Figura 11). Los residuales, 16, ( obtenidos por la diferencia entre los valores reales de peso y los estimados a través del modelo completo, muestran una distribución aleatoria dentro del lote y sin tendencias. Figura 11.Ajuste general entre el peso real y estimado de los racimos usando el modelo general en función de variables explicativas del suelo ignificativas según el sublote. e.Variograma final El peso de los racimos presentó dependencia espacial direccional, es decir, que la estructura de covarianzas no es estacionaria y la tasa a la cual la auto correlación cae, depende de la dirección, [0 y 30°] y la dependencia se pierde a partir de una ángulo de 60°, por lo que el proceso es anisotrópico. Por otra parte los semivariogramas, corroboran que los datos, presentan dos escalas de variación. Los variogramas obtenidos en las direcciones de 0 y 30° presentan una meseta intermedia, partir a de la cual la auto correlación continúa, indicando la existencia de un factor de variabilidad de más amplio rango, que el que precede a la formación de la meseta. Cuando se grafica el variograma de los residuales, se aprecia, primero que el modelo logra extraer una cantidad importante de la explicación del peso de los racimos en cada punto evaluado, en segundo lugar, pareciera que existe una dependencia en los datos, que se está presentando a una escala menor a la trabajada (< 20 m). En resumen se considera que el modelo encontrado es, técnica y científicamente, relevante, puesto que la función media de la producción del área estudiada se explica en función de variables que tienen significado agronómico, es decir, se está proponiendo para cada sublote el grupo de variables con mayor impacto sobre el peso de los racimos.. 48
  • 49. Metodología para el manejo y uso del suelo por sitio específico en el cultivo de banano 5. Conclusiones y recomendaciones 7La aplicación de tecnologías de información como los GPS y los sistemas de informacióngeográfica (SIG) son importantes en la implementación de un programa de agricultura por sitioespecífico, que permiten capturar, ya almacenar y analizar la información; así como tambiénayudan a monitorear el manejo y productividad de los cultivos.En el caso específico de este proyecto el levantamiento y captura de la información baseutilizando GPS permitió levantar información base del área de estudio y ubicar espacialmente losensayos y las plantas. mismo el uso e implementación de un sistema de información geográfica Así(SIG) facilitó el manejo y procesamiento de la información, permitió representar cartográficamentela infraestructura de la finca,como: cable vía, vías de acceso,construcciones y sistema de drenaje,también para estimar las áreas exactas de los lotes.El análisis estadístico muestra que en el área de estudio se relacionaron significativamente con laproducción las siguientes propiedades: el pH, la materia orgánica (MOS), el Al y el Ca, la capacidadde intercambio catiónico efectiva (CICE), el Fe, Mn y B; además el diámetro ponderado medio delos agregados determinado en seco ( DPMS). efectos derivados de estas propiedades no Lospueden analizarse ni valorarse independientemente debido a las múltiples interacciones que sedan entre ellas. Por lo tanto se recomienda evaluar integralmente estas variables, con el fin degenerar planes de manejo por sitio específico como una alternativa para aumentar la productividaddel cultivo y lograr la sostenibilidad del medio.Teniendo en cuenta las variables relacionadas con la producción, observa que los pesos de los seracimos tienden a concentrarse en ciertos sectores del campo; indicando que no hay evidenciaspara considerar las varianzas de los pesos de los racimos entre los lotes ni entre las unidades desuelo delimitadas previamente. Las diferencias en los pesos de los racimos obtenidos en losdiferentes lotes demuestran que no hay homogeneidad en su magnitud promedia y que estasdifieren dependiendo de cómo se agrupan las muestras.Este comportamiento se podría presentar debido a que en el área de estudio existen diferenciasentre algunos lotes: analizar y comparar este comportamiento con los suelos identificados , Al seconcluye que los tipos de suelo no explican satisfactoriamente ninguna proporción de la tendenciade producción encontrada, probablemente porque la escala a la cual son realizados estos estudiossobrepasan la escala responsable de las tendencias de estas variables, decir, es sectoreshomogéneos de alta, media y baja producción, pueden ubicarse dentro de un mismo tipo de suelo ono pueden ser discriminados por éste. 49
  • 50. Metodología para el manejo y uso del suelo por sitio específico en el cultivo de banano50
  • 51. Metodología para el manejo y uso del suelo por sitio específico en el cultivo de banano Glosario- Arcilla: Partícula de suelo cuyo tamaño es inferior a 0.002 mm- Arena: Partícula de suelo cuyo tamaño está entre 2 y 0. mm. 05- Fertilidad del suelo: Es una valoración cuantitativa y cualitativa de la cantidad y disponibilidad de los elementos mayores y menores presentes en el suelo.- GPS (Sistema de posicionamiento global): Sistema de satélites y equipos receptores de señales satelitales utilizados para referenciar en tres dimensiones ( y, la posición de x, z) cualquier objeto en la tierra.- Limo: Partícula de suelo cuyo tamaño varia entre 0.05 y 0.002 mm.- Manejo del suelo: Conjunto de prácticas culturales y no culturales aplicadas al suelo con fines de producción agrícola.- Mapa de suelos:Representación cartográfica de los tipos de suelos presentes en un área determinada.- Perfil de suelo: Conjunto de horizontes o capas de suelo,dispuestas en forma paralela a la superficie del suelo.- Productividad del suelo: Medida de la capacidad del suelo para producir cosechas de un cultivo, como también de las plantas, bajo un sistema de manejo.- Propiedades del suelo: Conjunto de características del suelo derivadas de la interacción entre los componentes y los factores formadores; que pueden ser descritas y medidas en el campo o en el laboratorio, tales como textura, color, temperatura, estructura, pH, CIC, materia orgánica, etc.- Sistemas de Información Geográfica (SIG): Programa computarizado ( software) utilizado para almacenar, analizar, visualizar y diseminar información geográfica de cualquier punto o área de la tierra.- Sostenibilidad: Manejo eficiente del suelo y del cultivo a través de la incorporación de prácticas culturales y no culturales encaminadas a mantener la calidad del recurso y del ambiente, sin reducir el potencial productivo durante el tiempo.- Suelo: Material mineral no consolidado sobre la superficie de la tierra que sirve como medio natural para el crecimiento de las plantas, el cual se ha formado por la interacción de factores como el clima, material parental, relieve y los organismos, el el durante el tiempo.- Textura del suelo: Proporción relativa de arena, limo y arcilla presente en un suelo.- Unidades de manejo: Identifican suelos que tienen condiciones similares de uso y manejo. 51
  • 52. Metodología para el manejo y uso del suelo por sitio específico en el cultivo de banano Bibliografia - Arango, A. L. A. 2004. Efecto de la variabilidad espacial de algunas propiedades físicas y químicas del suelo relacionadas con la producción del forraje del pasto Ángleton (Dichanthium aristatum (Poir) C.E. Hubard).Tesis de grado (Magister Geomorfología y suelos). Universidad Nacional de Colombia. Facultad de Ciencias. Medellin. 78 p. - Araya, M. 2002. Metodología utilizada en el laboratorio de nematología de CORBANA S.A. para la extracción de nematodos de las raíces de banano (Musa AAA) Plátano (Musa AAB). y CORBANA. 28 (55): 97 – 110. - Araya, M.; Calvo, C. 2001. Cantidad de raíces en los 10 cantones productores de Costa Rica. CORBANA. 27 (54): 47 – 64. - Asociación de Bananeros de Colombia. 2007. Coyuntura bananera Colombiana 2007. Medellín : AUGURA. 2007. p. 34 - Asociación de Bananeros de Colombia. Banano Nacional, 2006. [en línea] http:// augura. co/ www. com. esta_nacional. ( htm Consulta: de febrero de 2007). 9 -Barahona R.2000.Caracterización detallada de los suelos de San Nicolás y prácticas recomendadas para su sostenibilidad. Tesis de pregrado. Pan-american School of agriculture. El Zamorano, Honduras. 78 p. - Belalcazar, Valencia, 1998. S.; J. Comportamiento de variedades de plátano. En: Memorias Seminario Internacional sobre Producción de Plátano, Ed: C. M. Giraldo, S. Belalcazar, G. Cayón, y I. R. Botero. Armenia : Universidad del Quindío, SENA, CORPOICA, INIBAP, Comite Departamental de Cafeteros del Quindío. p 21-25. - Blackmore, 2000. S. The interpretation of trends from multiple yield maps. Computers and In: electronics in agriculture. ( 26 200): 51. 37- - Bullock, D. 2005. Efecto del muestreo en la precisión y exactitud del análisis de suelos bajo condiciones de siembra. En: Informaciones agronómicas. (56): 3 - 5 - Chilès, J. P., Delfiner P.1999. Geostatistics, modeling spatial uncertainty. New York : Wiley. 704 p. - Cressie, A. 1994. N. C. Statistics for spatial data. Rev. New York : ed. Wiley. p. 900 -Cook, E.; S. Adams, L.; M. Bramley, G. 2000. R. V. What is obstructing the wider adoption of 52
  • 53. Metodología para el manejo y uso del suelo por sitio específico en el cultivo de bananoprecision agriculture.Proceeding of the Fifth International Conference on Precision Agriculture.Bloomington, Minnesota, USA.- Cock H., J. 2008. El uso de la información comercial para el mejor manejo de sistemas agroecológicos y agroindustriales. Documento interno AUGURA.- Espinal, G. C. F.; Martínez, C. H. J. y Peña, M. Y. 2005. La cadena del banano en Colombia, unamirada global de su estructura y dinámica, 1991-2005. Ministerio de Agricultura y Desarrollo RuralObservatorio Agrocadenas Colombia. Documento de trabajo No. 60. 51 p.- Espinosa, J. 2000. Manejo de nutrientes en agricultura por sitio específico en cultivos tropicales.En: Informaciones Agronómicas. (39): 9 – 13.- Espinosa, J. y Mite, F. 2002. Estado actual y futuro de la nutrición y fertilización en banano. En:Informaciones agronómicas. (48): 4 – 9.- Espinosa, J.; Mite, F.; Cerdeño, S.; Barriaga, S. y Andino, J. 2006. Manejo por sitio específico delcacao basado en sistemas de información geográfica. En: Informaciones agronómicas. (60): 10-13.-Fotheringham, S.; Brunsdon; Charlton. A. C. M. 2002.Geographycally weighted regression,theanalysis of spatially varying relationships. New York : John Willey &Sons, 269 p. Ltd.- Gauggel, C.; Sierra, F. y Gloria, A. 2003. The problem of banana root deterioration and its impacton production: Latin Americas experience. Summary in: Banana root system: towards betterunderstanding for its productive management. Editores: D. Turner, F. y Rosales. 13-p: 22.- Goovaerts, P. 1997. Geoestatistics for natural resources evaluation. New York : Oxford UniversityPress. p. 477- López, A. 1998. Fertilización convencional del cultivo de banano en Costa Rica y su relación conla producción sostenible. En: Memorias del Taller Internacional de Producción de BananoOrgánico y/o, Ambientalmente Amigable. Guacimo, Costa Rica : Universidad Earth. p: 63 – 81- McKinion, J.M.; Jenkins, J. N. ; Akins; D; Turner, S.B.; Willers, J.L.; Jallas, E.; y Whisler, F.D.2001. Analysis of a precision agriculture, approach to cotton production. In: Computers andElectronics in Agriculture. 32 ( 2001): 228. 213-- Ovalles, F. 2003. Memorias del Curso-Taller de Geoestadística Aplicada a Estudios Ambientales[CD-ROM]. Manizales : Universidad de Caldas.-Pierce, J.; F. Nowak, 1999. P. Aspects of precision agriculture. Advances in agronomy. 1- In: 67:85. 53
  • 54. Metodología para el manejo y uso del suelo por sitio específico en el cultivo de banano - Plant, 2001. R. Site- specific management: the application of information technology to crop production. Computers and Electronics in Agriculture. 9- In: 30: 29. - Rodriguez, G.; Núñez, M. C.; Lobo, D.; Martínez, G.; Rey, J.; Espinosa, J.; Muñoz, N.; González, M. D.; Rosales, F.; Pocasangre, L. y Delgado, E. 2006. Salud radical de banano en lotes de diferente productividad en un suelo de la costa oriental del lago de Maracaibo, Venezuela. En: Memorias, XVII Reunión Internacional, ACORBAT. Brasil. 355 p. - Salazar-García, S. y Lazcano-Ferrat, I. 2005. Efecto de la fertilización por sitio específico en el incremento del rendimiento y tamaño fruta de aguacate Hass. En: Informaciones Agronómicas. (56): 6 – 8. - Serrano, E.; Sandoval, J.; Pocasangre, L.; Rosales, F. y Delgado, E. 2006. Importancia de los indicadores físico-químicos en la calidad del suelo para la producción sustentable del banano en Costa Rica. En: Memorias, XVII Reunión Internacional, ACORBAT. Brasil. p: 207-215. -Serrano, 2003. E. Relationship between functional root content and banana yield in Costa Rica. En:Banana root system: towards better undertanding for its productive management. Editores: D. Turner, F. y Rosales, 13- p: 22. - Soto, M. 2000. El cultivo del banano [CD-ROM]. San José, Costa Rica. - Stoorvogel, J. y Vargas, R. 1998. La agricultura de precisión en el cultivo del banano. En: Memorias del Taller Internacional Producción de Banano Orgánico y/o, Ambientalmente Amigable. Guacimo, Costa Rica : Universidad Earth. p: 40 – 55. - Tijerino, P. J. M. y Boznhin, L. C. 2002. Agricultura de precisión en banano (Musa AAA) una : herramienta para la toma de decisiones acertadas. Trabajo de grado (Ingeniero Agrónomo). Universidad Earth. Guacimo, Costa Rica. 52 p. - Tazán, L. 2006. El cultivo de plátanos en Ecuador. En: Memorias XVII Reunión Internacional ACORBAT. Brasil. 155- p: 163. -Vieira, 2000. S. Geoestatística em estudos de variabilidade espacial do solo. En: Tópicos em Ciencia do Solo. p: 1-52. - www. esri. 2008 - www. project. r- org -Zhang, Wang, Wang, 2002. N.; M.; N. Precision agriculture/ worldwide overview. Computers a In: and Electronics in Agriculture. ( 36 2002): 132. 113- 54
  • 55. Metodología para el manejo y uso del suelo por sitio específico en el cultivo de banano Anexos Anexo 1.Análisis y monitoreo de variables climáticas AUGURA BOLETÍN CLIMÁTICO No 23. DICIEMBRE DE 2008Estación AUGURALocalización: Campo experimental AUGURA.ICA TULENAPA -Coordenadas: 40 W; 7° 46 N 76°Altitud: m.n. 30 s.m. FACTORES CLIMÁTICOS Media Máxima Mínima Radiación solar 121.0 178 61.0 (wat/m2) Precipitación (mm) 6.4 53.9 0.0 Temperatura (°C) 27.9 29.1 26.5 Humedad 86.0 95.0 80.0 (%) Velocidad del viento 0.3 0.7 0.0 (km/h) ETP (mm)* 2.5 3.3 1.4 * ETP (Evapotranspiraciòn, expresada en mm.) 55
  • 56. Metodología para el manejo y uso del suelo por sitio específico en el cultivo de banano REPRESENTACIÓN GRÁFICA MENSUAL Estaciòn climàtica Augura. Diciembre 2008 mm PPT(mm) ETP(mm) T(ºC) 60 50 40 30 20 10 0 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 Dìas AUGURA BOLETÍN CLIMÁTICO No 23. DICIEMBRE DE 2008 Estación AUGURA Localización: Campo experimental AUGURA.ICA TULENAPA - Coordenadas: 40 W; 7° 46 N 76° Altitud: m.n. 30 s.m. MENSUAL ACUMULADA (mm) Estaciòn climàtica AUGURA. 2008 mm PPT(mm) ETP(mm) 600 500 400 300 200 100 0 e e Meses io ro zo o br br l ay Ju e ar m m En M M tie ie ov p Se N 56
  • 57. Metodología para el manejo y uso del suelo por sitio específico en el cultivo de bananoMeses PPT ETP (mm.) (mm.)Enero 54.1 86.1Febrero 198.7 72.6Marzo 138.2 92.3Abril 243.6 90.7Mayo 430.6 92.9Junio 483.2 93.8Julio 348.6 99.9Agosto 177.4 103.8Septiembre 320.8 95.7Octubre 468.0 90.1Noviembre 125.0 83.5Diciembre 200.9 77.4 LLUVIAS SIGNIFICATIVAS Fecha Precipitación (mm) 12/03/2008 53.9 12/10/2008 36.3 12/11/2008 51.8 12/29/2008 23.4 57
  • 58. Metodología para el manejo y uso del suelo por sitio específico en el cultivo de banano Anexo 2.Mapa de usos del suelo,cultivares sembrados,sistema de drenajes,lotes y botalones.Campo experimental AUGURA.Carepa- ( Antioquia). 58
  • 59. Anexo 3.Mapa de suelos.Campo experimental AUGURA.Carepa- ( Antioquia).59 Metodología para el manejo y uso del suelo por sitio específico en el cultivo de banano
  • 60. Metodología para el manejo y uso del suelo por sitio específico en el cultivo de banano Anexo 4.Mapeo de variables seleccionadas En este anexo se incluyen las variables edáficas evaluadas en los lotes 3, y 5 que presentan algún 4 tipo de dependencia espacial con relación a la producción. La variabilidad espacial se representa utilizando el modelo KRIGGING. LOTE 3: Variables analizadas que presentan variabilidad espacial:Aluminio ( hierro ( Al), Fe), materia orgánica (M.O) y producción ( Pr). ALUMINIO Al) ( 60
  • 61. ( HIERRO Fe)61 Metodología para el manejo y uso del suelo por sitio específico en el cultivo de banano
  • 62. Metodología para el manejo y uso del suelo por sitio específico en el cultivo de banano62 MATERIA ORGÁNICA (M.O.)
  • 63. PRODUCCIÓN (Pr)63 Metodología para el manejo y uso del suelo por sitio específico en el cultivo de banano
  • 64. Metodología para el manejo y uso del suelo por sitio específico en el cultivo de banano LOTE 4 En este anexo se incluyen las variables edáficas evaluadas en los lotes 3, y 5 que presentan algún 4 tipo de dependencia espacial con relación a la producción. La variabilidad espacial se representa utilizando el modelo KRIGGING. LOTE 3: Variables analizadas que presentan variabilidad espacial: reacción del suelo (pH), aluminio ( hierro ( relacción calcio/potasio (Ca/K), fósforo (P), Zinc (Z), peso del racimo. Al), Fe), RELACIÓN DEL SUELO (pH) 64
  • 65. Metodología para el manejo y uso del suelo por sitio específico en el cultivo de banano ALUMINIO (Al)Como el pH está correlacionado con Al y Fe, éstos se trabajan conjuntamente 65
  • 66. Metodología para el manejo y uso del suelo por sitio específico en el cultivo de banano66 HIERRO (Fe)
  • 67. RELACIÓN CALCIO P/POTACIO (Ca/K)67 Metodología para el manejo y uso del suelo por sitio específico en el cultivo de banano
  • 68. Metodología para el manejo y uso del suelo por sitio específico en el cultivo de banano68 FOSFORO (P)
  • 69. ZINC (Zn)69 Metodología para el manejo y uso del suelo por sitio específico en el cultivo de banano
  • 70. Metodología para el manejo y uso del suelo por sitio específico en el cultivo de banano70 PESO DEL RACIMO
  • 71. Metodología para el manejo y uso del suelo por sitio específico en el cultivo de banano LOTE 5Variables analizadas que presentan variabilidad espacial: calcio (Ca), magnesio (Mg), capacidadde intercambio catiónica (CIC), fósforo (P), azufre (S), manganeso (Mn), boro(B), materia orgánica(M.O.) y compactación del suelo (CO). RELACIÓN CALCIO/MAGNESIO (Ca/Mg) 71
  • 72. Metodología para el manejo y uso del suelo por sitio específico en el cultivo de banano72 FOSFORO (P)
  • 73. AZUFRE (S)73 Metodología para el manejo y uso del suelo por sitio específico en el cultivo de banano
  • 74. Metodología para el manejo y uso del suelo por sitio específico en el cultivo de banano74 MANGANESO (Mn)
  • 75. COMPACTACIÓN DEL SUELO (100cm)75 Metodología para el manejo y uso del suelo por sitio específico en el cultivo de banano
  • 76. Metodología para el manejo y uso del suelo por sitio específico en el cultivo de banano76 LOTE 5 PRODUCCIÓN Y i = S ?x
  • 77. 1 Metodología para el manejo y uso del suelo por sitio específico en el cultivo de banano 1 Resumen En general, tanto la agricultura de precisión como la agricultura por sitio específico están referidas al manejo integral de los cultivos, teniendo en cuenta la variabilidad espacial y temporal de las condiciones del medio. La aplicación de un programa de agricultura de precisión o de agricultura por sitio específico depende de un conjunto de variables entre las que se encuentran: el tipo de cultivo, las condiciones climáticas y edáficas, la calidad y precisión de la información, así como también la escala de trabajo, entre otras. El conocimiento detallado de cada una de estas variables permite generar planes de manejo por sitio específico de acuerdo a las condiciones particulares del suelo y del cultivo. Bajo este concepto se planteo la presente investigación con el objeto de evaluar la variabilidad espacial de los factores edafoclimaticos que inciden en la productividad del banano en la región de Uraba. El análisis estadístico y monitoreo de las variables evaluadas demuestran que la productividad del banano depende de la interacción de las propiedades físicas y químicas del suelo con el medio y sus efectos no pueden medirse o evaluarse independientemente.?x i ? Z i ? 77
  • 78. Metodología para el manejo y uso del suelo por sitio específico en el cultivo de banano78
  • 79. Calle 3 Sur No. 41- 65 Ed. Banco de Occidente Piso 9 PBX: (57-4) 321 13 33 Fax: 321 41 90Medellín, Colombia E-mail: augura@augura.com.coCarrera 11 No. 86-60 Ed. Los Cedros Of. 201 Tel: (57-1) 257 32 41 Fax 257 42 47 BogotáConjunto Residencial Los Almendros PBX: (57) 823 66 02 Fax: 823 66 06 - Carepa, Antioquia -Calle 23 No. 4-27 Of. 405 Tel (57-5)423 17 93 Fax: 423 17 86 Ed. Centro Ejecutivo - Santa Martawww.augura.com.co

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