UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE MADRID
ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS
AGRÓNOMOS
EVALUACIÓN DE LA SOSTENIBILIDAD DEL
CULTIVO DE MAÍZ GRANO EN LA REGIÓN
DE SERDAN, PUEBLA (MÉXICO).
TESIS DOCTORAL
JUAN CONTRERAS RAMOS
INGENIERO AGRÓNOMO
DEPARTAMENTO DE PRODUCCIÓN
VEGETAL: FITOTECNIA
ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE
INGENIEROS AGRÓNOMOS
EVALUACIÓN DE LA SOSTENIBILIDAD DEL
CULTIVO DE MAÍZ GRANO EN LA REGIÓN
DE SERDAN, PUEBLA (MÉXICO).
AUTOR:
JUAN CONTRERAS RAMOS
INGENIERO AGRÓNOMO
DIRECTOR
Fdo.: Carlos G. Hernández Díaz-Ambrona
Profesor Titular de Producción Vegetal
Dpto. de Fitotecnia
E.T.S.I. Agrónomos
El Tribunal nombrado por el Mgfco. Y Excmo. Rector de la Universidad Politécnica de Madrid, el día de del 2005.
Presidente D... Vocal D Vocal D Vocal D
Secretario D.
Realizando el acto de defensa y lectura de la tesis el día de del 2005.
En
Calificación.
EL PRESIDENTE LOS VOCALES
CARLOS GREGORIO HERNÁNDEZ DIAZ-AMBRONA, profesor titular de
la Universidad Politécnica de Madrid del departamento de Producción Vegetal: Fitotecnia,
CERTIFICA:
Que la tesis doctoral Evaluación de la sosíenibilidad del cultivo de maíz
grano en la región de Serdan, Puebla (México) presentada por JUAN
CONTRERAS RAMOS, Ingeniero Agrónomo por la Universidad de
Guadalajara, Méjico, constituye un trabajo original de investigación y que ha sido realizado bajo mi dirección en este departamento.
Puesto que el mismo cumple las normas vigentes en materia de doctorado autorizo su presentación.
Madrid, 15 de septiembre de 2005.
Esta tesis ha sido presentada para optar al grado de Doctor
Ingeniero Agrónomo en la Escuela Técnica Superior de Ingenieros
Agrónomos de la Universidad Politécnica de Madrid.
El Doctorando:
Juan Contreras Ramos
Ingeniero Agrónomo
V.B". del Director de Tesis
Fdo. Carlos G. Hernández Díaz-Ambrona
Doctor Ingeniero Agrónomo
Profesor Titular de Producción Vegetal
Departamento de Fitotecnia
Agradecimientos
A la Asociación Nacional de Universidades e Instituciones de Educación Superior
(ANUIES), por la oportunidad brindada al apoyarme económicamente e
institucionalmente durante los años de estudio del doctorado.
Al Colegio de Postgraduados por sus enseñazas, conocimientos y por ofrecerme la oportunidad de superarme en lo personal, profesional y en lo académico.
A la Universidad Politécnica de Madrid y en especial al profesorado de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros Agrónomos quienes participaron mediante sus cátedras, enseñanzas o consejos personales en la realización de mi doctorado.
A todos los centros de enseñanza y a su cuerpo docente, administrativo y de apoyo que a lo largo de mi vida me han educado, enseñado y formado como persona e individuo de una colectividad.
Un agradecimiento especial para los profesores del Colegio de Postgraduados los Dr. Benjamín Figueroa Sandoval, Dr. Néstor Estrella Chulin, Dr. Benito Ramírez Valverde, Dr. Flemón Parra Inzunza, Dr. Engelberto Sandoval Castro y Dr. Benjamín V. Peña Olvera por el apoyo prestado para la realización de mis estudios y la conclusión de los mismos.
Finalmente un agradecimiento a los profesores de la E.T.S.I. Agrónomos Dr Carlos G. Hernández Díaz-Ambrona, Dra. Inés Mingues Tutela y Dr. Vicente Gómez, Dr José Ramón Fernández, por la oportunidad brindada al trabajar con ellos como parte de mi formación doctoral.
DEDICATORIAS
A mi abuela María Felicitas Longines Baltazar (1906-2002) mujer ejemplar de una generación que con su esfuerzo y dedicación contribuyo a la transformación de un México difícil y cruel, sacrificando sus propios intereses para la educación y el progreso de las siguientes generaciones.
A mi esposa María del Rosario y a mis hijos R. Zarina, Juan Sebastián e litse Jazmín. A quienes le dedico esta tesis, gracias por apoyarme siempre a pesar de las continuas ausencias a que obliga mi profesión.
A mis padres Ignacio Contreras y María de los Ángeles Ramos y a mis hermanas y hermanos por su apoyo y cariño incondicional.
RESUMEN
EVALUACIÓN DE LA SOSTENIBILIDAD DEL CULTIVO DE MAÍZ GRANO EN LA REGIÓN DE SERDÁN, PUEBLA (MÉXICO)
SINOPSIS
En la región agrícola de secano de Serdán, ubicada en e! estado mexicano de Puebla con un total de 228,600 hectáreas, se realizaron dos procesos de zonificación Agroecológica y Edafoambiental con el propósito inicial de identificar las áreas agrícolas apropiadas para la producción del cultivo de maíz con niveles de inversión de capital alto, medio y bajo. Para el nivel de inversión medio se estimó una superficie agrícola total de 120,724 hectáreas con tres diferentes grados de adecuación (S2-S4) estas se cuantificaron y cartografiaron con un Sistema de Información Geográfica. Mediante el empleo del modelo Agroecológico de simulación Cropsyst se evaluó la sostenibilidad del cultivo dentro de las zonas agrícolas de Serdán, Ateneo, Tlachichuca, San Salvador El Seco y Guadalupe Victoria a tres prácticas de manejo monocultivo de maíz (MMMMM), cuatro años de maíz y barbecho (BMMMM), cuatro años maíz uno con enmienda orgánica y habas (MM+EMMH), concluyendo que de no existir cambios en el actual sistema de agrícola este cultivo dependerá cada vez en mayor medida de insumes extemos para sostener su producción.
PALABRAS CLAVE: Zonificación Agroecológica, Sostenible, Modelización,
SIG, CropSyst, Maíz, Suelo y disponibilidad hídrica.
SUSTAINABILITY EVALUATIONIN MAIZE PRODUCTION SYSTEM OF SERDÁN, PUEBLA (MÉXICO)
ABSTRACT
In the dry land of Serdán in the Mexican State of Puebla with 228,600 hectares, v/e applied two methods of agro ecology classification with objective on identification the agricultural suitable zones for cropping maize with dififerent capital investment high, médium and low level. The economic inversión level médium estimated 120,724 hectares with three level of suitability from modérate to marginal (S2 to S4), they was countable and cartographic with a Geographic Information System with the software Are View. We used the agro ecology simulation model Cropsyst to asses the suitable of maize ín the áreas of Serdán, Ateneo, Tlachichuca, San Salvador El Seco and Guadalupe Victoria and three crop farming maize monoculture (MMMMM), maize fallow (BMMMM) and maize with manure and faba beans (MM+EMMH). We concluded that the actual farming on maize will be more and more dependent of the extemal input to support the present yield.
KEYWORDS: Agroecological zones; Sustaniable, Modelling; GIS; CropSyst;
La región agrícola de secano de Serdán tiene un total de 228,600 hectáreas y se ubica en la parte centro oriental del estado de Puebla, México (latitud 19° norte y longitud 97° oeste, altura entre 2,200 y 5,610 msnm). Se caracteriza por ser predominantemente productora de granos básicos, en especial del cultivo de maíz que suele cubrir entre el 75 al 90 % de la superficie agrícola. Las variedades de maíz empleadas por el productor son principalmente locales (no mejoradas) con un ciclo de crecimiento que varia de 135, 150, 165, 185, a 200 días. El periodo de siembra, que normalmente se realiza en condiciones de humedad residual' , se inicia en los primeros días de marzo y finaliza incluso ya iniciado el mes de jimio cuando normalmente ya comenzó la época de lluvias. Los principales problemas climáticos que limitan los rendimientos de grano del maíz son las sequías sobre todo durante la antesis y floración femenina, así como las heladas que ocurren principalmente en Octubre.
Para estudiar la sostenibilidad del cultivo de maíz dentro de la región, se procedió inicialmente a evaluar la región mediante la Zonificación Edafoambiental y la Zonificación Agroecológica esta última desarrollada por la FAO. Ambas metodologías comparten la finalidad de determinar las áreas acordes para la producción de un cultivo, si bien también tienen algunas diferencias entre ellas.
La Zonificación Edafoambiental mediante un procedimiento estadístico (componentes principales) permite conocer con precisión los principales factores edáficos y climáticos que influyen sobre el cultivo de maíz y sus rendimientos. Con este proceso los diferentes análisis estadísticos realizados con las variables físicas y químicas del suelo determinaron que los principales factores edáficos que permitían agrupar los diferentes tipos de suelo fueron: Profimdidad del terreno, pH del primer horizonte, los porcentajes de arena de los dos primeros horizontes y
' Es decir un remanente de humedad en el suelo equivalente al 5 a l l 5 % de la humedad a capacidad de campo que puede retener el suelo agrícola con lo que la planta inicia su desarrollo. El contenido de humedad residual depende del tipo de suelo, prácticas de manejo y de las lluvias invernales de noviembre a febrero, cuando el suelo se encuentra en descanso.
finalmente el porcentaje de la materia orgánica de los tres principales horizontes del suelo. Las variables ambientales que fueron seleccionadas fueron: grados calor del cultivo (GCtotal), temperaturas promedio máximas de julio y agosto (TMAJL, TMAGS), la temperaturas promedio mínimas de octubre (TNOC), y la precipitación media de mayo y julio (PPY, PPJL).
La Zonifícación Agroecológica de la FAO comprendió inicialmente un total de 32 unidades de utilización de tierras (UTL). Posteriormente estas se redujeron en 15 zonas con similar duración del periodo de crecimiento (DPC), realizada mediante xma diferenciación climática con énfasis en los factores ambientales de temperatura media y en el periodo de crecimiento disponible para el cultivo en función de la humedad residual del terreno, la precipitación pluvial y la ocurrencia de heladas, tomando como referencia la información de las estaciones climáticas locales cuyos periodos de información disponibles variaron de 5 a 58 años, incluyendo los gradientes de temperaturas por diferencias de altura en las áreas para estimar las DPC en las áreas donde no existía información climática.
Los rendimientos potenciales de maíz, en las zonas donde su cultivo era posible realizar dentro de la DPC de la zona, se estimaron y calcularon con base a los niveles de inversión de capital alto, medio y bajo siguiendo la metodología de la FAO. El rendimiento potencial del cultivo varió sensiblemente de acuerdo al nivel de inversión y UTL ya que estos oscilaron de 900 kg/ha a los 7,000 kg/ha. Gradualmente los rendimientos potenciales se redujeron de acuerdo a las constantes agroclimáticas y edáficas limitantes particulares de cada UTL. Para el nivel de inversión medio se estimó una superficie agrícola total de 120,724 hectáreas con tres diferentes grados de adecuación que fueron de moderadamente adecuadas (S2) a muy marginalmente adecuadas (S4). Del total de la superficie física solo resultó adecuada para la producción del cultivo de maíz el 51.6 % para el nivel de inversión de capital bajo y el 53.2 % para los niveles de inversión de capital medio y alto.
Dentro de la zona agrícola central en las UTL de Serdán, San Juan Ateneo, San Salvador El Seco, Tlachichuca y Guadalupe Victoria se validó el modelo Cropsyst con los datos de rendimientos medidos en campo de 195 productores con sus respectivas variedades locales (135, 150, 165, 185 y 200 días) para determinar su calidad de ajuste para ser empleado en la región. Dicho ajuste dio un coeficiente de correlación R de 0.687 en forma global (años, localidades y estaciones metereológicas). Siendo mejor los resultados para la zona de influencia de Serdán con una media de R^=0.89, en cambio la zona de influencia de Guadalupe Victoria con una media de R =0.56 alcanzó los peores resultados. Dentro de la validación del Cropsyst también se observaron circunstancias que demostraban que los rendimientos comerciales de algunas localidades no eran posibles de simular con la información del clima reportado por las estaciones metereológicas cercanas.
Con el modelo Cropsyst y empleando la variedad local de 165 días (C165) se simuló la sostenibilidad del cultivo de maíz en el periodo 1975 a 2030 con tres diferentes prácticas de cultivo, todas ellas con las mismas dosis de fertilización química 110 kg N/ha y 50 kg P205/ha con 50,000 plantas por hectárea, estas fueron: 1.- monocultivo (maíz-maíz-maíz-maíz-maíz) o MMMMM, 2.-monocultivo con un barbecho inicial el primer año (barbecho-maíz-maíz-maíz-maíz-) o en este caso BMMMM, 3.- rotación simple (maíz, maíz con cinco toneladas de estiércol, maíz, maíz, haba) o MM+EMMH. Salvo la zona de Guadalupe Victoria donde no se encontraron diferencias estadísticas entre las tres prácticas de manejo, en el resto de las localidades la mejor práctica de manejo por los rendimientos medios obtenidos se obtuvo con el manejo MM+EMMH, seguida por el monocultivo (MMMMM) (ver cuadro 1).
Cuadro 1 Resumen de rendimientos (kg/ha) y análisis estadísticos de las tres prácticas de manejo simuladas en la localidades seleccionadas
Rendimientos promedio en kilogramos por hectárea (1975-2030)
Media S C.V Dif' Ser dan pi Mono 1,930 1,027 0.53 P2 Barbecho 2,582 1,467 0.57 P3 MEH 2,572 1,333 0.52 0.01**
San Juan Ateneo
pi Mono 1,989 1,101 0.54 NS P2 Barbecho 1,542 1,291 0.84 P3 MEH 2,000 1,013 0.51 0.01**
José María Morelos
pi Mono 2,032 1,101 0.54 P2 Barbecho 2,489 1,345 0.54 P3 MEH 2,552 1,266 0.51 0.04* San Salvador E pi Mono 1,355 1,837 1.35 P2 Barbecho 1,688 2,097 1.24 Seco P3 MEH 1,530 2,043 1.34 NS 1975-2000 Guadalupe Victoria pi Mono 496 503 1.01 P2 Barbecho 492 491 1.00 P3 MEH 404 516 1.26 NS P1:MMMMM; P2: BMMMM; P3: MM+EMMH
1) Diferencias estadísticas entre la Práctica de manejo P3 con respecto a las práctica Pl y P2. NS no significativo, * diferencias significativas al nivel 0.05, ** diferencias significativas al nivel 0.01.
Los rendimientos medios son con base al rendimiento promedio exclusivamente del maíz. S: desviación estándar.
La práctica BMMMM fue ligeramente menor al monocultivo, pero se determinó como altamente riesgosa, ya que además del año sin cultivo se puede perder la cosecha otro año por las condiciones de clima adversas como fueron las heladas, tanto reales dentro del periodo de información climática existente como dentro periodo estudiado simulado. Es decir, puede existir la circunstancia de que el productor no obtenga rendimientos en dos años seguidos por dicho fenómeno. La reducción de los rendimientos por heladas y sequías influyó en los resultados de las simulaciones. Aunque la tendencia de los rendimientos a largo plazo fue negativa, indicando una reducción de los rendimientos conforme pasaban los años, no fue concluyente pues el coeficiente de determinación o R no fue significativo. Por ello se estudio el efecto de las prácticas sobre las condiciones de fertilidad, las simulaciones realizadas indicaron que bajo las actuales condiciones de manejo del cultivo en la zona, la producción del mismo se va tomado en cada ciclo más dependiente de los insumes extemos para mantener la producción actual.
El efecto del cambio climático con el modelo Cropsyst fue también estudiado. Se determinó un escenario de cambio de clima con un aumento de la temperatura de 4 °C, con dos variantes: una reducción de la precipitación pluvial del 20% y un aumento de la misma en igual porcentaje. Los cambios climáticos simulados dentro de la zona tuvieron diferentes efectos en el cultivo de maíz. Para las variedades de ciclo corto e intermedio se espera una reducción en los rendimientos de grano del 42 al 58% con respecto a los que actualmente se tienen. En cambio para las variedades de ciclo largo un incremento en las temperaturas promedio mínimas ocasionara una variación en los rendimientos del -7% al +10%, es decir un efecto adverso mucho menor con respecto a las variedades de ciclo cortó e intermedió, lo qué'favorecerá en uñ futuro su mayor empleo.
índice General
1 2 2.1 2.2 3 3.1 3.2 3.3 3.4 3.4.1 3.4.2 3.5 4 5 5.1 5.1.1 5.1.2 5.1.3 5.2 -5.3 5.4 5.5 5.6 '5.6.1 5.6.2 6 6.1 6.2 CAPÍTULO 1. INTRODUCCIÓN Introducción El problema AntecedentesLos problemas de Sustentabilidad en México
La región de estudio
Climatología Suelos
Descripción del tipo de productor del área
Descripción del sistema de producción en maíz en Serdan
Métodos de siembra
Fertilización y labores culturales
Los problemas de sostenibilidad en Serdáñ
Objetivos
CAPÍTULO II. MATERIAL Y MÉTODOS Antecedentes
La clasificación de tierras para su uso agrícola
La clasificación edafoclimática
Análisis espacial de variables para la caracterización edafoclimática
Experiencias en México
Los modelos agro ecológicos El modelo de simulación Cropsyst
El empleo de los sistemas de información geográfica en la investigación
Cambio climático en Mesoamérica
Indicadores de la sosterñbilidad del suelo agrícola Indicadores del suelo
Indicadores de agro diversidad en Serdán
El análisis multivariante
Definición del análisis multivariante Reducción de variables Página 1 7 7 12 19 20 24 27 27 29 30 32 37 39 40 41 43 44 47 52 54 55 56 58 60 63 63 64
6.3 6.3.1 6.3.2 6.4 6.5 6.6 6.6.1 6.6.2 6.7 7 7.1 7.1.1 7.1.2 7.1.3 7.1.4 7.1.5 7.2 7.2.1 7.2.2 7.2.3.1 7.2.3.2 7.2.4 7.2.5 7.2.6 7.2.6.1 7.2.6.2 7.2.6.3 7.3 7.4 7.5 7.5.1 7.5.2 8 8.1 8.2 8.2.1 Distancias estadísticas 65 Distancia euclídea 66 La distancia de Mahalanobis 67 El coeficiente de correlación 70 El análisis de conglomerado o cluster. El método de 71
Ward.
Componentes principales 73
Fundamentos del análisis de componentes principales 73 Aspectos a considerar en el análisis de componentes 75 principales
Análisis Discriminante y sus fundamentos 77
Materiales y métodos 83
Recopilación de datos 83
Información experimental 84 Información técnica de los productores 86
Información cartográfica 87 Información climática 87 Información de suelos 89
Metodología. 91
Zonificación edafoambiental 91 Uso de la información de los productores por el 99
Cropsyst
Cálculo de las variables climáticas. 100 Manejo de la información climática 103 Cálculo de las unidades térmicas del cultivo 106
Selección de los parámetros del cultivo 107 Empleo de modelos de simulación agro ecológicos 111
Metodología para el empleo del modelo propuesto 112 Ajuste del modelo Cropsyst a las temperaturas extremas 113
Prácticas de manejo simuladas 115
Análisis estadístico 116
Ventajas metodológicas 118 Análisis de la sostenibilidad de la zona de estudio 119
Criterios de sostenibilidad agrícola global e indicadores 119 evaluados
Selección y evaluación de los indicadores para los 130 sistemas simulados
CAPITULO III. RESULTADOS Y DISCUSIÓN 133
Análisis de Correlación 133 Análisis global de la información de suelos y climas 135
8.2.2 8.2.3 8.2.4 8.3 8.3.1 8.3.1.1 8.3.1.2 8.3.1.3 8.3.2 8.3.2.1 8.3.2.2 8.3.2.3 8.3.3 8.3.3.1 8.3.3.2 8.3.3.3 8.3.3.4 8.3.3.5 8.4 8.4.1 8.4.2 8.5 9 9.1 9.1.1 9.1.2 9.1.3 9.1.4 9.1.5 9.1.6 9.1.7 9.1.8 9.1.2
Análisis de componentes principales para todos los 140 suelos
Análisis discriminante para todos los suelos del área 143
Clasificación climática 145 Análisis de suelos y climas de la región agrícola 150
Determinación de clases por las variables edáficas 150 Clasificación general por conglomerados de las 150 variables del Suelo
Reducción de variables edáficas en suelos agrícolas 154 con Componentes Principales
Análisis discriminante para suelos en áreas cultivadas 157
Análisis estadístico de los Suelos Regosoles 159 Análisis simplificado de conglomerados en Regosoles 160
agrícolas
Análisis de componentes principales en Regosoles 162 agrícolas
Análisis Discriminante en suelos Regosoles 164 Determinación de clases para las variables climáticas 167
Clasificación Automática del clima en áreas bajo 167 cultivo
Generación de nuevas variables para la clasificación 179 climática con los componentes principales.
Análisis Discriminante climático para la región con 172 cultivos anuales
Generación de clases climáticas para la zona 177 predominante
Análisis discriminante climático para la zona de \%\ regosoles
Discusión sobre los análisis Edafoambientales ¡85
Para las variables climáticas igf Para las variables edáficas \ gg
Determinación de las clases Edafoambientales \ 39
Zonifícación agroecológica 195
Duración del periodo de crecimiento del cultivo 197
Zona de Serdán \ 97
Zona de Coyotepec 201 Zona de San Salvador El Seco 204
Zona de Guadalupe. Victoria 2O8
Zona de Tlachichuca 211 Zona de Zacatepec 214 Zona de Esperanza 215 Zona de Cañada Morelos 218 Zonas agrícolas sin información climática 220
9.1.2.1 9.1.2.2 9.1.2.3 9.2 9.2.1 9.2.2 9.2.3 9.3 10 10.1 10.1.1 10.1.2 10.1.3 10.1.4 10.1.5 10.2 10.3 10.3.1 10.3.1.1 10.3.2 10.3.3 10.4 10.4.1 10.4.2 10.4.3 10.4.4 10.4.5 10.4.6 10.4.7 10.5 10.6 10.6.1 10.6.2 10.6.2.1 10.6.2.2
Zonas de valles altos San Francisco 220 Zona de valles altos Atzizintla 221 Zona de Sn Nicolás Buenos Aires 223 Estimación de los rendimientos potenciales 224
Rendimientos con uso alto de insumas. 225 Rendimientos con uso intermedio de insumos 235 Rendimientos con uso bajo de insumos 239
Evaluación de la metodología ZAE 243
Evaluación Agroecológica 245
Ajuste del modelo Cropsyst a la presencia de heladas y 245 sequías
Validación del modelo a nivel regional 247 Validación del modelo con la estación de Serdán 249
Validación del modelo con la estación de San Salvador 252 El Seco
Validación del modelo con la estación de Guadalupe 254 Victoria
El ajuste del modelo Cropsyst por ciclo anual 256
Evaluación de las principales variedades de maíz 259 locales
Simulación del modelo a diferentes prácticas de cultivo 264
Monocultivo 264 Simulación del monocultivo en las principales zonas 264
agrícolas
Monocultivo con barbecho de descanso 268 Rotación maíz-haba y abonos orgánicos 277
Efectos de las prácticas propuestas sobre la fertilidad 280 del suelo
Reducción del contenido de materia orgánica del suelo 282
Mineralización de la materia orgánica 286 Nitrógeno absorbido por la planta 287 Nitrógeno lixiviado y agua drenada en el suelo 289
Pérdidas de nitrógeno libre en el suelo 292 Comparación de rendimientos entre periodos y manejo 294
Conclusión sobre las prácticas de manejo simuladas 298
Análisis del clima local 298
Determinación de la sostenibilidad de la zona estudiada 304
Análisis General de la Sostenibilidad de la zona 304 Análisis particular de la sostenibilidad del cultivo de 329
maíz
Caracterización agroecológica de los sistemas 329 simulados y locales
11 11.1 11.1.1 11.1.2 11.1.3 11.2 11.3 11.3.1 11.3.2 11.4
CAPÍTULO IV. DISCUSIÓN GENERAL
Resumen de resultados
Análisis Edafoambiental Zonijicación agroecológica Evaluación agroecológica
Comparación entre técnicas
Análisis de la sostenibilidad agroecológica local Análisis General de la zona
Análisis particular de la sostenibilidad del cultivo de maíz Comparación de resultados CONCLUSIONES BIBLIOGRAFÍA ANEXOS Anexo 1 Anexo 2 343 344 344 346 350 353 357 357 359 360 367 373 399 435
índice de Cuadros
Cuadro 2.1 7.1 7.2 7.3 TituloApoyos por subsidios agropecuarios (dólares/productor) que se otorgan como política económica de los gobiernos de los países citados
Experimentos de maíz que resultaron afectados por heladas en el período comprendido 1975-1981
Relación de los experimentos de maíz que se utilizaron para evaluar lá zona de estudio, periodo 1988-1990
Relación de experimentos de haba (Vicia faba, L.) utilizados para la simulación de rotaciones
Página
8
84
85
7.4 7.5 7.6 1.1 7.8 7.9 7.10 7.11 8.1 8.2 8.3 8.4 8.5 8.6
Ubicación de las estaciones climáticas dentro del área de estudio
Principales características físicas y químicas de los suelos donde se realizo la investigación en el cultivo de maíz en los años referidos
Características generales que se establecieron para los niveles de inversión en el cultivo de maíz en la zona de estudio
Análisis de correlaciones de las principales variables climáticas reales contra las simuladas, para determinar la validez del simulador de Clima ClimGen dentro de la región de San Salvador El Seco
Relación de variables en el cultivo de maíz que se obtuvieron en la región de Serdán dentro de las parcelas comerciales
Resistencia del maíz a condiciones extremas de temperatura en diferentes fases de su desarrollo (grados Celsius).
Rotaciones simuladas para evaluar la sostenibilidad de la región agrícola estudiada.
Criterios e indicadores seleccionados para evaluar la sostenibilidad de la zona de estudio
Variables edáficas que se emplearon en el análisis edafoambiental
Distancias existentes entre las diferentes variables y grupos conglomerados con una previa reducción de variables
Análisis de Componentes Principales de las variables edáficas comprendiendo la información de todos los perfiles y mosaicos identificados en el mapa Edafoclimático Análisis discriminante de los suelo de la región de estudio comprendiendo los más representativos
Variables climáticas y fenologicas del cultivo del maíz empleadas en el análisis climático
Análisis Discriminante para la separación de grupos por
88 90 98 104 • 110 114 115 121 143 139 141 144 146 148
8.7 8.8 8.9 8.10 8.11 8.12 8.13 8.14 8.15 8.16 8.17 8.18 9.1
tipo de clima, en toda la región de estudio
Resultado del análisis de Componentes Principales para describir los suelos agrícolas de la zona de estudio
Análisis discriminante obtenido para selección de variables edáficas en los suelos agrícolas de la región de Serdán
Resultado del análisis de Componentes Principales para describir los Regosoles agrícolas de la zona de estudio
Análisis discriminante obtenido para la selección de variables edáficas en los Regosoles agrícolas de la región de Serdán
Análisis de Agrupación de las variables climáticas para toda la región siguiendo la Estrategia de Ward
Análisis Estadístico Mediante los Componentes Principales de las variables climáticas y de cultivo para obtener tma clasificación zonal general para toda la región de estudio Análisis Estadístico discriminante que identifica principales variables climáticas que influyen en la zona de cultivos anuales
Análisis estadístico de Componentes Principales de las variables climáticas y de cultivo para una clasificación para los climas subhúmedos de la región de estudio
Análisis Discriminante de las variables climáticas en la zona donde predominan los climas subhúmedos con suelos regosoles
Resumen de los resultados de los análisis climáticos realizados en la región de Serdán, Puebla
Resumen de los resultados de los análisis edáficos realizados en la región de Serdán, Puebla
Factores que se consideran en la clasificación de zonas edafoclimaticas para toda la zona de estudio de Serdán Estimación del periodo de la duración de los cultivos (DPC)
155 158 162 165 167 170 173 179 183 187 191 192 200
9.2 9.3 9.4 9.5 9.6 9.7 9.8 9.9 9.10 9.11
en la zona de Ciudad Serdán, Puebla con la metodología de la FAO-AEZ (precipitación histórica y evaporación potencial mediante el método Penman)
Estimación del periodo de la duración de los cultivos (DPC) en la zona de Coyotepec, Puebla (precipitación histórica y evaporación potencial estimada mediante el método Permian)
Estimación del periodo de la duración de los cultivos (DPC) en la zona de San Salvador El Seco, Puebla (precipitación histórica y evaporación potencial estimada mediante el método Penman)
Estimación del periodo de la duración de los cultivos (DPC) en la zona de Guadalupe Victoria, Puebla (precipitación histórica y evaporación potencial estimada mediante el método Penman)
Estimación del periodo de la duración de los cultivos (DPC) en la zona de Tlachichuca, Puebla (precipitación histórica y evaporación potencial estimada mediante el método Penman)
Estimación del periodo de la duración de los cultivos (DPC) en la zona de Esperanza, Puebla (precipitación histórica y evaporación potencial estimada mediante el método Permian)
Rendimientos potenciales de las principales UTL para el nivel de Uso de Altos Insumos
Nivel de Adecuación del área agrícola para maíz con Altos Insumos
Nivel de Adecuación del área agrícola para maíz con Uso Medio de Insumos
Rendimientos potenciales de las principales UTL para el nivel de Uso medio de Insumos
Nivel de Adecuación del área agrícola para maíz con Uso Bajo de Insumos 203 207 210 213 217 233 235 236 237 239
Rendimientos potenciales de las principales UTL para el nivel de Uso bajo de Insumos
Comparación de los rendimientos de maíz potenciales, comerciales y experiméntales para evaluar la eficiencia del método FAO-ZAE
Análisis estadísticos básicos para determinar la calidad del modelo validado para la zona de estudio
Análisis realizados para evaluar los resultados de la simulación con datos experimentales y de productores, para las cinco principales variedades locales (Periodo 1975-2000)
Análisis realizados para evaluar los resultados de la simulación con las tres principales zonas agrícolas (periodo 1975-2000)
Resultados de las simulaciones con dos prácticas del cultivo de maíz en Monocultivo y monocultivo con un barbecho de descanso por ciclo
Análisis estadístico entre localidades y rendimientos simulados para dos prácticas de manejo del cultivo de maíz durante el periodo 1975-2030
Resultados de los análisis estadísticos realizados entre tres prácticas de manejo del cultivo de maíz simuladas para la zona agrícola de Serdán, Puebla (periodo 1975-2030)
Análisis estadístico del efecto de las tres prácticas simuladas sobre las principales variables relacionadas con la fertilidad del suelo
Diferencias existentes entre las perdidas de nitrógeno libre por las tres prácticas de manejo simuladas en Guadalupe Victoria
Análisis estadístico de los rendimientos medios de grano de maíz obtenidos entre dos periodos de años entre prácticas de manejo y localidades (Ciclos 1975-2000 a 2001-2030) Análisis estadístico de los rendimientos medios simulados 9.12 9.13 10.1 10.2 10.3 10.4 10.5 10.6 10.7 10.8 10.9 10.10 240 244 250 263 267 271 273 281 285 293 295 301
10.11
de las principales variedades de maíz locales en tres escenarios de cambios climáticos
Valores ponderados de los indicadores locales para determinar la sostenibilidad de la zona estudiada
306 10.12 10.13 10.14 10.15 11.1 11.2 11.3
Caracterización agroecológica de las rotaciones simuladas y existentes dentro de la zona de estudio
Valores de los indicadores simples (logros)
Indicadores simples obtenidos en las rotaciones simuladas dentro de la Región estudiada
Indicadores Sistémicos de las rotaciones estudiadas en la Región de Serdán (1975-2030)
Superficie agrícola por nivel de adecuación para la producción del cultivo de maíz con tres niveles de inversión económica
Delimitación por adecuación de la superficie agrícola para el nivel intermedio de insumos en las zonas agrícolas identificadas con los análisis Edafoambientales y ZAE Comparación de rendimientos de grano de maíz (kg/ha) estimados mediante tres procesos diferentes, con una variedad C165 (1975-2000) 330 332 335 338 348 362 364
r
índice de Figuras
Figura 2.1 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 TituloTipos de Agricultura predominantes existentes en México Ubicación geográfica del área de Serdán dentro del estado Mexicano de Puebla
Vista desde el oriente de la zona de estudio, a la derecha se ubica el volcán nevado del Citlaltepetl, pimto más alto de México.
Climograma de la estación de Guadalupe Victoria, Municipio del mismo nombre, Puebla, México.
Climograma de la estación de Ciudad Serdán, Municipio de Chalchicomula de Sesma, Puebla, México. La evaporación (Método Penman) es expresada como la mitad del potencial estimado
Climograma de la estación de Cañada Morelos, municipio del mismo nombre, Puebla, México.
Distribución de los diferentes suelos en el área de estudio, obsérvese el predominio de los Regosoles en la parte central.
a) Regosol, b)Xerosol, c) Cambisol, d) Regosol gravoso, e)Feozem, f) Solonchack
Condiciones de topografía en que el cultivo de maíz se siembra en la región de estudio, la planicie es la principal zona de cultivos. Página 13 19 21 21 22 23 25 26 29
3.9 6.1 7.1 8.1 8.2 8.3 8.4 8.5 8.6 8.7 8.8
Práctica del "despunte" en el cultivo de maíz a fines del ciclo del cultivo para acelerar su maduración dentro de la región de estudio.
Representación de una distancia euclidiana
Muestreo de variables en el cultivo de maíz dentro de las parcelas comerciales de los productores en la zona de estudio
Dendrograma de la Clasificación de las Variables Edáficas con la Estrategia de Ward, para Todos los Tipos de Suelos del Área de Estudio
Dendrograma de clasificación de variables con la estrategia de Ward, con reducción de variables de los perfiles de suelos
Representación gráfica de las variables edáficas seleccionadas mediante el proceso de generación de los tres componentes principales identificados
Dendrograma de la Clasificación de las todas las variables edáficas con la estrategia de Ward, para todos los suelos agrícolas del área de estudio
Dendrograma de la clasificación con reducción de las variables edáficas con la estrategia de Ward, para todos los suelos agrícolas del área de estudio
Representación de las variables seleccionadas para la zonificación de los suelos agrícolas mediante Componentes Principales
Dendrograma de clasificación de conglomerados para los suelos agrícolas Regosoles con reducción de las variables edáficas con la estrategia de Ward
Representación de las variables seleccionadas para los suelos Regosoles agrícolas mediante Componentes Principales 32 67 109 136 138 142 151 15: 156 161 163
8.9 8.10 8.11 8.12 9.1 9.2 9.3 9.4 9.5 9.6 9.7 9.8 9.9 9.10
Dendrograma de las variables reducidas de la clasificación clima- cultivo de la zona de estudio
Representación gráfica de las variables climáticas más relevantes para clasificar el clima de toda la zona de estudio Variables climáticas y de cultivo más relevantes para clasificar el clima en la zona de climas subhúmedos
Zonificación del área de estudios con base a las cuatro principales variables edáfícas del primer horizonte de los suelos locales.
Zonas Agroecológicas identificadas dentro del área de Serdán
Aspecto general del valle de la zona agro ecológica de Serdán
Estimación del periodo de crecimiento de los cultivos (DPC) considerando el período húmedo dentro de la zona de Serdán
Estimación del periodo de crecimiento de los cultivos considerando el período húmedo dentro de la zona de Coyotepec
Aspecto General de la zona agrícola de San Salvador El Seco
Estimación del periodo de crecimiento de los cultivos considerando el período húmedo dentro de la zona agroecológica del Seco
Aspecto general de la zona agroecológica de Guadalupe Victoria
Estimación del periodo de crecimiento de los cultivos considerando el tiempo húmedo en la zona agroecológica de Guadalupe Victoria
Región agroecológica de Tlachichuca
Estimación del periodo de crecimiento de los cultivos
168 171 180 193 196 198 198 202 205 205 209 209 212 212
9.11 9.12 9.13 9.14 9.15 9.16 9.17 9.18 9.19 9.20 9.21 9.22 9.23 9.24 9.25 9.26
considerando el período húmedo en la zona agroecológica del Tlachichuca
Región de Zacatepec zona de pastos en terrenos salinos Vista general de la zona de Esperanza
Estimación del periodo de crecimiento de los cultivos considerando el período húmedo en la zona agroecológica de Esperanza
Aspecto general de la zona de Cañada Morelos
Estimación del periodo de crecimiento de los cultivos considerando el período húmedo en la zona agroecológica de Cañada Morelos
Valles Altos San Francisco aspecto general de esta UTL Valles Altos de Atzizintla aspecto general de esta zona Zonas agrícolas de riego de valles altos
Zona agrícola de San Nicolás Buenos Aires
Ubicación Geográfica de las zonas por Periodo de Crecimiento del Cultivo (DPC)
Clasificación en función a la Duración del Periodo de crecimiento (DPC) en la zona de Serdán (Var. GL 135) Clasificación en función a la Duración del Periodo de crecimiento (DPC) en la zona de Serdán (Var. GL 150) Clasificación en función a la Duración del Periodo de crecimiento (DPC) en la zona de Serdán (Var. GL 165) Clasificación en función a la Duración del Periodo de crecimiento (DPC) en la zona de Serdán (Var. GL 185) Clasificación en función a la Duración del Periodo de crecimiento (DPC) en la zona de Serdán (Var. GL 200) Áreas agroecológicas para la producción de maíz con uso de Altos Insumos 215 216 218 219 220 221 222 223 224 226 227 228 229 230 231 234
9.27 9.28 10.1 10.2 10.3 10.4 10.5 10.6 10.7 10.8 10.9 10.10 10.11
Áreas agroecológicas para la producción de maíz con uso medio de Insumos
Áreas agroecológicas para la producción de maíz con uso bajo de Insumos
Ubicación de las principales zonas agrícolas y su posible, estación climática dentro de la zona de estudio
Comparación de los rendimientos observados o reales y simulados para toda la zona de estudio con el modelo calibrado para incluir el daño por heladas
Comparación de los rendimientos reales y simulados dentro de la zona de influencia de la estación climática de Serdán Comparación de los rendimientos reales y simulados dentro de la zona de influencia de la estación climática de S.S. El Seco
Comparación de los rendimientos reales y simulados dentro de la zona de influencia de la estación climática de S.S. El Seco una vez evaluada y corregida la aplicación del modelo Agroecológico a las localidades con buenos registros de datos
Comparación de los rendimientos reales y simulados en la zona de influencia de la estación climática de Guadalupe Victoria
Ajuste del modelo Agroecológico dentro de la estación climática de Serdán para el año de 1983
Ajuste del modelo Agroecológico dentro de la estación climática de Serdán para el año de 1984
Ajuste del modelo Agroecológico dentro de la estación climática de Serdán para el año de 1985
Ajuste del modelo Agroecológico dentro de la estación climática de Serdán para el año del 1986
Ajuste del modelo Agroecológico dentro de la estación
238 241 246 248 251 252 253 255 256 257 257 258 258
climática de Serdán para el año de 1987
10.12 Ajuste del modelo Agroecológico dentro de la estación climática de Serdán para el año de 1988
10.13 Comparación de los rendimientos simulados en el monocultivo de maíz para las variedades de corto y mediano ciclo
10.14 Comparación de los rendimientos simulados en el monocultivo de maíz para las variedades de largo ciclo 10.15 Comparación de rendimientos simulados de maíz bajo
condiciones de monocultivo para las tres principales zonas agrícolas locales
10.16 Comparación de los rendimientos simulados dentro de la zona central donde predominan los regosoles
10.17a Comparación de los rendimientos de maíz obtenidos con dos prácticas de manejo en un periodo de años estudiados (1975-2030)
10.17b Rendimientos medios simulados de dos prácticas de manejo de maíz, dentro de la localidad de José María Morelos (período 1975-2030)
10.18 Rendimientos medios de grano en las cinco localidades estudiadas con las tres prácticas de manejo simuladas para la zona de estudio
10.19 Resultado de las prácticas de manejo simuladas con respecto al contenido de materia orgánica en la localidad de Serdán
10.20 Evolución de la degradación de la materia orgánica en un suelo agrícola dentro de la zona de estudio
10.21 Absorción anual del nitrógeno en tres prácticas de manejo en el cultivo de maíz dentro San Juan Ateneo
10.22 Comparación de la absorción anual del nitrógeno en tres prácticas de manejo en el cultivo del maíz dentro de la localidad agrícola del Seco
259 261 261 265 266 275 276 279 283 287 288 288
10.23 Simulación de la variabilidad del lixiviado de nitrógeno dentro de la comunidad de Morelos
10.24 Simulación de la variabilidad del lixiviado de nitrógeno dentro de la comunidad de San Salvador El Seco
10.25 Pérdidas de nitrógeno libre en un suelo alcalino representativo de la comunidad de Guadalupe Victoria
10.26 Diferencias de rendimientos entre los dos periodos o ciclo de años estudiados para la región de Serdán (1975-2000, 2001-2030)
10.27 Rendimientos medios de grano de maíz simulados para tres variedades locales con diferente ciclo de cultivo ante un escenario de cambio climático
10.28 Comparación de los rendimientos medios de grano para la variedad C185 en tres condiciones de cambio climático 10.29 Distribución de la superficie de cultivo y comportamiento
de la producción de grano dentro de la zona de estudio 10.30a Comportamiento de la superficie cultivada de los cinco
principales cultivos básicos de la región de estudio.
10.30b Producción en volumen de toneladas de grano para los cinco cultivos básicos de Serdán
10.31 Comportamiento anual de los rendimientos de los cinco principales cultivos básicos de Serdán
10.32 Eficiencia energética de los principales cultivos locales para los años estudiados
10.33 Estimación del deterioro de la superficie forestal mediante indicadores secundarios
10.34 Principales cambios ocurridos en la población local en el período 1993-2002
10.35 Comportamiento de la seguridad alimentaría de la región, en el período estudiado
10.36 Comparación de los valores obtenidos por once indicadores
291 291 293 297 299 303 309 311 311 313 315 317 320 322 325
10.37
11.1
de sostenibilidad locales dentro de la zona de estudio
Rendimientos medios de grano (kg/ha) de los cultivos de maíz (1) y haba (H) a prácticas de monocultivo y aplicación de estiércol (E) en el cultivo de maíz
Identificación de las zonas agrícolas con sus subzonas de adecuación agrícola en Serdán, Puebla
340
ANEXO 1
Cuadros A lA 2A 3A 4A 5A 6A 7A 8A 9A lOA TituloReferencias históricas de sequías y heladas que ocasionaron graves pérdidas en la producción de grano de maíz en lo que es actualmente el territorio Mexicano Tipo de madurez y número de los materiales de maíz lanzados por los programas públicos de mejoramiento en América Latina 1966-1997
Porcentaje de superficie sembrada con variedades criollas locales, mejoradas e híbridos (estimaciones según la opinión de expertos de los SNIA) en América Latina, 1996 (% de la superficie total de maíz)
Adaptación ecológica de los materiales de maíz generados por el sector privado (patentados) existentes en el Mercado de América Latina en 1997
Tipo de madurez de los materiales de maíz generados por el sector privado (patentados), existentes en el mercado de América Latina en 1997
Clasificación Internacional de las variedades en fimción de la precocidad
Estimación de los Grados Calor o Unidades Térmicas Acumuladas del cultivo de maíz con base a experimentos locales
Análisis de correlación de las variables del total de las celdas edafoambientales identificadas para la zona de estudio
Distancias entre las variables obtenidas con el método de Ward, para obtener cluster o conglomerados al considerar todas las variables de todos los suelos del área Distancias entre las variables obtenidas con el método de Ward, para obtener los conglomerados al considerar todas las variables exclusivamente de los suelos agrícolas del área
Página 401 402 402 403 403 404 405 410 417 418
HA 12A 13A 14A 15A 16A 17A 18A 19A 20A
Distancias entre las variables obtenidas con el método de
Ward para obtener los conglomerados al considerar la 419 reducción de las variables en los suelos agrícolas del
área
Análisis de Componentes Principales de las variables 420 edáficas comprendiendo una reducción de las mismas
para la zona agrícola de la región en estudio
Distancias encontradas en el análisis de Conglomerados 421 para la zona de Regosoles agrícolas
Análisis discriminante de la zona donde predominan los 422 climas subhúmedos en las áreas donde se cultiva el maíz
Dinámica de la materia orgánica con las tres prácticas 424 propuestas durante el periodo 1975-2030. (1: maíz
monocultivo; 2: maíz+barbecho; 3: maíz+haba)
Especies vegetales con potencial de adaptación dentro de 425 la región de Serdán
Parámetros agroecológicos de los cultivos empleados en 429 las rotaciones
Indicadores sistemáticos obtenidos para cada rotación 430 estudiada (1975-2030)
Análisis estadísticos de la eficiencia del uso del agua 434 (EUA) de las rotaciones estudiadas
Análisis estadístico de la eficiencia del uso de nitrógeno 435 (EUN) de las rotaciones estudiadas
ANEXO 2
Figura A lA 2A 3A 4A 5A 6A 7A 8A 9A lOA TituloMapa representativo de la División de la república mexicana por sus principales Cuencas hidrológicas. El círculo indica la localización aproximada de la zona de estudio
Gráfica de todos los suelos del área de acuerdo al modelo discriminante obtenido
Gráfica de los componentes seleccionados en los suelos agrícolas del área considerando la influencia del magnesio
Gráfica del análisis discriminante realizado para los suelos agrícolas de la zona
Gráfica del análisis discriminante realizado para la zonificación clima-cultivo de la zona de estudio Gráfica del análisis discrimínate realizado para la zonificación clima-cultivo del área de climas subhúmedos
Mapa topográfico de la zona de estudio mostrando el uso actual del suelo con todas las celdas identificadas.
Ubicación del área de estudio dentro del Estado de Puebla y municipios estudiados
Imagen del satélite Ráster con los municipios delimitados de la zona de estudio
Representación zonal con base a cuatro variables edáfícas y dos ambientales de la región de Serdan, Puebla Página 437 438 439 440 441 442 443 444 445 446
I INTRODUCCIÓN
EVALUACIÓN DE LA SOSTENIBILIDAD DEL
CULTIVO DE MAÍZ GRANO EN LA REGIÓN
DE SERDÁN, PUEBLA (MÉXICO)
1 INTRODUCCIÓN
La superficie de las tierras cultivadas en todo el mundo es actualmente de unos 1400 millones de hectáreas (alrededor de 270 millones de ellas son de regadío), pero los porcentajes de tierras utilizadas para los cultivos son muy variables según las zonas agro ecológicas. Los cultivos ocupan algo más del 30 por ciento de la superficie terrestre total en las zonas templadas y en la zona tropical caliente estacionalmente seca, siendo mínimo el porcentaje en la zona árida. La gran variedad de cultivos posibles en la zona tropical fría eleva la superficie cultivada hasta el 15 o el 20 por ciento de la superficie terrestre total (FAO, 1999).
La gran demanda de alimentos, ocasionada por una población humana continuamente creciente, ha ocasionado la perdida del valioso recurso de las tierras agrícolas por su degradación ambiental y de manejo, así como por su cambio de uso al ser utilizada para el crecimiento de las zonas urbanas o industriales. Este fenómeno se ha presentado tanto en los países industrializados como en los que están en proceso de desarrollo. Sin embargo, en los países en desarrollo, la falta de una política definida y de largo plazo por parte de los gobiernos, hacen que los daños al entorno ecológico de una área determinada sean por regla general más perjudiciales, debido sobre todo al atraso tecnológico de los agricultores y a la decisión política de producir a cualquier coste independientemente de lo sustentable que los sistemas agrícolas empleados puedan ser.
El término sustentable o sostenible, nace a fines de la década de los 80', y se definió como "aquel desarrollo que satisface las necesidades de las presentes generaciones sin comprometer la habilidad de las fiíturas para satisfacer sus propias necesidades". La intención fiíe elaborar una definición práctica, que condujera a "cambios en el acceso a los recursos y en la distribución de costos y beneficios" (UNWCED, 1987).
El concepto de Sustentabilidad o sostenibilidad, es multidimensional, pues incluye objetivos ecológicos, sociales y económicos. Entre estos diferentes elementos hay una fuerte interdependencia que ha sido recogida por diferentes investigadores en la Agenda 21 (United Nations, 1996). El enfoque de medios de vida sostenibles para el alivio a la pobreza ha sido recientemente incorporado por una serie de agencias de desarrollo a nivel internacional como la Cooperación Británica (DFID). Este enfoque considera que un medio de vida está compuesto por las capacidades, los activos (capitales humano, social, económico, financiero y natural) y las actividades necesarias para sostener la vida de las poblaciones.
Chambers y Conway en 1992 señalaron con claridad que los medios de vida son sostenibles cuando pueden responder y recuperarse de cambios bruscos y estrés manteniéndose o mejorando sus capacidades y capitales sin deteriorar su base de recursos naturales. Para estos autores, la tecnología esta comprendida directamente en el capital humano y en el capital económico-financiero pero tiene una relación muy importante (positiva o adversa dependiendo de cada caso) también con el capital natural y el capital social. Este enfoque de medios de vida tiene como eje central a la gente en el desarrollo. Esto se da de manera importante en niveles más macros (Ej. Lucha contra la pobreza, reforma económica) o a niveles micro y comunales.
El concepto de Agricultura Sustentable, comienza a ser discutido en la Conferencia de Mulheim (Alemania) "Trayendo Río a Casa", siguió la construcción colectiva del concepto de agricultura Sostenible o Sustentable, consensuada entonces como un "sistema ecológicamente sano, económicamente viable, socialmente justo y equitativo, y culturalmente sensible" (Calispa et al,
1994).
Para lograr las metas definidas en el concepto de agricultura sustentable, se requiere la acción decidida de la sociedades y gobiernos de cada país, con el propósito de que las tierras agrícolas que aun persisten, sean manejadas de forma racional, favoreciendo mediante políticas agropecuarias y de desarrollo rural sanas el incremento de la rentabilidad y productividad de los cultivos, que a su vez permitan la Sustentabilidad del sistema con prácticas adecuadas a las características agroambientales de cada región.
En general, los sistemas de producción intensivos han permitido lograr la autosuficiencia alimentaría, e incontestablemente han mejorado el nivel de vida. Sin embargo, en los inicios del tercer milenio, el éxito de la agricultura comercial está en entredicho. Suelos degradados o erosionados incluso de manera irreversible, aguas contaminadas, empobrecimiento de la biodiversidad, alimentos con residuos nocivos para la salud, son solo algunos de los problemas que se están viviendo alrededor del mundo. Consecuencias que son de mayor impacto y gravedad sobre todo en los países en desarrollo (Silguy, 1994). Es interesante destacar, que durante los últimos 40 años, la evolución de las ciencias naturales y de las físico-matemáticas relacionadas con la agricultura, contribuyeron al desarrollo de las ciencias agronómicas que permitió a los productores transformar sus antiguas fincas en sistemas productivos con diferentes niveles de producción y productividad de acuerdo a su entorno ecológico y desarrollo económico (Bouman et al, 1996).
En la actualidad el reto de todos los países tanto desarrollados como en vías de desarrollo, consiste no solo en establecer políticas de desarrollo tecnológico y desarrollo rural, para que en sus zonas agrícolas se produzcan suficientes alimentos para una población humana creciente, satisfaciendo además las demandas de la ganadería y de la industria relacionada con el sector agropecuario, sino además en evitar que por las acciones de la propia actividad agrícola, del incremento poblacional y del desarrollo tecnológico, se produzcan daños directos y colaterales que afecten la Sustentabilidad de las tierras agrícolas afectando a las generaciones presentes y futuras.
No obstante, baste recordar que cada cambio que se lleva a efecto en los sistemas de producción agrarios, ya sea controlable como la tecnología o no controlable como los climáticos, afectan directamente la Sustentabilidad de los sistemas agrarios.
Bajo esta perspectiva, ¿como lograr obtener una propuesta de Sustentabilidad agrícola para una región determinada? Más aun, ¿con que parámetros y en función de qué variables, ecológicas, productivas, económicas, sociales, entre otras, es posible medir la sostenibilidad de una región?
Para contestar a la misma, se han propuesto muchas metodologías y teorías tanto económicas, sociales como ambientales. Jan Boj o, Karl-Goran Maler y Lena Unemo en 1990, realizan la critica sobre la definición Brundtland, de que puede ser interpretada como si "demandara" que todas las opciones fueran preservadas, lo que implicaría la preservación de todo género de recursos. Esto, según ellos, podría incluso conducir a la ridicula conclusión de que ni el petróleo, el hierro, o cualquier otro recurso agotable sea usado; de que todos los recursos deben ser preservados para las futuras generaciones. Para evadir cualquier implicación extrema de este tipo, Bojo, Maler y Unemo proponen, lo que ellos llaman una defmición operativa del concepto de sostenibilidad, que permita la sustitución de unos recursos por otros. Así, para ellos:
I INTRODUCCIÓN
"El desarrollo económico en un área específica (región, nación, el globo) es sostenible si la reserva total de recursos - capital humano, capital físico reproductivo, recursos ambientales, recursos agotables - no decrece con el tiempo " (Bojo, Maler y Unemo, 1990).
Mas recientemente en el 2001, la Dirección General de Agricultura de la Comisión Europea, definió un marco de referencia para indicadores de dimensiones sociales y económicas para el desarrollo agrícola y rural sustentable. Los cuales deben de reunir los siguientes criterios, relevancia política, conceptual significación, definición en un apropiado nivel de agregación, efectividad, validación estadística, significancia estadística, fiabilidad técnica, relación costo/eficiencia. De acuerdo a dicha dirección, los indicadores deben ser limitados y fáciles de interpretar en secuencia para que sean útiles en la política de decisiones (ADG, 2001).
I INTRODUCCIÓN
2 EL PROBLEMA
2.1 AntecedentesLos sistemas de producción agrarios, en un contexto mundial están sujetos a una continua presión tanto biológica, ecológica como socioeconómica y técnica, para su mejoramiento e incremento en su rentabilidad y producción; sin embargo, cada país en si mismo representa por sus grupos de productores y estrategias de desarrollo, diferentes formas de afrontar estos retos. Para los países desarrollados donde el mecanismo de subsidios agrícolas a los productores es una práctica común, una política gubernamental en el sector rural totalmente laxa es capaz de favorecer un diseño de explotación de fincas agrícolas destinados a la producción de cultivos poco eficientes, o rentables por si mismos y demasiado exigentes en insumos como el agua, por ejemplo, lo que ocasiona actitudes que nada tienen que , ver con el criterio de Sustentable en su esencia, y que en ocasiones pueden ocasionar problemas entre países vecinos (cuadro 2.1).
Tales diferencias económicas en el monto de subsidios que reciben los productores de los países en desarrollo, solo hacen más distantes la capacidad tecnológica y acrecientan las diferencias socioeconómicas de los productores de los países en desarrollo. Ocasionando además serias diferencias y divergencias entre países vecinos con disímil grado de desarrollo. Un ejemplo de lo anterior, es el estado norteamericano de Texas, donde el cultivo de caña se práctica en grandes extensiones. Este sistema por si solo no es rentable en dicho estado, sin embargo, el subsidio que recibe el agricultor, equivalente a 19 céntimos de dólar por kilogramo de azúcar, estimula que se mantenga la superficie agrícola de este cultivo, lo anterior ha ocasionado un conflicto internacional con el gobierno mexicano, quien esta obligado a cumplir sus acuerdos internacionales aportando sus reservas de agua del estado de Chihuahua a pesar de que en los últimos siete afios la región ha padecido una continua sequía que afecta a su sector agrícola y a la población de dicho estado (Jaime, 2002).
Cuadro 2.1 Apoyos por subsidios agropecuarios (dólares/productor) que se otorgan como política económica de los gobiernos de los países citados
País
Estados Unidos de Norte América Países de la Unión Europea
Organismo Para la Cooperación y el Desarrollo OCDE ejemplos (Australia Hungría Islandia Japón Corea Nueva Zelanda Rep. Checa Turquía...) México
Monto del subsidio* Dólares € 20 803 16 028 11334 75^ 15 759.8 12 142.4 8586.4 56.8 • actualizados al 7 de marzo de 2005 Fuente: Barranco (2001).
Para los países en desarrollo la urgencia de producir alimentos, para sostener a una población creciente y con una clara demanda a mejorar e incrementar su consumo de proteínas, presenta un doble reto para establecer uua política adecuada con propósitos de desarrollo sustentable. El primero por su costo ambiental actual, es producir bajo condiciones cada vez más acordes con la naturaleza de la superficie en cultivo, con propósito de conservar y a largo plazo incrementar la superficie agrícola, reto que incluye además la circunstancia de que no todas las tecnologías sustentables son rentables a corto plazo ni obtienen a corto plazo rendimientos superiores a otras tecnologías no sustentables, lo que puede ocasionar el rechazo o la baja aceptación entre los grupos a los cuales esta dirigida.
^ Cantidad de recursos en dólares que recibió en México en el 2001 un productor por hectárea, la superficie de la tenencia es variable en todo el pais aproximadamente para la parte norte del pais (10-20 h a ) , centro (4 a 12 h a ) , sur (< 4 h a ) .
I INTRODUCCIÓN
El segundo reto lo constituye competir contra el intercambio desigual de los productos agropecuarios con los países desarrollados, ya que los productores de los países en desarrollo, son incapaces de rivalizar con productos agropecuarios fuertemente subsidiados (cuadro 2.1), y cuyos excedentes causan una continua reducción en el precio internacional de los productos agropecuarios, causando la descapitalización de los productores en los países menos desarrollados, lo que repercute negativamente en la sustentabilidad de las regiones agropecuarias menos favorecidas en dichos países (Davis, 2000; Flores y Moreno, 2002; Gómez y Shwentesius, 2003).
El tema de Sustentabilidad que inicialmente tuvo un enfoque solo de tipo económico, comprende en la actualidad toda una serie de factores ambientales, ecológicos, sociales, económicos y antropológicos, y políticos entre sus principales elementos de discusión y estudio que requerían la identificación de factores o elementos que sirvieran de indicadores para la definición de la sustentabilidad de una región o incluso de un país.
Fue la propia la Comisión de Desarrollo Sustentable (CDS) de las Naciones Unidas quien aprobó el Programa de Trabajo sobre Indicadores de Desarrollo Sustentable 1995-2000, en su Agenda 21 con la participación activa y voluntaria de 21 países. Los indicadores propuestos por la CDS se diseñaron y agruparon de acuerdo con criterios temáticos que cubren lo expuesto en cada uno de los 40 capítulos de la Agenda 21, clasificados en cuatro categorías -social, económica, ambiental e institucional- y por su naturaleza dentro del esquema presión-estado-respuesta, distribuidos en las siguientes variables de presión 43, estado 54 y respuesta 37, que totalizaron 134 indicadores (United Nations, 1996).
Comelissen et al. (2001) señalan al respecto con claridad la utilidad práctica de los indicadores de Sustentabilidad: 1) Describir el problema en un contexto definido; 2) Determinar el contexto-dependencia económica, ecológica y social
describiéndolo; 3) Trasladar los estimadores dentro de un contexto-dependencia de los indicadores sustentables; 4) Describir la contribución de los indicadores sustentables en su conjunto.
Para evaluar la Sustentabilidad de una región, debemos considerar que la agricultura es un ecosistema humanizado o antrópico, que esta sujeta a continuos cambios no solo climáticos sino incluso de tipo estructural por la continua evolución de las sociedades humanas que se alimentan o emplean de diferente forma sus productos y subproductos (Feenstra e Ingels, 1997). Este proceso que por lo general fue lento y pausado, con algunas revoluciones tecnológicas que perduraban décadas o generaciones; ha experimentado en los últimos 10 años del siglo XX, un rápido cambio cada vez más acelerado caracterizado por el uso de la biotecnología, la ingeniería genética, la informática y el desarrollo de software cada vez más especializados y mejorados para la industria y la agricultura entre otros. Desarrollo que además cuenta con el uso de los satélites artificiales, cuyo aporte estimulan el desarrollo de la ciencia agropecuaria más allá de lo que se concibiera en la última década precedente (Ruttan 1998).
A pesar de los notables avances en el mejoramiento de los sistemas agrarios registrados sobre todo en los países desarrollados, debemos de considerar que salvo algunos sistemas agrícolas convertidos eficientemente en fábricas de productos (como algunas hortalizas de invernadero bajo condiciones de hidroponía), el resto de los sistemas basados sobre todo en la producción de granos y cereales básicos parten del hecho de que la evolución de la agricultura misma se realizó y se realiza hoy en día, a partir del conocimiento de la naturaleza y del redescubrimiento de técnicas antiguas que son mejoradas y perfeccionadas con los actuales medios tecnológicos. Es decir, una práctica que se abandono en el pasado por un avance tecnológico, puede en el futuro mediato, ser de nuevo aprovechada al superar por los nuevos conocimientos y tecnologías que se generen, los factores limitantes que en el pasado la volvieron perjudicial u obsoleta.
I INTRODUCCIÓN
Debido a la dificultad que continuamente enfi-entan ios investigadores, en el proceso de diseñar o estudiar alternativas para identificar, establecer o mejorar las condiciones de Sustentabilidad de los sistemas agrarios, generalmente hacen énfasis en la evaluación de los factores ambientales, biológicos, sociales y tecnológicos, ya que los estudios económicos por lo general solo pueden evaluar la rentabilidad de un sistema agrario al conocer sus condiciones pasadas y presentes, a causa de que los factores políticos y económicos afectan considerablemente cualquier intento de evaluación a futuro.
En la última década, los científicos y organizaciones civiles y gubernamentales han propuesto una serie de metodologías para establecer el grado de Sustentabilidad de una región dada. No obstante, hay una coincidencia general en señalar a las prácticas de producción agrícola actuales como el área principal para iniciar un análisis de Sustentabilidad. Un concepto que forma parte de los indicadores de la Sustentabilidad y que ha sido evaluado ampliamente es la calidad del suelo, puesto que la degradación del mismo ha ocurrido globalmente, ocasionando cambios adversos en las propiedades físicas, químicas y biológicas del suelo, producto de la contaminación química y bioquímica. En los últimos cincuenta años, alrededor de 2 mil millones de hectáreas de las 8.7 mil millones hectáreas de tierras destinadas a la producción (agrícola, pastoreo, bosques y
tierras silvestres), han estado siendo degradadas. Ocasionando que el promedio
global de producción de granos disminuya del 3% anual en los 70's, a 1.3% en el periodo 1983-1993, siendo la causa de esta declinación un manejo inadecuado del agua y del suelo (Steer, 1998).
Considerando los puntos tratados por Cornelissen et al. (2001), ya previamente mencionados, describiremos la situación ecológica que se tienen en la actualidad en México y finalmente nos centraremos en la problemática de la región agrícola de Serdán haciendo un uso general y extendido de los indicadores de
Sustentabilidad que en el presente trabajo se define para la zona a estudiar, iniciando con una visión global de la agricultura mexicana y concluyendo con los actuales problemas de Sustentabilidad que se tienen en la región de estudio.
2.2 Los problemas de sustentabilidad en México.
México tiene una superficie continental de aproximadamente 1 964 375 km de los cuales solo se cultivan 22.7 millones de hectáreas, en el 82% de esta superficie la agricultura depende principalmente del ciclo de las lluvias, también llamado temporal- . El cultivo del maíz en la nación, promedió en el período 1990-1998 una superficie de 8.5 millones de hectáreas que representa el 53% de la superficie nacional de los cultivos cíclicos en un año agrícola, siendo los rendimientos medios de grano de aproximadamente 2.5 t/ha, se estima que el 70% de la producción de grano de este cultivo se destina al consumo humano (SAGAR, 2000). A pesar de que la totalidad de la producción agropecuaria comprende menos del 10% del producto interno bruto (PIB) del país, de este sector primario depende para su subsistencia el 25% de la población mexicana, (Instituto Nacional de Estadística, Geografía e Informática, INEGI 2002a). Lo anterior, representa retos sociales, económicos y técnicos muy importantes cuando se trata de diseñar una estrategia o un plan de desarrollo rural para este sector, más aun cuando hay que tomar en cuenta las diversas economías campesinas que existen en el país, siendo la parte central de México la área más poblada y la más importante en cuando a extensión agrícola, en donde se encuentran entremezcladas los diversos tipos de producción campesina, destacando el minifundio en toda la parte central y sur de México (figura 2.1).
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El termino de temporal, es un concepto ampliamente empleado entre los productores de granos y técnicos del sector agropecuario de México, y se refiere al periodo en que el ciclo de lluvias se establece en una región data y que en promedio inicia en junio y termina hasta finales de septiembre, lapso dentro del cual se realizan las siembras de los cultivos y en el cual normalmente deben de culminar
