Agrotecnología para el cultivo de la caña santa o zacate limón (página 2)

FERTILIZACION

La explotación de la caña santa tiene como finalidad la producción intensiva del sistema aéreo (hojas y seudotallos), que es donde se acumula el aceite esencial en mayor proporción y calidad; de esta forma adquieren gran importancia los nutrientes que se requieren para producir los mayores rendimientos. Como lo que se cosecha es su masa vegetal para su empleo en la producción de fitofármacos o para la obtención de su aceite esencial , es importante compensar las pérdidas de los elementos nutritivos del suelo con el fin de mantener la producción de la plantación y mitigar el impacto ambiental negativo que provocan las exportaciones que hace el cultivo de estos nutrientes.

Lemongrass Research Station Odakkali, (1972) indica que usualmente no fertilizan el cultivo, sino que aplican los restos de la masa vegetal después de destilada, en forma de compost y 1.87 t.ha-1 de cenizas como aplicación basal durante la preparación del suelo.

Estudios sobre el efecto de los fertilizantes en el lemongrass realizados por Gupta y Jain (1978) arrojaron que el nitrógeno, aplicado en dosis bajas acelera el desarrollo y aumentan el rendimiento en masa vegetal. Aplicaciones de nitrógeno con fósforo y potasio fueron efectivas para incrementar el rendimiento en biomasa y el contenido en aceite esencial.

Saha et al. (1980) señalan que el lemongrass plantado sobre un suelo cuyos contenidos en P2O5 son de 22,7 kg.ha-1, K2O de 17 kg.ha-1y un pH de 5,8; la aplicación de 40 kg.ha-1de P2O5 y K2O, como fondo durante la preparación del suelo y 40 kg.ha-1de nitrógeno en forma de Urea a un mes de la plantación, es recomendable para garantizar un buen desarrollo inicial de la plantación.

Un estudio más completo fue realizado por Prasad y Rao, (1986) sobre un suelo de bajo contenido de materia orgánica, deficiente de nitrógeno y deficiente en fósforo, amarillo y de reacción ácida, donde evaluaron cuatro niveles de nitrógeno: 0, 20, 40 y 60 kg.ha-1.año-1. El nitrógeno fue aplicado en dosis fraccionada durante la época de lluvia cada año. Una dosis basal de 40 kg.ha-1 de P2O5 y 20 kg.ha-1 de K2O fue aplicada cada año antes de las lluvias; obteniendo como resultado que con el incremento de las dosis de nitrógeno se elevó significativamente el rendimiento de masa vegetal en todos los años, individualmente y en todo el período. Observaron además que el rendimiento declinó gradualmente en los años en todos los niveles de nitrógeno.

Con relación a los oligoelementos, se conoce que aunque las necesidades de hierro de los vegetales cultivados son relativamente pequeñas, porque las exportaciones sobrepasan pocas veces algunos centenares de gramos por hectárea, las deficiencias de hierro en las plantas de C. citratus reducen significativamente la biomasa y el rendimiento en aceite esencial, (Rao et al, 1996), aspecto a considerar en el manejo nutricional del cultivo.

Estudios recientes realizados en Cuba por Rafaela Soto et al,(2002) sobre un suelo Ferralítico Rojo compactado ligeramente ácido, con contenidos de bajo a muy bajos de materia orgánica, alto de potasio y de mediano a bajo de fósforo asimilable, donde se estudiaron niveles de aplicación de N (0, 50, 100, 150 y 200 kg.ha-1.año-1 ), de P (0, 25, 50, 75 y 100 kg.ha-1.año-1 y el efecto de la inoculación de diferentes cepas de micorrizas, dieron los siguientes resultados:

El nitrógeno, elemento de extraordinaria importancia en las plantas, por ser constituyente de una gran variedad de compuestos orgánicos y funcionales (Clavel et al.1991; Gil, 1995 y Taiz y Zieger, 1998), no influyó en la altura de las plantas, ni en el ahijamiento ya que no fueron significativas las diferencias entre los niveles de N estudiados ni la interacción niveles- cosechas.

Todo parece indicar, que aún cuando en la mayoría de las gramíneas la aplicación de N favorece el crecimiento expresado a través de su altura (Crespo et al, 1986), en esta especie esta variable no es la que expresa su comportamiento ante la fertilización nitrogenada. En este sentido Bidwell (1995) indica que el crecimiento puede medirse como longitud, grosor, o área, a menudo se mide en aumento de volumen, masa o peso (fresco o seco) y cada uno de ellos, describe algo diferente y rara vez hay una relación simple entre ellos en un organismo en crecimiento. Esto sucede, apunta, porque el crecimiento a menudo ocurre en direcciones diferentes a distintas tasas, quizás ni siquiera relacionadas, así una relación linear área- volumen no persiste con el tiempo.

Sin embargo, tanto la altura como el número de hijos variaron significativamente entre los diferentes momentos en que fueron realizadas las cosechas, los mayores valores para ambas variables se alcanzaron en los meses comprendidos en el período lluvioso, caracterizado en Cuba por una mayor irradiación y temperatura, entre otros, que favorecen el crecimiento de las plantas.

La respuesta de la caña santa a la aplicación de niveles crecientes de N expresada a través del IAF (Figura 6) varió con el período de aplicación (lluvioso y poco lluvioso). En ambos períodos hay un aumento significativo en el IAF hasta el nivel de 100 kg.ha-1.año-1 y a partir del mismo se estabiliza hasta el máximo nivel de aplicación estudiado, todo parece indicar que estos niveles de aplicación produjeron concentraciones en el suelo que favorecieron su asimilación por las plantas, que pudo haber determinado un aumento de los constituyentes nitrogenados relacionados con la fotosíntesis y con ello un incremento de los fotoasimilados y de la producción de biomasa. Se conoce que la función metabólica más importante del N en la planta, es su carácter de componente estructural en proteínas, ácidos nucleicos, hormonas vegetales, vitaminas y muchas enzimas (Vázquez y Torres,1991; Taiz y Zieger, 1998).

El IAF fue significativamente superior en el período lluvioso, donde se dan las condiciones que favorecen la absorción de los nutrientes.

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 Figura 6. Efecto de niveles crecientes de N sobre el índice de área foliar.

Los valores de IAF obtenidos están dentro del rango indicado por Clavero (1993) para los pastos tropicales, quien destaca que las gramíneas que tienen hojas cercanas a la vertical, durante gran parte de su crecimiento, como ocurre en la caña santa, desarrollan índices de área foliar elevados y alta eficiencia en la intercepción de la luz.

Con relación al rendimiento en masa vegetal , en la primera cosecha, fase de fomento (Figura 7), no hubo respuesta a la aplicación del N, siendo similar a lo que ocurre en el cultivo de la caña de azúcar, según refieren Villegas (1994) y Filho et al. (1994) y puede ser explicado por lo planteado por Alomá et al. (1974) quienes manifiestan que las condiciones físicas propiciadas por la preparación del suelo y el hecho de que la cepa nueva es más vigorosa, provocan una mayor capacidad de absorción de los nutrientes del suelo.

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  Figura 7. Efecto de niveles crecientes de N sobre el rendimiento de masa verde en la fase de fomento.

Arzola et al (1994) no recomiendan la aplicación de N en caña de azúcar en la fase de fomento, ya que no hay respuesta del cultivo, dada la mineralización del material residual producto de la preparación del suelo y el desarrollo radical, que en esta fase facilita una mayor exploración del suelo.

En la fase de explotación del cultivo (Figura 8), el rendimiento de masa vegetal se incrementó a partir de la aplicación de 100 kg.ha-1.año-1; esta respuesta de la planta a la aplicación de N ha sido encontrada en todo el trópico y se atribuye al bajo status de N en el suelo y a la gran avidez de las gramíneas por este elemento. (Clavel et al 1991, Rocha et al, 2000), componente estructural en proteínas, ácidos nucleicos, hormonas y otros, que participa en la mayoría de los procesos bioquímicos y fisiológicos del organismo vegetal.

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Figura 8. Efecto del N sobre el rendimiento de masa verde por superficie en la fase de explotación.

La eficiencia de utilización del N por las plantas (EUN), alcanzó los mayores valores para los tres años evaluados en el nivel de aplicación de 100 kg.ha-1.año-1 y disminuyeron con el incremento de los niveles de N (Tabla 3). En otras gramíneas como en el caso del género Cynodon la mejor eficiencia de utilización es obtenida con el uso de 100 a 200 kg.ha-1.año-1. (Rocha, 2000).

Tabla 3. Eficiencia de la utilización de N. (E.U.N.)

La EUN cambió en los diferentes años, alcanzándose los mayores valores para todos los niveles evaluados en el segundo año, lo que pudo estar relacionado con las condiciones del tiempo de ese año (1993) que se caracterizó por una pluviométrica y temperatura superior a la de los restantes años.

La UEN y el IAF, fueron superiores para todos los niveles en el período lluvioso, lo que indica que las condiciones ambientales de éste favorecieron la absorción del N.

Los mayores rendimientos se alcanzaron en el segundo año de vida de la plantación, lo que al parecer estuvo relacionado con las condiciones del tiempo de ese año y declinó en el tercero, lo que coincide con los resultados de las investigaciones realizadas por Prassad y Rao (1986) en esta especie, los que indicaron que el rendimiento disminuyó gradualmente en todos los niveles de N estudiados.

Con independencia del riego aplicado durante la ejecución del experimento, el rendimiento fue significativamente mayor en el período lluvioso, en correspondencia con los resultados obtenidos de EUN y los IAF, lo que puede atribuirse al aumento de las tasas fotosintéticas por el incremento de los recursos ambientales (agua, temperatura, luminosidad y otros) que propiciaron un uso más eficiente de los nutrientes.( Clavel et al. 1991).

Los fertilizantes no sólo influyen en los rendimientos de masa vegetal, sino que pueden provocar variaciones considerables en su composición química. Crespo et al (1986), señalan que el fertilizante nitrogenado es el que mayor efecto produce. A continuación se ofrecen los resultados en este sentido en la caña santa.

El contenido de N en las plantas respondió a los niveles de este nutriente en dependencia del momento en que fue aplicado (Tabla 4). En el primer momento que correspondió a las cosechas realizadas en el período poco lluvioso, el contenido se incrementó significativamente a partir de la aplicación de 100 kg.ha-1año-1 mientras que el segundo momento, correspondiente a las cosechas realizadas en el período lluvioso, el contenido se incrementó significativamente a partir de 150 kg.ha-1año-1, lo que parece indicar que bajo estas condiciones del tiempo, el contenido de N en las plantas se incrementa a partir de un nivel de concentración más alto. Gil, (1995), señala que el aumento de un determinado elemento en el medio puede causar o no efectos sobre su contenido en la planta, según el estado del vegetal. Las medias de los momentos indican que el incremento del nivel de aplicación de N, aumenta su contenido en la planta.

Tabla 4.Efecto de niveles crecientes de N sobre el contenido foliar de N, P y K.

(Letras diferentes, difieren significativamente, según Duncan p< 0,05

1- Período poco lluvioso 2- Período lluvioso

Paretas (1983) y Rocha et al (2000) apuntan que el incremento de los niveles de N, en los pastos aumenta su contenido y que es evidente que una importante vía para elevar la producción de proteínas en los mismos, es mediante la aplicación de fertilizantes nitrogenados, aspecto a tener en cuenta para la caña santa, ya que una vez sometida su masa vegetal al proceso de destilación, mediante el cual se extrae su aceite esencial, dicha masa puede ser empleada como alimento del ganado vacuno, como señalan Nair (1982) y Rosete y Soto (1987).

Los contenidos de fósforo en la planta no se incrementaron significativamente con la aplicación del N en ninguno de los momentos, aunque en el período poco lluvioso, se manifiesta como tendencia un incremento de su contenido en los niveles de 100, 150 y 200 kg.ha-1.año-1, respuesta que no es similar a lo que ocurre en los pastos en Cuba, ya que en estos el contenido de P, disminuye a medida que aumenta la dosis de fertilización nitrogenada. (Paretas,1976; Crespo et al, 1986).

Para los contenidos de K en las plantas, los resultados no permiten inferir un efecto marcado de los niveles creciente de N sobre el contenido de K, no obstante, se manifiesta como tendencia un incremento del contenido de éste cuando se elevaron los niveles de aplicación del N. En este sentido, los resultados en los pastos han sido variables. En Cuba se ha determinado una disminución del porcentaje de K en las gramíneas al elevar la dosis de fertilización nitrogenada en suelos Ferralíticos Rojos. ( Crespo et al, 1986).

Los valores de los contenidos de N, P y K en la caña santa en las cosechas realizadas son similares a los reportados para las gramíneas en Cuba y se corresponden con los niveles tisulares requeridos por las plantas, según señala Epnstein (1994) citado por Torres (2001), quien indica valores de 1,5% para el N, 0,2% para el fósforo y un 1,0% para el K. Los contenidos de N alcanzados en el período lluvioso en los niveles de 100, 150 y 200 kg.ha-1.año-1, están dentro de los límites establecidos para un contenido óptimo (1,5%) en los pastos de Cuba. (Paretas, 1983), y como promedio general están por encima de los indicados por Yañez (1986) para esta especie (0,96 %), para las condiciones de Tabasco, Méjico.

Los contenidos de P, están comprendidos en el rango de 0,10 a 0,55 para los pastos en Cuba, y son muy similares a los reportados por Yañes (1986); los de K, también son semejantes a los determinados para las gramíneas en Cuba, los cuales pueden variar desde 0,5 hasta 2,8%.(Paretas et al,1983).

Los resultados de las extracciones que hacen las plantas de N, P y K, (Tabla 5) indican que el elemento que mayor magnitud extrae la caña santa del suelo en las condiciones en que se realizó el experimento, es el K, seguido del N y el que menos extrae es el fósforo. En este sentido Bidwell (1995), señala: "El K es requerido en grandes cantidades por las plantas, desconociéndose la naturaleza exacta de esta demanda". Estudios recientes indican, como señala Torres (2001) que el K participa en la extensión celular y en los procesos dependientes del turgor celular, influye en la actividad de muchas enzimas, es requerido para la síntesis proteica; juega roles importantes en el fenómeno de la osmorregulación, en el funcionamiento de los estomas, en los movimientos de las plantas en el transporte de solutos por el floema y en el balance catiónico-aniónico.

En otras gramíneas como Cynodon nlemfuensis,en suelos similares, las mayores extracciones son de N seguidos de las de K. (Crespo et al.,2000).

Para los tres nutrientes, las mayores extracciones fueron en las cosechas realizadas en el período lluvioso, donde se incrementaron significativamente los rendimientos en masa vegetal y los contenidos, principalmente de N.

Tabla 5. Extracciones de N, P y K (kg.ha-1) a diferentes niveles de N

El contenido de aceite esencial en la masa vegetal (Tabla 6) no varió de forma significativa por efecto de los tratamientos, en ninguno de los dos períodos del año. Sin embargo Central Institute of Medicinal and Aromatic Plants Lucknow (1985), indica que el contenido en aceite esencial es óptimo, cuando se aplican 75 kg.ha-1 al año y que dosis mayores no influyen sobre el mismo.

Sin embargo, el rendimiento por superficie de aceite esencial fué favorecido por la aplicación de N al incrementar el rendimiento de masa vegetal y mantenerse contenidos similares de éste en todos los tratamientos. El mayor rendimiento se alcanzó en ambos períodos con la aplicación de 100 kg.ha-1.año-1 .

La calidad del aceite esencial no fué influenciada por los niveles de N aplicados, Pareek y Gupta (1985) indican que en esta especie, la síntesis de citral en el aceite esencial es más influenciada por el contenido de humedad del suelo, que por la fertilidad del mismo.

Tabla 6. Efecto de los niveles crecientes de N sobre el contenido, rendimiento y calidad del aceite esencial.

En sentido general, los resultados obtenidos muestran que la fertilización nitrogenada no influye sobre la altura y el ahijamiento de la caña santa, pero si favorece a partir de la aplicación de 100 kg.ha-1.año-1, el IAF y los rendimientos de masa verde por superficie en la fase de explotación del cultivo. La mayor eficiencia de utilización del N se obtiene con el empleo de 100 kg.ha-1.año-1. La aplicación de N favorece su contenido en la planta, así como el de K pero no influye sobre el de P. Para todos los niveles de N estudiados, los mayores rendimientos de masa verde se obtienen en el período lluvioso. El contenido y calidad del aceite esencial no son afectados por los niveles de N estudiados, pero si incrementa su rendimiento por superficie.

El fósforo, al igual que el nitrógeno, juega un importante papel en las plantas, se halla en los ácidos nucleicos, fosfolípidos y glucolípidos, en los fosfatos de las bases púricas, pirimidínicas y de los monosacáridos (transporte energético) y en la síntesis de polisacáridos, tanto estructurales como de reserva. Su deficiencia afecta el metabolismo vegetal y el crecimiento. (Bidwell, 1995; Gil, 1995; Taiz y Zieger, 1998).

En la caña santa, los niveles crecientes de P evaluados no influyeron en las alturas de las plantas , en el rendimiento de masa vegetal por superficie, en su contenido en las hojas (Tabla 7), ni en su extracción por las plantas.

Tabla 7. Contenido de P foliar y extracción del mismo por las plantas.

No se obtuvieron diferencias significativas entre los tratamientos para ninguna de estas variables; lo que indica que no hay respuesta a la aplicación de P, lo que pudo estar determinado por el valor del pH del suelo en agua, comprendido en el rango (6,5-7,5) donde manifiesta su disponibilidad óptima. (Gil, 1995); así como su contenido en P asimilable, que está por encima de los 3,5 mg por 100 g. de suelo, límite por debajo del cual, Crespo (1979), plantea que se debe esperar respuesta a la aplicación de P en los pastos. En este sentido, Fixen (1997) señala que son varios los factores que influyen en la respuesta de las plantas a la aplicación de los fertilizantes fosfóricos, entre ellos destaca su contenido en el suelo, su contacto con las raíces de las plantas y su concentración en la solución del suelo. En otras condiciones, como sucede en los suelos latosólicos en Brasil el P es el nutriente que más limita el crecimiento de las gramíneas. (Moreira et al, 1997 y Morikawa et al, 1998).

Paretas (1983), señalan que los estudios llevados a cabo en suelos Ferralíticos Rojos, han mostrado poca respuesta de los pastos a los fertilizantes fosfóricos, por otra parte Villegas (1994), refiere que cuando en la caña de azúcar hay respuesta a las aplicaciones de P, lo más altos rendimientos se obtienen con niveles no mayores de los 50 kg.ha –1.

La caña santa hizo una extracción similar de P en todos los niveles de P estudiados, al no haber respuesta del cultivo en cuanto al rendimiento en masa vegetal y mantenerse contenidos análogos de concentración de P en las hojas. Los valores obtenidos para esta variable en la cosecha evaluada, son semejantes a los encontrados en Cuba, en los pastizales en suelos Ferralíticos sin fertilizar que oscilan entre 13 y 20 kg.ha -1 al año. (Crespo, 1977 y Paretas, 1976 citados por Crespo et al., 1986, pero si se asume que estos valores para la extracción se mantienen al mismo nivel en todas las cosechas que se realizan en el año, la extracción alcanzaría valores del orden de 53 kg.ha-1.año-1 comparables a los valores de extracción que hacen algunas especies de pasto, como C. nlemfuensis según indican Crespo et al. (2000), aspecto a tener en cuenta en el manejo de este nutriente en la caña santa, en consideración con la exportación que hace el cultivo del P y la necesidad de mantener los niveles de fertilidad del suelo, lo que haría recomendable hacer aplicaciones de 50 kg.ha –1.año-1, con vistas a restituir las pérdidas por este concepto.

El rendimiento de aceite esencial por superficie (Tabla 8) tampoco se vió afectado por la aplicación de niveles crecientes de P, al no producirse variaciones para el rendimiento en masa vegetal y mantenerse contenidos similares de aceite esencial en las hojas . De igual modo tampoco se afectó la calidad del aceite esencial; los contenidos de citral no variaron entre los tratamientos y alcanzaron valores comprendidos a los establecidos para un aceite de buena calidad, según la Norma Cubana 3522 (1981).

Tabla 8. Efecto de la fertilización fosfórica sobre el contenido de aceite esencial

y de citral.

Los resultados indican que bajo condiciones de riego y en un suelo Ferralítico Rojo compactado con contenidos de fósforo de 37,48 mg por 100 g de suelo, niveles crecientes de P2O5 no influyen sobre la altura de las plantas, el rendimiento por superficie de masa verde y de aceite esencial, ni en la calidad del mismo.

"El uso de los microorganismos del suelo es cada día una de las alternativas nutricionales que más fuerza cobra dentro del contexto agrícola mundial, jugando un papel importante en los modelos de agricultura sostenible, donde su uso es imprescindible", (Altieri, 1997). Entre estos microorganismos se encuentran los hongos micorrizógenos, formadores de la simbiosis con las raíces de determinadas especies vegetales. (Ferrer, 1989).

Un estudio del efecto de diferentes cepas de micorrizas comparadas con un testigo absoluto y testigos con aplicaciones de mfertilizantes químicos arrojó como aprecia en la tabla 9 que los rendimientos en masa seca, en la fase de establecimiento manifiestan un comportamiento inestable en los tratamientos inoculados con micorrizas, incluso en los controles de fertilización, que no difieren apreciablemente del testigo absoluto, resultado similar al obtenido en el experimento donde se estudió el efecto de niveles crecientes de N a nivel de campo.

En el resto de las cosechas realizadas y para el acumulado los mayores rendimientos en masa seca por planta se obtuvieron en los tratamientos donde se aplicó N a 50 kg.ha-1 por corte, los que se diferenciaron de los tratamientos inoculados y del testigo absoluto, siendo superiores donde se incluyó el potasio, donde se alcanzan los mayores porcentajes de incremento con relación al testigo absoluto. Dentro de los tratamientos controles, PK, alcanzó los menores rendimientos; ello evidencia la exigencia de las gramíneas a la aplicación del N después de cada corte.

Por otra parte se manifiesta también que la interacción del K con el N es notable, sobre todo con aplicaciones sucesivas de este último como ocurre en los pastos en Cuba, lo que ha sido señalado por Crespo et al. (1986) y por Martha Hernández y Cárdenas (1994).

La inoculación con micorrizas no provocó un aumento significativo en los rendimientos con respecto al testigo absoluto, sin embargo, se registran incrementos del rendimiento acumulado de masa vegetal seca en más de un 3,7% y hasta un 9,9% en los tratamientos donde se emplearon las cepas G. moseae Guira 8,G. fasciculatum –1 y G. amarillo Topes- 7, lo que indica la factibilidad de inocular los mismos para mejorar esta variable.

Tabla 9.Influencia en los rendimientos de masa seca (kg. planta-1) de la inoculación con MVA en Caña Santa.

Pattaro et al. (2000) en Puerto Rico, compararon plantas de C.citratus inoculadas con hongos micorrízicos arbusculares con plantas no inoculadas y obtuvieron como resultado un incremento en la producción de masa vegetal seca por planta de un 33,57%, resultado que, citan estos autores, fueron semejantes a los obtenidos por Gupta et al (1990) cuando inocularon C.martini con Glomus sp., en las condiciones de la India.

Kothari y Singh(1996) estudiando el comportamiento de la citronela de Java (C.winterianus Jowitt) a la aplicación de la micorrizas G.intrarodices, a la compactación del suelo y al suministro de P, obtuvieron como resultado que estos hongos incrementaron sustancialmente la biomasa, longitud y contenido de nutrientes en las raíces, así como su concentración en la planta cuando el suelo tenía baja densidad y no había recibido aplicaciones de P.

En Cuba, Ojeda et al.(1993) alcanzaron, con inoculación de micorrizas en Guinea likonii un incremento en los rendimientos acumulados de tres cortes de hasta un 5% con las cepas G.sp-6 y G amarillo Topes –7. Para el King Grass estos mismos autores encontraron diferencias significativas con relación al testigo absoluto al inocular las cepas G.amarillo Topes –7, con un aumento de los rendimientos de masa seca de un 24,4%.

En los cultivos de arroz, maíz y sorgo la inoculación con la cepa G. fasciculatum incrementó significativamente los rendimientos hasta un 30% con relación al testigo sin inocular. (Fernández et al,.1999; Marlen Hernández y Cueva, 1999)

La tabla 10 que aparece a continuación muestra los parámetros biológicos, porcentaje de infección (colonización), densidad visual (contenido fúngico comprendido en un peso determinado de raicillas micorrízicas) y la razón de dependencia micorrízica (beneficio obtenido de la simbiosis), lo que según Azcón y Ocampo (1981); citados por Ferrer (1989), depende de muchos factores, tales como: las relaciones especies- vegetal –hongo, la temperatura, la humedad , la fertilidad del suelo y otros factores.

Los tratamientos que manifestaron determinada dependencia coinciden con los que alcanzaron mejores rendimientos; Ojeda et al.,(1993) encontraron en gramíneas forrajeras una dependencia de 2 a 30%, mientras que en leguminosas hasta un 177%. Esto demuestra lo complejo de la asociación micorrízica en el efecto de incrementar la dependencia.

Tabla 10. Dependencia micorrízica, colonización y densidad visual de infección de la Caña Santa inoculada con MVA.

La caña santa alcanza una colonización estable en todos los tratamientos inoculados del orden de 37 a 60%, esto se corresponde con los mayores valores del rendimiento. Pattaro et al (2000) en esta especie señalan un valor para esta variable de un 62% identificando a los hongos simbióticos de los géneros Glomus y Acaulospora. Por otra parte,Barthakur y Bordoloi (1990) en un estudio realizado sobre la ocurrencia de micorrizas en diferentes especies de Cymbopogon en el nordeste de la India, determinaron que C.citratus mostró la mayor colonización con un valor de 82,2%.

La densidad visual obtenida es baja lo que coincide con los resultados expuestos por Ojeda et al (1993) en gramíneas en suelos Pardos de la provincia de Cienfuegos.

Los tratamientos con fertilización mineral, así como el testigo absoluto, registraron valores de infección que, aunque bajos, demuestran la capacidad de las micorrizas nativas de asociarse, de lo que se infiere la necesidad de evaluar las poblaciones nativas.

Los resultados indican que la mayor producción de masa seca por planta se obtiene cuando se aplica N y K, así como que la inoculación con las cepas G.moseae Guira 8, G.fasciculatum-1y G.amarillo Topes-7 incrementan el rendimiento de masa seca en más de un 3,7 y hasta un 9,9%.

LABORES CULTURALES

DESHIERBES Y RIEGO

En la fase de fomento del cultivo es necesario mantener la plantación libre de malezas dada la competencia de éstas por la luz, el agua y los nutrientes, se conoce que en esta fase pueden causar hasta el 49% de disminución de los rendimientos de masa verde. Una adecuada preparación del suelo con el uso del multiarado y el tiller en suelos donde abunden principalmente especies indeseables rizomatosas y pases sucesivos de equipos de labranzas con órganos escarificadores y extirpadores cuando aparecen las malezas en su fase inicial de desarrollo combinadas con deshierbes manuales son aconsejables para lograr tal objetivo.

En la fase de explotación, fundamentalmente antes de cada cosecha es necesario la eliminación total de las malezas ya que su presencia en el material cosechado altera la calidad de la droga para uso medicinal y del aceite esencial que de ella se obtenga para su uso tanto medicinal como aromático.

Otro aspecto importante a considerar en la atención al cultivo es el riego. La importancia del agua para las plantas deriva de modo directo de las múltiples funciones que ejerce. El agua es el constituyente mayoritario que puede llegar al 95% del peso total celular; interviene en muchas reacciones químicas, es la fuente normal de potencial reductor para la reducción de los compuestos oxigenados, es el disolvente más universal y posibilita el medio donde se verifican casi todas las reacciones bioquímicas, evita que se eleve la temperatura celular gracias a su gran inercia térmica, mantiene la turgencia de las células, interviene como fase para el intercambio y movimiento continuo de las sustancias disueltas y realiza otras múltiples funciones adicionales en las plantas. (Gil, 1995).

Para las condiciones de la India, la aplicación de riegos semanales en los meses de verano, de marzo a junio, es recomendada para un desarrollo adecuado de las plantas".

Pareek y Gupta, (1985) señalan que el lemongrass crece en Kerala y Assam (India) donde la humedad prevalece todo el año, sin embargo, la irrigación estimula el rendimiento, particularmente en los meses de poca lluvia; de cuatro a seis riegos son necesarios entre febrero y junio. Apuntan estos autores que no se han realizado estudios sistemáticos sobre la irrigación en este cultivo.

Una investigación realizada en Cuba sobre un suelo Ferralítico Rojo compactado de La Habana, donde se estudió el efecto de diferentes límites productivos de humedad de la capacidad de campo (75 y 85%, en diferentes fenofases del cultivo) indicaron que:

Las alturas alcanzadas por las plantas en tres cosechas sucesivas, mostraron un comportamiento distinto ante los diferentes límites productivos de humedad del suelo en dependencia del momento en que fue realizada la cosecha. En la primera cosecha efectuada en el mes de enero, correspondiente a la fase de establecimiento, los tratamientos evaluados no influyeron en el crecimiento de las plantas expresado a través de su altura, es posible que al ser realizada la plantación en el mes de julio, el cultivo se mantuvo bajo la influencia de las precipitaciones del período lluvioso hasta su cuarto mes de vida, momento en el cual, en esta fase de desarrollo de las plantas, la caña santa tiende a alcanzar el punto máximo de altura, y aunque en el mes de diciembre que antecedió a la cosecha tuvo muy bajas precipitaciones, los tratamientos evaluados no influyeron en la altura de las plantas. En la segunda cosecha, ejecutada en el período poco lluvioso, todos los tratamientos se diferenciaron significativamente del testigo sin riego. Las pocas precipitaciones hicieron evidente el efecto del déficit hídrico después de la defoliación a causa de la cosecha sobre el crecimiento de las plantas, el testigo sin riego, muestra el menor valor para esta variable, lo que corrobora, la importancia del agua para la realización de los procesos fisiológicos, tales como la fotosíntesis, la respiración, absorción de nutrientes, circulación de sustancias elaboradas, síntesis de constituyentes celulares e hidrólisis de macromoléculas como proteínas solubles, que son inhibidos cuando la deficiencia de agua es grande y que se traducen en una reducción significativa del crecimiento de las plantas. (Vázquez y Torres,1991 y Jerez, 1998). El resto de los tratamientos no se diferenciaron entre sí, aunque como tendencia, donde se mantuvo la humedad el resto del período al 85% de la capacidad de campo (Cc), las plantas alcanzaron una mayor altura.

Las precipitaciones de más de 100 mm mensuales ocurridas en el período lluvioso, en el que fue practicada la tercera cosecha, no propiciaron que se marcara una respuesta estable entre los tratamientos; el testigo sin riego, alcanzó un valor para esta variable muy similar a los obtenidos en los tratamientos donde se mantuvo la humedad al 85% de la Cc. No obstante, de forma global, los tratamientos que fueron regados para mantener los niveles de humedad de 75 y 85% de la Cc, alcanzaron alturas significativamente superiores a las del testigo. En cuanto a los momentos, los mayores valores para las alturas de las plantas fueron alcanzados en la tercera cosecha, la cual fué favorecida por el período lluvioso, que se tradujo en un mayor

crecimiento de las plantas, como ha quedado evidenciado en los experimentos anteriores.

En cuanto al rendimiento de masa vegetal por superficie (Figura 9), en cada cosecha y para el global los rendimientos disminuyeron significativamente en el testigo sin riego , en el cual se observó, a partir de la fenofase de ahijamiento, durante el período poco lluvioso, un plegamiento de sus limbos foliares, principalmente en las horas del mediodía, debido al parecer a un exceso temporal de la transpiración sobre la absorción, lo cual origina una pérdida total o parcial de la turgencia de las células foliares, entre las que se encuentran las células buliformes, muy grandes, de membranas delgadas, cuya función es realizar cambios morfológicos en la superficie foliar cuando existen variaciones de turgencia (Catasús, 1997); así como también una mayor proporción de hojas secas en la base de las plantas, algunas de las cuales murieron debido al efecto combinado de la falta de humedad del suelo y otros factores bióticos, entre ellos, las afectaciones por Diatraea saccharalis. Este efecto fue apuntado por Guenther, (1950), para la estación seca en las condiciones de Brasil.

Figura 9. Efecto de diferentes límites productivos de humedad de la capacidad de campo sobre el rendimiento de masa verde

El efecto de la humedad del suelo sobre los rendimientos en masa vegetal es acumulativo y aunque las plantas sobreviven en condiciones de baja humedad, como sucede en la mayoría de las gramíneas que crecen bajo la exposición solar directa (heliófitas) dada por su tendencia al xeromorfismo, (Catasús,1997), los rendimientos disminuyen considerablemente, debido a los efectos que sobre el metabolismo y el crecimiento de las plantas produce el déficit hídrico. Como es conocido, la fotosíntesis se altera por la disminución en la hidratación del citosol, se reduce la actividad de las enzimas y el grado de apertura de los estomas, con lo cual decrece la absorción del CO2. Por otra parte, el contenido de agua en el suelo influye en la concentración de la solución del mismo; cuando éste se reduce demasiado la concentración salina se incrementa y el potencial hídrico del suelo disminuye, lo cual puede impedir la toma de agua por las plantas. (Pérez y Acosta, 1986; Vázquez y Torres, 1991, Gil, 1995 y Jones, 1998).

Para esta especie, Guenther, (1950); Nair (1982); Handique et al. (1984), señalan que los mayores rendimientos se obtienen cuando se cultiva en zonas donde la lluvia oscila entre 2 500 y 2 800 mm. al año con una buena distribución. Pareek et al. (1985), destacan que la irrigación estimula el rendimiento, en este particularmente en los meses de seca.

No hubo diferencias entre los niveles de humedad del suelo de 75 y 85% de la Cc, lo que al parecer pudo estar determinado por la mayor capacidad de utilización del agua en las gramíneas tropicales, ligadas a sus características fotosintéticas. Aunque hasta el momento no se tiene información sobre estudios que definan a la caña santa como una planta C4, partiendo de lo señalado por Gil (1995), de que no todas las especies gramíneas lo sean, existen algunos indicios que la sitúan en este grupo o por lo menos como especie intermedia C4/C3 entre las que se encuentran también algunas especies de gramíneas. Entre los indicios antes señalados, teniendo en cuenta lo expuesto por Gil, (1995), está el hecho de que se adaptan a ambiente más o menos salinos; Rafaela Soto et al (1986) indican que la caña santa crece y alcanza altos rendimientos en masa vegetal con adecuados contenidos de aceite esencial en suelos del Valle de Guantánamo con contenidos de sales solubles totales de hasta 2 000 p.p.m.; por otra parte esta especie hace uso eficiente del N, conforme a los resultados del experimento realizado y de lo indicado por Pareek y Gupta (1985), quienes al estudiar el efecto de este nutriente sobre varias especies del género Cymbopogon, determinaron que todas necesitan altas dosis de fertilizantes nitrogenados para dar altos rendimientos, mientras que C.citratus tiene baja respuesta a los mismos, y que alrededor de 40 a 50 kg.ha-1.año-1 , son suficientes para este cultivo en las condiciones de la India.

Se adiciona a estos indicios, esta respuesta de la planta a los niveles de humedad del suelo de 75 y 85% de la Cc en cuanto a la similitud de los rendimientos obtenidos en estos tratamientos, que parecen indicar una eficaz utilización de los recursos hídricos, lo que está estrechamente asociado a la captura del CO2.

El CO2 y el agua pasan simultáneamente por los estomas y como las plantas C4 son más eficientes en la captura del CO2 esto provoca un descenso de la demanda hídrica. (Gil,1995). Este autor plantea también que las plantas C4 son de producción unimodal, con el máximo centrado en el verano, cuando las irradiaciones y las altas temperaturas son propicias. Los experimentos realizados indican que en la caña santa hay respuesta estacional, con un mayor desarrollo y rendimiento en el período lluvioso. No obstante lo considerado, resulta importante que se realicen los estudios que confirmen la ubicación de la caña santa en este sentido.

El contenido de aceite esencial en las hojas (Tabla 11) no fué afectado por los niveles de humedad del suelo, no se obtuvieron diferencias significativas entre los tratamientos, aunque se manifiesta una ligera tendencia a disminuir en el tratamiento que no recibió riego, donde se detectó como se explicó anteriormente, una mayor proporción de hojas secas en la base de las plantas

Al mantenerse valores semejantes en el contenido y en el rendimiento de masa vegetal, los rendimientos de aceite esencial por superficie fueron similares, excepto en el tratamiento sin riego, que sólo alcanzó como promedio el 52% del rendimiento en comparación con los restantes tratamientos.

La calidad del aceite tampoco fué afectada por los niveles de humedad del suelo, no fueron significativas las diferencias entre los tratamientos para esta variable. Los porcentajes de citral estuvieron por encima del mínimo establecido por la Norma Cubana (1981).

Todo lo anterior indica que para obtener rendimientos de masa vegetal verde por encima de las 10 t.ha-1 por cosecha en esta especie, en suelos Ferralíticos Rojos compactados, es necesario aplicar riego, que mantenga un límite productivo de humedad del suelo del 75% de la Cc, a partir de la fase de brotación. Límites productivos de humedad del suelo por encima del 75% no incrementan los rendimientos.

Tabla 11.Efecto de diferentes límites de humedad en el contenido, rendimiento y calidad del aceite esencial.

PLAGAS Y ENFERMEDADES. TRATAMIENTO.

"Cymbopogon citratus no es afectado grandemente por plagas y enfermedades, sin embargo publicaciones recientes indican la presencia de varios hongos y bacterias que provocan principalmente enfermedades foliares"..( Mckenzie, 1996 y Shivas y White, 1999).

Entre las enfermedades que afectan a este cultivo en Cuba, la más importante es la causada por Marasmius sp que pudre el seudotallo y la raíz, causando la muerte de la planta. Pruebas in vitro con diferentes funguicidas dieron como resultado que el mejor producto fue el propicanizol (Tilt) por su acción inhibidora en la formación de ergosterol, lo que afecta la síntesis y función de las membranas celulares. Este producto ha sido utilizado en gramíneas contra enfermedades provocadas por Basidiomicetos, Ascomicetos y otros hongos. Como enfermedades se reportan también las causadas por:

Sclerotium rolfii Sacc,

Myriogenospora sp,

Helmintosporium sp.

Puccinia sp, Nigrospora sp

Curvularia sp ..

En Cuba la caña santa tiene como plaga principal el bórer, Diatraea sacharalis, y afectan al cultivo sin llegar a ocasionar daños económicos:

Moneophora bicintafraterna,

Toumcyella sp.

Cyanopterus sp.

Prosapia fraterna ( Uhler).

TRATAMIENTOS:

Partiendo de las experiencias desarrolladas en Cuba en el marco de una agricultura sostenible se recomienda la aplicación del manejo integral de plagas (MIP), definido como un sistema de manejo de plagas que en el contexto del agroecosistema y la dinámica de población de las especies, utiliza todas las técnicas y métodos apropiados de manera armónica para mantener poblaciones de plagas a niveles bajos causando pérdidas o daños económicamente aceptables. Debe ser un sistema que garantice estabilidad ecológica, seguridad ambiental y no afecte el desarrollo de los recursos humanos. Entre las medidas que se deben establecer para lograr el manejo integrado de plagas en este cultivo están:

• Evitar la colindancia con plantaciones de caña de azúcar y citronela de Java (Cymbopogon winterianus Jowitt) por ser ambas especies susceptibles al ataque del bórer.
• Realizar una adecuada preparación del suelo que garantice la disminución de la maleza y un adecuado desarrollo del cultivo.
• Hacer una buena selección del material de plantación evitando la presencia del insecto-plaga, así como presencia de micelios de hongos afines al cultivo. Desinfectar los propágulos con Tilt si se tiene duda sobre la presencia de Marasmio y con un producto que permita el control de las larvas y huevos del bórer.
• Garantizar la adecuada y oportuna atención al cultivo en cuanto a labores de eliminación de las malezas, fertilización, labores de cultivo y riego de manera que se garantice un buen desarrollo de las plantas. El control cultural constituye una alternativa importante debido a que éste persigue como objetivo la reactivación o reforzamiento de los mecanismos naturales de regulación. El medio ambiente se manipula hasta tornarse desfavorable para la sobrevivencia y reproducción de los organismos nocivos y a favor de los benéficos ya sean entomófagos, entomopatógenos o antagonistas.
• Hacer diagnósticos periódicos sobre la distribución e indices de infestación de la plaga y las enfermedades que permitan establecer la dinámica de las plagas y el umbral de daño económico.
• Establecer un programa de aplicación de controles biológicos, tales como Trichogramma para el control de los huevos y de moscas Lixophaga para el control de las larvas de bórer.
• No hacer aplicaciones de productos químicos en la fase de desarrollo del cultivo, dada la prohibición de su empleo en plantas medicinales.
• Realizar la cosecha de la plantación cada tres meses y a una altura de 10 cm de la superficie del suelo, de manera que se evite la acumulación de hojas secas en el cuello de las plantas que propician las condiciones para el desarrollo de la plaga y las enfermedades

COSECHA

En la caña santa el momento de la cosecha ejerce una considerable influencia sobre el rendimiento y la calidad del aceite esencial (principio activo), las hojas nuevas, tiernas, cosechadas prematuramente dan un contenido bajo y fuera de lo normal de aldehídos (60 a 70%) y poca solubilidad. (Guenther,1950).

Singh et al. (1978), estudiaron el efecto de la ejecución de varias cosechas anuales y obtuvieron los mayores rendimientos en masa vegetal y aceite cuando realizaron cuatro en el año, resultados semejantes a los obtenidos por Gupta y Jain (1978), quienes manifiestan que en dependencia de las condiciones climáticas esta especie puede ser cosechada de tres a cuatro veces en el año.

Sobti et al. (1982) recomiendan realizar dos cosechas en el primer año de vida de la planta y tres en los años sucesivos, mientras que Nair et al.(1980), recomiendan efectuar, tres cosechas en el primer año, cinco en el segundo y seis en el tercero.

Otro aspecto de importancia en la cosecha, señala Guenther, (1950) es la altura a la cual es cortada la planta, ya que el rendimiento de masa vegetal depende, entre otros factores, de la altura a la cual fueron cortadas las plantas en la anterior cosecha.

Por otra parte, la respuesta de las especies o extirpes de gramíneas a la siega, depende de su hábito de crecimiento y de la posición de sus puntos vegetativos. (Whyte et al, 1967).

La caña santa es una gramínea de rebrote, de crecimiento erecto que desarrolla hijos ó vástagos agrupados en macollas, (Roig, 1974), que produce y acumula, como se ha indicado anteriormente, el aceite esencial, principio activo de esta especie, en la parte aérea de la planta.

Los resultados del estudio realizado por Soto, Rafaela et al, (2000) sobre el efecto de dos alturas de corte (10 y 15 cm de la superficie del suelo) y tres cosechas de hojas solamente y un corte a 15 cm., sobre el desarrollo de la caña santa, expresadas a través de su altura y ahijamiento indican que en el tratamiento donde sólo se cosecharon las hojas, las plantas alcanzan una mayor altura lo que parece indicar que ello permitió que en las mismas quedara una mayor cantidad de tejido clorofílico que garantizó un rebrote más rápido, en este sentido, Costa (1995) y Chourio et al. (1997), indican que el rebrote de las gramíneas depende entre otros factores del área foliar remanente después del corte.

El número de hijos por planta no fué afectado por los tratamientos en ninguna de las cosechas, ni para el resultado global. En este sentido, Yepes (1973), señala que el corte de 10 a 15 cm. permite una recuperación de los pastos de porte alto, pero no estimula el aumento de los hijos en la macolla. Por otra parte, Vega (1990), en un estudio sobre el efecto de la altura de corte en Cymbopogon winterianus, sólo observó un incremento significativo en el número de hijos cuando cortó las plantas a ras del suelo, pero en estas circunstancias, los rebrotes eran muy débiles y cloróticos, los que lograban recuperarse pero sin llegar a alcanzar la magnitud del desarrollo de los tratamientos cosechados a mayor altura.

Crespo et al. (1986), señalan que si en los pastos, el retoño apical es removido no se producen hojas sobre dicho eje y el crecimiento vegetativo disminuye hasta que se desarrollen nuevos hijos. Las alturas de corte practicadas no parecen haber afectado en la caña santa los puntos de crecimiento.

En el rendimiento de masa vegetal por superficie, las alturas de corte realizadas ejercieron un efecto similar en todas las cosechas, excepto en la cuarta, debido a que en ésta se realizó el corte a 15 cm, en el tratamiento que se venían cortando solamente las hojas y que parece mostrar el efecto acumulativo en la planta de un mejor rebrote producto de un mayor residuo de tejido clorofílico. El resultado global indica que el rendimiento fue significativamente mayor en el tratamiento donde se cosechó a la altura de 10 cm., lo que puede explicarse por el hecho de que cuando se corta a esta altura se incluye una mayor proporción de seudotallos que en el resto de los tratamientos, que aportan una mayor biomasa y propicia que para el rebrote quede una adecuada cantidad de tejido parenquimatoso reservante y suficiente disponibilidad de tejido meristemático activo. Maraschin, (1996) señala que dentro de los atributos que contribuyen a una rápida recuperación después de la defoliación está la presencia de las zonas meristemáticas activas. El mantenimiento de los meristemos activos promueve la expansión de las células ya formadas en vez de formar nuevas células. Este autor enfatiza que esto permite una mayor eficiencia en el uso de los compuestos de la planta para una producción de un área foliar nueva.

La altura de corte de 10 cm. no parece inhibir la asimilación de nutrientes, ni reducir apreciablemente las reservas de carbohidratos, como suele suceder con los cortes a ras de suelo.

El corte de hojas solamente en tres cosechas sucesivas y uno a 10 cm., exhibe los más bajos rendimientos, lo que estuvo determinado por la no inclusión de seudotallos como en los demás tratamientos y a los resultados que arrojaron las observaciones sobre la incidencia de los factores bióticos, principalmente las relacionadas con las afectaciones por bórer, con una mayor incidencia de la plaga en este tratamiento, lo que pudo deberse a que al cortarse sólo las hojas, se eliminan menos insectos, los cuales hacen su estado pupal en la parte superior del seudotallo de las plantas, que se extraen del campo cuando se cosechan las mismas a una altura de 10 o 15 cm.

En correspondencia con los resultados obtenidos para la altura y número de hijos por planta, los rendimientos variaron de igual forma en las distintas cosechas.

El contenido de aceite esencial en la masa vegetal verde (tabla 12), fue superior en el tratamiento donde se cosecharon en tres ocasiones en el año solamente las hojas, lo que corrobora que esta es la parte de la planta que acumula la mayor proporción de aceite esencial. (Isabel Goire, 1990; Lewinsohn y Dudai, 1998), sin embargo, al considerarse los rendimientos de aceite esencial por superficie, los mayores valores se obtuvieron en los tratamientos donde se cosecharon las plantas a 10 y 15 cm de altura, lo que indica que, aunque los seudotallos contengan menos aceite esencial que las hojas (Goire, 1990), su aporte es significativo, ya que permiten obtener de un 10 a un 23% de aceite por encima del que son capaces de suministrar las hojas solamente.

Los contenidos de citral en el aceite esencial, fueron similares en todos los tratamientos evaluados. La calidad del aceite no se afectó por la inclusión de parte del seudotallo cuando las plantas se cosecharon a alturas de 10 a 15 cm de la superficie del suelo, a diferencia de lo que plantea Guenther (1950), quien señala que en las hojas es donde se acumula el aceite de mejor calidad.

Tabla 12. Efecto de la altura de corte sobre el contenido, rendimiento y calidad del aceite esencial.

Los resultados indican que bajo condiciones de riego y fertilización, la caña santa puede ser cosechada a una altura de 10cm, sin que se afecte el desarrollo de las plantas, el rendimiento en masa vegetal y aceite esencial por superficie, ni la calidad del mismo, lo que coincide con lo indicado para esta especie por Guenther (1950) para las condiciones de Puerto Rico; Lemongrass Research Station Odakkali, (1972) y por Pareek y Gupta, (1985) para las condiciones de la India.

Frecuencias de las cosechas

La calidad y productividad de un cultivo de plantas medicinales están determinadas por factores genéticos, ontogénicos y ambientales. El factor ontogénico es necesario tenerlo en cuenta, ya que la concentración y la composición de los principios activos varían de acuerdo a la edad y al nivel de desarrollo de la planta. (Sharapin, 2000 a).

Como ha sido señalado con anterioridad, en la especie estudiada el aceite esencial se produce y acumula en mayor proporción en la parte aérea, principalmente en las hojas. La definición del tiempo que debe mediar entre cosechas y por ende su frecuencia anual, resulta de suma importancia para garantizar adecuados rendimientos de masa vegetal con altos contenidos de aceite esencial con buena calidad.

El incremento de las frecuencias de las cosechas, desde una (cada 12 meses) hasta cinco (cada dos meses y medio) en el año, aumentaron los rendimientos de masa vegetal según indican los resultados obtenidos en un experimento realizado por Soto, Rafaela y col (2000) (Figura 10). Una y dos cosechas al año alcanzaron los menores rendimientos, en estos tratamientos; así como se observó una gran acumulación de hojas secas en la base de las plantas en el momento de la cosecha. En este sentido Maraschin (1996) expresa que los pastos obtienen su máxima producción de masa seca cuando han alcanzado un IAF óptimo, pero ésta comienza a reducirse en un período de tiempo después que se sobrepasa el IAF óptimo, situación que provoca el sombreado de las hojas inferiores, generando una disminución de su actividad fotosintética. Estas hojas sombreadas tienden a morir y por consiguiente disminuye el rendimiento biológico. Peña y Del Pozo (1992) señalan también la importancia de la interrelación entre la luz y el área foliar para un rápido rebrote y una alta producción.

(Letras iguales no difieren estadísticamente, según Duncan £ 0,05)

 Figura 10. Efecto de cinco frecuencias de cosecha sobre el rendimiento de masa vegetal verde. (Experimento 1)

La acumulación de hojas secas en la base de las plantas crearon también condiciones que propiciaron la aparición de enfermedades, principalmente la originada por Marasmius sp que provoca la pudrición del seudotallo y la raíz causando la muerte de las plantas y un mayor porcentaje de infestación por bórer, principal plaga del cultivo, que ocasionaron la muerte de más del 50% de las plantas, lo que influyó también en los bajos rendimientos obtenidos. Este aspecto resulta de importancia para el manejo del cultivo y su conservación como recurso fitogenético, ya que en condiciones de producción, las limitaciones en las naves de secado por problemas organizativos, de comercialización y otros, pueden provocar interrupciones en las cosechas por más de seis meses, lo que conlleva no sólo a pérdidas de las plantas, como se apuntó anteriormente, sino que se propicia la presencia de hongos y la creación de focos de infección de bórer para plantaciones cercanas de caña santa, citronela (Cymbopogon winterianus) y de caña de azúcar (Saccharum officinarum), especies que son también afectadas por este insecto.

Los mayores valores de rendimiento se obtuvieron en los tratamientos que fueron cosechados tres, cuatro y cinco veces en el año, razón por la cual fueron evaluados con mayor profundidad y durante cuatro años consecutivos en un segundo experimento .

La respuesta de la caña santa a las frecuencias de tres, cuatro y cinco cosechas anuales, expresada a través de su ahijamiento, (Figura 11) mostró un comportamiento variable en los diferentes años evaluados, lo que pudo estar vinculado a las condiciones del tiempo de estos años y a la edad de la plantación, entre otros factores y evidencia la relación ontogenética y ambiental de esta especie a la integración del crecimiento y desarrollo, sin embargo, en cada uno de ellos, excepto en el primero, como tendencia los mayores valores para esta variable se alcanzaron en el tratamiento que se cosechó cuatro veces en el año.

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 (Letras iguales no difieren estadísticamente, según Duncan £ 0,05)

  Figura 11. Efecto de tres frecuencias de cosecha sobre el ahijamiento de las plantas (Experimento 2)

El rendimiento de masa vegetal por superficie (Figura 12), siguió un comportamiento similar al número de hijos por planta; fué significativa la interacción tratamiento-año; cuatro cosechas al año alcanza el mayor valor para esta variable como tendencia en todos los años excepto en el cuarto y en el análisis global se diferencia estadísticamente de tres y cinco cosechas anuales.

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  (Letras iguales no difieren estadísticamente, según Duncan £ 0,05)

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 Figura12. Efecto de tres frecuencias de cosecha sobre el rendimiento de masa vegetal verde por año. (Experimento 2).

En el tratamiento donde se realizaron tres cosechas anuales, cada cuatro meses, que de forma global tuvo el menor porcentaje de plantas muertas (Tabla 13) que el tratamiento de cuatro cosechas anuales, alcanzó un menor rendimiento que éste, lo que puede explicarse, retomando lo planteado por Maraschin (1996) y Peña y del Pozo (1992), con relación a la importancia de la interrelación entre la luz y el área foliar para un rápido rebrote y una alta producción. Estos autores señalan que sí todas las hojas reciben luz adecuada y otro factor no es limitante, la planta estará creciendo a la velocidad máxima posible. Como la densidad foliar se incrementa, las hojas inferiores reciben luz insuficiente para la fotosíntesis y su contribución al crecimiento decrece; en estas circunstancias, la defoliación cada cuatro meses no parece cambiar estas relaciones de crecimiento y por tanto la velocidad del mismo, lo que al parecer sucede cuando se cosechó cada tres meses, tratamiento como ya se señaló en el que se alcanza el mayor valor para esta variable. La realización de cinco cosechas anuales, que tiende a tener los mayores porcentajes de plantas muertas, pero sin diferencias significativas con el tratamiento donde se practicaron cuatro cosechas en el año, alcanza menor rendimiento que éste, lo que parece indicar que cuando se realizaron cinco cosechas en el año, cada dos meses y medio, se redujeron en mayor proporción las reservas de carbohidratos que pueden almacenarse en las raíces y en la parte basal, que actúan como fuente de energía en la respiración y el crecimiento, según lo indicado por Leite et al. (1996) y Maraschin (1996); este último apunta que después de la defoliación la respiración de las raíces disminuye y la absorción de nutrientes también es afectada y ambas responden proporcionalmente a la intensidad de defoliación.

Tabla 13. Porcentaje de plantas muertas en las diferentes frecuencias de cosecha.(Datos transformados por raíz cuadrada de (x + 1).

Fernández et al. (2000) señalan para Brachiaria purpurascens, que cortes frecuentes provocan efectos negativos por la baja concentración de masa seca y la reducción de las reservas necesarias para que haya un rebrote vigoroso después del corte.

El resultado del análisis de las cosechas agrupadas por período (Figura 13), indica que la respuesta de las plantas en el período poco lluvioso es semejante en los tres tratamientos estudiados, pero se manifiesta como tendencia un mayor rendimiento cuando se cosecha cuatro veces en el año; en el período lluvioso estas diferencias se acentúan, incluso entre los tratamientos de tres y cinco cosechas, alcanzando el primero el menor valor para esta variable, lo que parece indicar que bajos las condiciones ambientales del período lluvioso, el incremento del área foliar producto de una mayor eficiencia fotosintética, provoca una mayor alteración en las relaciones entre este indicador y la irradiación. En este sentido Richards (1993), citado por Maraschin (1996), señala que el tipo y proporción del tejido removido por el pastoreo en los pastos, en combinación con los estadios de desarrollo de la planta y las condiciones ambientales son los factores más determinantes en el impacto que produce la defoliación sobre las plantas. La defoliación, apunta, provoca una reducción instantánea de la fotosíntesis, la fijación de carbono y el traslado de los carbohidratos de reserva a través del floema. Leite et al, (1996) y Maraschin (1996) indican que para que el balance en la planta se restablezca, dos procesos contribuyen a ello: el restablecimiento de las capacidades fotosintéticas por medio de las hojas y el aumento de las capacidades fotosintéticas de las hojas y vástagos remanentes, a lo cual contribuyó la altura a la que fueron cosechadas las plantas (10 cm) acorde a los resultados del experimento realizado al efecto en la presente investigación que estuvo por encima de las zonas meristemáticas activas.

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 (Letras iguales no difieren estadísticamente, según Duncan £ 0,05)

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Figura 21. Efecto de tres frecuencias de cosecha sobre el rendimiento de masa vegetal verde por período. (Experimento 2).

No se manifestó un efecto notable de las frecuencias de las cosechas sobre el contenido de aceite esencial en la masa vegetal (Tabla 14), aunque tendió a disminuir con la mayor frecuencia experimentada. Saha et al (1980), al estudiar frecuencias de corte de dos, tres, cuatro y seis en el año, obtuvieron los más bajos contenidos en aceite esencial cuando cosecharon seis veces en el año.

Tabla 14. Influencia de la frecuencia de cosecha en el contenido y calidad del aceite esencial.

La producción promedio por año de aceite esencial por superficie fue superior en la frecuencia de cuatro cortes anuales, el cual se comporta como el mejor tratamiento, en correspondencia a la producción de masa vegetal y mantenerse valores similares en el contenido, lo que evidencia como se ha demostrado en los experimentos anteriores, la importancia de alcanzar rendimientos sostenidos de biomasa para lograr una alta producción de aceite esencial de caña santa.

La calidad del aceite esencial tampoco fué afectada por las frecuencias de cosechas estudiadas, lo que parece indicar que las hojas alcanzan suficiente madurez técnica y fisiológica en los intervalos de corte evaluados. Gupta y Jain (1978) señalaron que se ha comprobado que el aceite esencial provenientes de hojas jóvenes y tiernas tiene bajo contenido de citral. Guenther (1950) indicó que el contenido de citral en el aceite esencial depende entre otras cosas del número de cosechas anuales; campos donde se realizaron cuatro cortes anuales dieron más aceite y con un mayor contenido de citral, que en un campo donde se aplicaron seis cortes anuales. Ello puede ocurrir según expresa este autor, a causa de que las plantas no habían madurado completamente cuando se les cortó con mucha frecuencia.

Lo discutido hasta el momento indica que los mejores resultados se obtienen cuando se cosecha cuatro veces en el año, lo que coincide con lo expresado por Guenther (1950) para las condiciones de Guatemala, Haití, Puerto Rico y el entonces Congo Belga, para C.citratus, en conformidad con lo expuesto por Pareek y Gupta (1985) para el género Cymbopogon cuando crece en los trópicos húmedos.

RENDIMIENTO DE MASA VEGETAL

Los resultados de los diferentes experimentos ejecutados, así como las extensiones realizadas en diferentes condiciones edafoclimáticas en Cuba permiten establecer como estimados de rendimientos en masa vegetal verde y seca por año en este cultivo, los que se ofrecen en la tabla 15

Tabla 15 . Rendimientos estimados por año.

TRATAMIENTO POST COSECHA

a) Para comercializarla como droga seca

El tratamiento post cosecha para la comercialización de C.citratus com droga seca tiene como objetivo la conservación de las características físicas, químicas, organolépticas, y farmacológicas de la misma. Un proceso inadecuado da como resultado una materia prima de baja calidad, con pérdidas del principio activo, así como un aumento de la carga microbiana y una pésima presentación comercial. Las perdidas de principios activos involucran:

• Degradación por procesos metabólicos
• Hidrólisis de los compuestos
• Descomposición por la luz
• Descomposición enzimática
• Degradación de sustancias termolábiles por el calor
• Volatilización de los aceites esenciales
• Contaminación por hongos y bacterias.

La primera etapa del procesamiento postcosecha conlleva el examen y la separación de las partes deterioradas, manchadas y con señales de ataque de insectos y hongos. Como etapa siguiente se recomienda lavar la droga con agua potable y después desinfectarla con hipoclorito de sodio o de calcio.

La etapa más importante del procesamiento postcosecha es el secado. La industria de fitofármacos utiliza plantas secas, lo cual facilita la conservación por períodos de tiempo prolongados., así como su molinado.

En sentido general el contenido de humedad en las plantas frescas varía de 60 a 80%. El proceso de secado reduce este contenido a 5-12%. Según el órgano de la planta, las perdidas de peso son: hojas 20-75%, corteza 40-65%, tallo 30-70%, raíces 25-80% y flores 15-80%.

El secado interrumpe los procesos de degradación causados por enzimas y fermentos, impide el desarrollo de microorganismos y reacciones de oxidación y de hidrólisis, sin embargo como este proceso involucra calor, pueden presentarse pérdidas de aceites esenciales y de sustancias volátiles, así como el riesgo de degradación de sustancias termolábiles. La mayoría de las plantas medicinales pueden ser secadas a temperaturas que varían entre los 30 y 60 grados centígrados.

El proceso de secado de esta planta debe ser realizado a la sombra, extendiendo las plantas sobre una superficie limpia en capas finas, para evitar la fermentación. Este proceso no permite el control de la temperatura, los mejores resultados se obtienen utilizando secadores solares o que operen con agua caliente.

Los índices de calidad para la comercialización de la droga seca de C.citratus , se muestran en la tabla 16 que aparece a continuación, según la Norma Ramal del Ministerio de Salud de Cuba aprobada en 1992.

Tabla 16 . Especificaciones de calidad de la droga seca de

C.citratus. (NRSP,1992).

ALMACENAMIENTO

Por mucho cuidado que se haya tenido en la cosecha y en el secado, las plantas pierden principios activos durante el almacenamiento. Aunque el período recomendado para almacenar las hojas y las flores es de 12 a 18 meses y para las cortezas y raíces de 12 a 36 meses, algunas plantas pierden sus principios activos más rápidamente.

La conservación de la materia vegetal por períodos prolongados de tiempo dependen de las condiciones de almacenamiento, las condiciones apropiadas impiden que el producto tenga contacto con el sol, el polvo, los roedores y los insectos y otros factores de degradación. El lugar debe ser limpio y sin la incidencia de la luz solar directa.

La garantía de calidad de estas producciones se definen por los análisis:

• Físico- organoléptico: Examen visual y estereoscopico. Contaminación por larvas e insectos, olor y color característico. Análisis del contenido de humedad
• Microbiológico – sanitario:

Conteo del número de coliformes por gramo de masa seca.

b) Para la obtención del aceite esencial

Como planta aromática C.citratus, es empleada para extraer de sus hojas el aceite esencial que por su olor a limón se le conoce como lemongrass en el mercado internacional y se emplea ampliamente en la industria de jabones, detergentes y lociones. El grueso de la producción es utilizado para la obtención del citral, que es muy usado en cosméticos y perfumes o es convertido en iononas, sustancias con un fuerte olor a violeta.(Guenther, 1950)

"Los aceites esenciales son las fracciones líquidas volátiles, que contienen las sustancias responsables del aroma de las plantas y que son importantes en la industria de perfumería, de alimentos (condimentos y saborizantes) y farmacéutica. Generalmente son mezclas complejas de hasta más de 100 componentes (compuestos alifáticos de bajo peso molecular, monoterpenos, sequiterpenos y fenilpropanos). En su mayoría son de olor agradable y se encuentran distribuidos en unas 60 familias de plantas. (Farmacognosia, 2002).

Los aceites esenciales en su mayoría son obtenidos por destilación y pueden ser empleados tres procesos para ello: la destilación con agua, la destilación con agua y vapor de agua y la destilación directa con vapor de agua. (Goire, 1990 y Sharapin, 2000 b).

El aceite esencial de lemongrass se extrae por destilación directa con vapor de agua, es un líquido de color amarillo con un potente olor a limón, que está presente en las hojas en una proporción de 0,25 a 0,35 % y contiene como componentes principales el a citral y su isómero b , en la proporción de 72 a 76 % expresados como aldehídos totales, calculados como citral. (Guenther,1950 y Sharapin, 2000 b).

El aceite esencial de esta planta se acumula en células que fueron detectadas por Lewinson y Dudai, (1998), en el lado adaxial del mesófilo de las hojas, comúnmente adyacente al tejido no fotosintético y entre los haces vasculares. La pared celular de estas células está lignificada. Estos resultados sugieren que la acumulación del citral tiene lugar en dichas células individuales dentro del tejido foliar.

Procesamiento:

1. La masa vegetal verde cosechada debe ser sometida a un proceso de troceado para facilitar la extracción del aceite esencial , dada la ubicación de las glándulas donde se acumula el mismo en el tejido foliar.

   Esta operación puede realizarse de forma simultánea con la cosecha si ésta se realiza mecánicamente con una cosechadora que después de cortarla a la altura adecuada troce las hojas en pedazos de 5 a 10 cm. En Cuba existen experiencias con el empleo de la silocosechadora de pastos tipo SPKZ que facilita esta operación.

   Una vez cosechada y troceada la masa vegetal debe ser destilada ante las 6 horas para evitar que se produzca su fermentación la cual altera la calidad organoléptica del aceite esencial.

2. Troceado de las hojas.

   Partiendo de la capacidad de cada alambique dado su volumen, para evitar accidente o subutilización de la capacidad instalada, así como para conocer el rendimiento tanto agrícola como industrial es aconsejable controlar la masa de la carga de cada destilación. En Cuba se emplea una balanza dinamométrica que se acopla al wincher que eleva los cestos con los cuales se llenan los alambiques

3. Pesaje de la carga por alambique

   Este proceso puede ser de forma manual o mecanizado, garantizando el apisonamiento de la masa vegetal de manera que se eviten canales de vapor durante el proceso de destilación que provocan una disminución de los rendimientos. Concluida la carga del alambique se tapan los mismos y se acopla la tapa al condensador

4. Carga o llenado de los alambiques
5. Destilación

Concluido el proceso de carga del alambique se abre parcialmente la llave de entrada de vapor al mismo de manera que se evite el quemado de la masa vegetal del fondo ya que esto le infiere un tope de olor a quemado que altera la calidad organoléptica del aceite esencial, este proceso de precalentamiento demora alrededor de 15 minutos, a partir del cual se inicia la destilación que dura en este cultivo de 45 a 50 minutos. Durante este proceso es importante controlar la presión de entrada del vapor de agua y temperatura del condensado, que no debe ser superior a los 40 grados centígrados para evitar la pérdidas de las sustancias volátiles del aceite esencial; la velocidad de destilación que garantice una adecuada separación del aceite esencial y el agua en el separador o florentino. Concluida la destilación se extrae el aceite esencial del florentino.

5. Secado y filtrado del aceite esencial

El aceite esencial obtenido se somete a su secado mediante el uso de sales deshidratantes, se filtra y se envasa en recipientes de acero inoxidable preferiblemente para evitar la contaminación del mismo. Deben tomarse muestras del aceite esencial obtenido para su análisis físico, químico y organoléptico que permitan conocer su calidad.

El aceite esencial después de eliminada el agua y filtrarse se coloca en un almacén con condiciones para el acceso del transporte, para el procesamiento secundario y para su almacenamiento. En este lugar después de haberse realizado los análisis del aceite esencial contenido en cada recipiente, se lleva a cabo la preparación de las partidas comerciales que se ponen en tanques de mezcla de 3 a 5 m3 de capacidad por un período de 20 a 30 días, tiempo en que se sedimentan distintas impurezas y el agua, procediéndose a una nueva filtración ( con filtros-prensas) y envasado, después de haber tomado las muestras representativas para el análisis, estando listo así para la venta o consumo.

Las especificaciones de los índices de calidad para este aceite esencial, en cuanto a su composición química y parámetros físicos, según la Norma Cubana 35-22, se muestran en la tabla siguiente:

Tabla 17 . Índices de calidad del aceite esencial de caña santa. (Cuba, 1981)

Dra. Rafaela Soto Ortiz

Ing. Agrónoma, MSc.

Subdirectora. CETAS / Universidad de Cienfuegos 

Cienfuegos, Cuba