Introducción
En México, del total de sus tierras cultivables, el 70% depende básicamente del comportamiento de la precipitación durante la estación de crecimiento de los cultivos, y dado el carácter aleatorio que presenta año con año en tiempo y espacio, hace que este tipo de agricultura sea altamente riesgosa.
Uno de los estados que presenta esta característica es Aguascalientes, por la escasez e irregularidad de sus precipitaciones debido a su ubicación geográfica en la república mexicana. Lo anterior se pone de manifiesto con la información obtenida de los anuarios estadísticos del Instituto Nacional de Estadística, Geografía e
Época de siembra con mayor probabilidad de éxito en la
parte oriental de Aguascalientes, México
Ramón Arteaga-Ramírez Mario Alberto Vázquez-Peña
Vicente Ángeles-Montiel
Universidad Autónoma Chapingo, México
Jorge Luis Martínez-Fonseca
Centro de Bachillerato Tecnológico Agropecuario núm. 158, México
El estado de Aguascalientes, México, regularmente presenta considerables áreas cultivadas siniestradas debido a la variabilidad de las precipitaciones. Por tal razón, los objetivos de este trabajo fueron proponer un procedimiento para definir la época de siembra para los cultivos de frijol y maíz con mayor probabilidad de éxito con base en dos índices hídricos agroclimáticos (I e I*) y definir el potencial agroclimático de la parte oriental de Aguascalientes. La información que se utilizó fueron datos climatológicos diarios de precipitación y evaporación edáficos de los principales suelos y fenológicos de dos cultivos. Se generaron valores para dos índices hídricos agroclimáticos con el balance hídrico seriado (año con año), el cual se hizo para cada cultivo, para seis fechas de siembra, para cada tipo de suelo y para cada una de la diez estaciones climatológicas seleccionadas. Esto dio como resultado seis series por cada índice; a cada serie se le aplicó un análisis probabilístico y se estimó su valor al 80% de probabilidad de excedencia. Con los índices I e I* para el valor de probabilidad indicado se determinó la época de siembra con mayor probabilidad de éxito para ambos cultivos para la región de estudio. Los valores de los dos índices muestran que el potencial agroclimático de la zona para la producción agrícola de temporal tiene alto nivel de riesgo.
Palabras clave: balance hídrico, índice hídrico agroclimático, potencial agroclimático, época de siembra y análisis probabilístico.
Informática (INEGI, 1984-2000) para esta entidad. Se obtuvo el porcentaje de la superficie siniestrada desde el ciclo agrícola 1979-1980 hasta 1999-2000 (21 años). Además, los valores calculados de superficie siniestrada son los siguientes: 80, 66, 54, 41 y 13%, que corresponden a los niveles de probabilidad empírica de excedencia observada del 0.20, 0.40, 0.50, 0.60 y 0.80, respectivamente. Para los siguientes dos ciclos, Bitrán et al. (2001, 2002) reportan que fue uno de los estados más afectados por la sequía.
el comportamiento del balance hídrico en el cultivo de maíz para los años de 1980 y 1981. También Martínez et al. (1987), en 1984 realizaron un experimento en maíz para generar una técnica que permitiera obtener el óptimo aprovechamiento del agua de lluvia y reducir los riesgos de producción en zonas de temporal deficiente. Otro trabajo fue presentado por Escalante (2003), donde se define el impacto de la deficiencia o el exceso de la precipitación en los sectores agrícola, ganadero y de salud. Para el sector agrícola obtiene la precipitación promedio estatal por ciclo agrícola desde 1929-1930 hasta 1999-2000, además calcula un índice de eficiencia para los cultivos de temporal (IECT), dicho índice representa el porcentaje de hectáreas cosechadas en relación con la superficie estatal sembrada desde el año agrícola 1979-1980 hasta el 1999-2000. Para ambas series aplicó el método de los deciles y así define una relación funcional entre los deciles de la lluvia y los deciles de los IECT; con estos valores se calcula un valor ajustado del IECT para cada uno de los deciles de la lluvia. Con este valor, y al considerar la superficie promedio potencial que se siembra y el precio medio rural promedio que se obtiene por cada hectárea cosechada, se pronostican las pérdidas o ganancias, según la cantidad de lluvia que se presente para un año en particular.
En otros países, la problemática de la agricultura de temporal ha sido estudiada con dos criterios: uno utiliza el concepto de estación de crecimiento (inicio, duración y fin), y el otro, el inicio y fin de la temporada de lluvias.
Los estudios que ha hecho la FAO (1997) en diferentes países sobre el potencial de la agricultura de temporal toman como base el primer criterio. Raes et al. (2004) usan el segundo criterio y comparan dos métodos que utilizan actualmente en Zimbabwe con el método que proponen, basado en un análisis diario del balance hídrico en el suelo para un periodo de treinta días después de la fecha de siembra, con datos históricos de precipitación, y cuantifican la presencia de periodos secos durante este tiempo. Con estos tres métodos realizaron un trabajo en Zimbabwe para evaluar las fechas de las primeras plantaciones para identificar y cuantificar el riesgo de fracaso de los cultivos.
El método de balance hídrico se utiliza en diferentes campos, con distintos niveles de sofisticación y para diversos periodos, y cuya información básica son las variables de clima, suelo y cultivo (Frère y Popov 1986; McCaskill y Kariada, 1992; Ruiz, 1998; Flores y Ruiz, 1998; Thomas, 2000; Zhao et al., 2004). Además, Frère y Popov (1986) proponen un método para el pronóstico agrometeorológico del rendimiento de los cultivos con base en el balance hídrico por década, el cual fue utilizado por Campos (1993) en San Fernando,
Tamaulipas, México. También Frère y Popov (1986) indican que otro uso de este método se refiere al tema del aprovechamiento potencial de la tierra, y la adaptación y diversificación de los cultivos, donde el método se aplica con series históricas de información sobre precipitaciones.
La determinación adecuada de la época de siembra es una de las claves que afecta fuertemente la producción de cultivos en la agricultura de temporal, por lo que el objetivode este trabajo fue definir la época de siembra con mayor probabilidad de éxito para los cultivos de maíz y frijol en la parte oriental del estado de Aguascalientes, con dos índices agroclimáticos derivados del balance hídrico seriado, con sus valores más probables para varias fechas de siembra, así como para definir su potencial agroclimático.
Materiales
Localización de la zona de estudio
El área de estudio lo constituye la parte oriental del estado de Aguascalientes, ubicado al centro de la república mexicana, que comprende los municipios de Aguascalientes, Asientos, Cosío, Jesús María, Pabellón de Arteaga, Rincón de Romos y Tepezalá. En conjunto, cubren un área de 3 463.25 km2, que representa el 61.2% de la superficie total del estado. Las coordenadas geográficas de la zona de estudio son de los 21° 30’ a 22° 30’ de latitud norte, y de los 101° 45’ a 102° 45’ de longitud oeste. La altitud varía de 1 865 a 2 090 msnm.
Información necesaria para el estudio
Se seleccionaron diez estaciones climatológicas: ocho en Aguascalientes y dos en Zacatecas, con base en los siguientes criterios: ubicación, información disponible, antigüedad, consistencia y continuidad (que no tengan datos perdidos). Los datos diarios usados son precipitación y evaporación del tanque tipo “A”; las estaciones seleccionadas se presentan en el cuadro 1 y su distribución espacial en la ilustración 1. La información fue obtenida del Extractor Rápido de Información Climatológica, ERIC II (IMTA, 2001).
Cuadro 1. Estaciones climatológicas utilizadas en el trabajo.
Estación Periodo Longitud Latitud Altitud
(Años) (°) (') (°) (') (msnm)
1. Aguascalientes, Aguascalientes 26 102 18.6 21 53.7 1 865
2. Canutillo, Aguascalientes 8 102 31.4 21 50.3 1 950
3. La Tinaja (Llano), Aguascalientes 11 102 7.7 21 48.5 2 010
4. Las Fraguas, Aguascalientes 15 101 53.36 22 2.3 2 020
5. Loreto, Zacatecas 24 101 59.6 22 16.2 2 031
6. Pabellón, Aguascalientes 26 102 17.5 22 9.8 1 909
7. Peñuelas, Aguascalientes 8 102 16.4 21 43.3 1 845
8. Presa Potrerillos, Aguascalientes 28 102 26.7 22 13.8 2 090
9. San Pedro, Zacatecas 25 102 21.0 22 27.0 2 025
10. Villa Juárez, Aguascalientes 21 102 4.0 22 5.9 1 865
Ilustración 1. Localización de las estaciones climatológicas en la zona de estudio.
Zacateca s
Zacatecas
Jesús María
Asientos Cosío
Tepezalá
Aguascalientes
Jalisco
Estación climatológica Rincón de Romos
Pabellón de Arteaga N
20 km 10 0 10
9
6
1 2
7 3
4 10
5 8
2
102O30’ 102O00’
102O30’ 102O00’
22
O00’
22
O
00’
U S A México Área
de estudio Cuadro 2. Fenología de los cultivos y factores de ponderación (Ck).
Etapas fenológicas (k) Ciclo
Cultivo Vegetativa Reproductiva Maduración veg.
dur. Ck dur. Ck dur. Ck
total
Frijol 9 0.30 6 1.50 5 0.80 20
Maíz 11 0.40 6 1.50 5 0.40 22
dur.: duración de la etapa fenológica en pentadas. Ck: factor de ponderación por etapa fenológica. Ciclo veg. total: ciclo vegetativo total en pentadas. Fuente: CAEPA (1999).
cultivos analizados se recabó de la información publicada por el Centro Agrícola Experimental de Pabellón (CAEPA, 1999) y de la Delegación Estatal de la SARH (1987) del estado de Aguascalientes. Los datos fenológicos
utilizados y los factores mencionados se muestran en el cuadro 2. Se observa que el ciclo de cada cultivo se dividió en tres etapas; la duración total del ciclo está expresada en pentadas.
De la síntesis geográfica del estado de Aguascalientes, editada por INEGI (1985), se obtuvo la información sobre las características generales de los principales suelos, los cuales se muestran en el cuadro 3.
Método
Definición del periodo con bajo riesgo de heladas
Se utilizó el método de Thom (1959) para definir el periodo con bajo riesgo de heladas. Se determinó para cada estación la fecha de la última helada primaveral (UHP), con un 20% de probabilidad de excedencia, y la fecha de la primera helada otoñal (PHO), con un 20% de no excedencia. El periodo en días entre ambas fechas define el periodo con bajo riesgo de heladas.
Desarrollo de los índices de satisfacción hídrica (I e I*)
agrupaciones denominadas pentadas, lo anterior se realizó para cada estación.
A partir de la evaporación del tanque tipo “A” se obtuvo la evapotranspiración de referencia con la siguiente relación (Allen et al., 1998):
ETOji = Kp Eij (1)
Donde:
ET0ji = evapotranspiración de referencia en el año j y la pentada i (mm).
Eji = evaporación del año j y la pentada i (mm). Kp = coeficiente del tanque igual a 0.8 (Young, 1987;
Frère y Popov, 1986).
La evapotranspiración de cultivo máxima (ETM) de cada uno de los cultivos se calculó con la expresión:
ETMji = Kcji ETOji (2)
Para calcular los coeficientes de desarrollo (Kc), en función de su ciclo vegetativo en por ciento (cv), de cada cultivo se utilizaron los modelos obtenidos por Romo (1985):
Frijol: Kc = 0.085 + 0.025 (cv) – 0.00019 (cv)2 Maíz: Kc = 0.103 + 0.031 (cv) – 0.00023 (cv)2
La evapotranspiración de cultivo real (ETR) se definió con el criterio propuesto por Thornthwaite y Mather (1957), y utilizado también por McCaskill y Kariada (1992), el cual es:
ETRji = ETMji {HAji/CA} (3)
Donde:
HAji = humedad almacenada en el año j y la pentada i (mm).
CA = capacidad de almacenaje del perfil de suelo (mm).
Para la estimación de la CA de los suelos se usó el procedimiento propuesto por Norero (1976), que consiste en obtener la fracción volumétrica unitaria de agua aprovechable (fvaa) de un diagrama (ilustración 2), y su argumento es la textura.
Dicho valor fue determinado para cada estrato de perfil y para cada uno de los tipos de suelo predominantes en el área de influencia de cada estación, que fue determinada por los polígonos de Thiessen (Aparicio, 2004). La CA de agua aprovechable total se obtuvo al sumarse los productos de fvaa de cada estrato por su correspondiente espesor hasta la profundidad limitada, ya sea por las raíces o por el suelo. La capacidad de almacenamiento de agua se presenta en la última columna del cuadro 3.
El modelo de balance de humedad seriado (año con año) y en la zona de raíces utilizado es:
HAji= HAj i–1+Pji – ETRji (4)
Tomando como base el índice que proponen Frère y Popov (1986), y a partir de los resultados del balance hídrico, se generó el siguiente índice (I) para cada cultivo:
Cuadro 3. Características de los suelos.
Tipo de suelo (TS) Profundidad Textura CA
(cm) (mm)
1. Xerosol háplico (Xh)
a) Fase dúrica 72 Franco-arenoso 108.72
b) Fase petrocálcica 62 Franco arenoso 92.6
Cambisol húmico (Bh) Franco-arcilloso-arenoso
Fase lítica 45 84.0
3. Xerosol lúvico (Xl)
Fase dúrica 45 Franco-arenoso 75.3
4. Planosol eútrico (We)
Fase dúrica 50 Franco-arenoso 69.6
5. Feozem háplico (Hh)
Fase lítica 20 Franco-arenoso 30.0
Ij• = 100– 100 {ΣDj• / ETMj•} (5)
Donde:
Ij• = índice del año j, para una fecha de siembra (•).
ETMj• = evapotranspiración máxima, para el año j y una fecha de siembra (•).
∑Dj• = suma de deficiencias en el año j y una fecha de siembra (•).
Las deficiencias se calcularon con la siguiente expresión:
Dji = ETMji – ETRji (6)
El índice I se ponderó por etapa fenológica, definiéndose el índice I* para considerar el efecto de las deficiencias de humedad según la etapa en que se encuentre el cultivo; se parte del supuesto de que tal efecto en el rendimiento es significativamente diferente. La ponderación se basa en los factores (Ky) de efecto sobre el rendimiento propuesto por Doorenbos y Kassam (1979) de acuerdo con la etapa fenológica del cultivo. Estos valores se denotaron como Ck y se presentan en el cuadro 2. La etapa reproductiva presenta el factor de ponderación más grande, lo que le da más peso a las deficiencias. En este caso, el índice ponderado por etapa fenológica (I*) para un cultivo se obtiene de la siguiente manera:
Ilustración 2. Diagrama para determinar la capacidad de almacenamiento con la textura (fuente: Norero, 1976).
100
90
80
0
10
20
70
60
50
40
30
20
10
0
40 30 20 10 0
50 60
100 90 80 70 100
40 30
50
60
90 80 70
Fracción volumétrica de agua aprovechable
cm/cm
Porcentaje de arcilla
Por ce
ntaje de li
m o
Porcentaje de arena
Arcilloso
Arcillo arenoso
Arcillo limoso
Franco arcillo arenoso
Franco arcilloso
Franco arcillo limoso
Franco Franco limoso
Franco arenoso
Limoso Areno
Francoso Arenoso
0.26
0.24
0.22 0.20
0.18 0.16
0.14
0.12
0.1 0 0.08 0.0
6
0.26
0.24
0.22
0.20
0.06 0.08 0.10 0.12 0.14 0.16
I*j• = 100 – 100 {ΣCk * Djk•}/ ETMj• (7)
Donde:
I*j• = índice ponderado del año j para una fecha de siembra dada (•).
Ck = factor de ponderación en la etapa k (cuadro 2). ∑Djk• = suma de las deficiencias totales en cada etapa
k, para el año j y para una fecha de siembra dada (•).
El balance hídrico se realizó para todo el año. En el primer año de análisis, el valor de HAj i-1 es igual a cero, posteriormente toma el valor de la humedad almacenada en el suelo al final del balance del año anterior; se consideró un valor de Kc=0.2, para el periodo anterior a la siembra y después de la cosecha (Frère y Popov, 1986; Thomas, 2000).
En el cuadro 4 se presentan las fechas que se utilizaron en pentadas, así como el mes y los días que les corresponden, y que fueron definidas al considerar el periodo con bajo riesgo de heladas y la duración del ciclo de los cultivos.
Tanto el índice (I) como el índice ponderado (I*) se calcularon en seis diferentes fechas de siembra, generándose por año 12 valores (seis por cada índice) por estación, tipo de suelo y cultivo; con los valores de todos los años se conformaron 12 series y a cada una de éstas se le hizo un análisis probabilístico; se consideró en principio la distribución normal para conocer el ajuste de ésta y se utilizó la prueba de bondad de ajuste de Kolmogorov-Smirnov (Aparicio, 2004).
Resultados y discusión
En la información climatológica de tres estaciones, al considerar el requisito de continuidad, únicamente dos presentaron ocho años y la otra 11, sin que les faltaran datos, sin embargo se utilizaron para cumplir con el requisito de ubicación y conocer el comportamiento de los índices estudiados. Además, es necesario recalcar que en los trabajos que necesitan información climatológica, la obtención y disponibilidad de ésta sigue siendo uno de los principales problemas.
En el cuadro 5 se presentan las fechas de la última helada primaveral (UHP) y de la primera helada otoñal (PHO), al 20% de probabilidad de ocurrencia de excedencia y no excedencia, respectivamente, así como la duración del periodo con bajo riesgo de ocurrencia de heladas (demasiado amplio), lo que permitió generar un espacio exploratorio grande de las fechas de siembra seleccionadas en cada estación.
Para el procesamiento del balance hídrico seriado se utilizó un programa en lenguaje Pascal; los resultados importantes que calcula son los siguientes: I, I*, la humedad al inicio de ciclo del cultivo, las deficiencias (D) por etapa fenológica, la evapotranspiración real del cultivo (ETR) y la evapotranspiración de cultivo máxima (ETM). Con la finalidad de calcular el valor más probable (al 80% de probabilidad de excedencia) de los índices de satisfacción hídrica (I e I*) obtenidos para una fecha de siembra, tipo de suelo y para todos los años de observación de cada estación, se utilizó la distribución Normal (la cual presentó buen ajuste, con base en el criterio de Kolmogorov-Smirnov). En la ilustración 3 se observan los valores del I y la variación de éstos con sus respectivas probabilidades durante el periodo de observación de la estación Loreto Zacatecas (estación 5), para la fecha de siembra en la pentada 38 y para el frijol; de la gráfica o en forma analítica se determinó el valor de I (53.66, ver cuadro 6) al 80% de probabilidad de excedencia; de la misma forma se determinan los valores de I*. En el cuadro 6 se observan tanto I como I* al 80% de probabilidad de excedencia para cada una de las fechas de siembra, estación y tipo de suelo para el cultivo del frijol. La idea de proponer diferentes fechas de siembra tiene la finalidad de explorar el espacio de tiempo para el establecimiento de los cultivos y definir la mejor época para llevarse a cabo esta actividad. Además, se detecta que el valor de los índices obtenidos por el balance y análisis probabilístico para cada fecha tiene diferencias que constituyen la base para encontrar el mejor periodo o época más probable de establecimiento de los cultivos, y será aquella en la que los índices alcancen su valor máximo. El comportamiento de ambos índices Cuadro 4. Fechas en pentada, con los días que les
corresponden y el mes, utilizadas en el balance hídrico.
Pentada Mes Días
29 Mayo 21 – 25
31 Junio 1 – 5
32 Junio 6 – 10
34 Junio 16 – 20
35 Junio 21 – 25
37 Julio 1 – 5
38 Julio 6 – 10
40 Julio 16 – 20
41 Julio 21 – 25
43 Agosto 1 – 5
44 Agosto 6 – 10
45 Agosto 11 – 15
con respecto a las fechas de siembra en pentadas es parabólico; esta condición puede verse en la ilustración 4, la cual corresponde a la estación Pabellón (6) y al cultivo de frijol, aquí se tiene el comportamiento temporal de éstos (I e I*).
Se observa que en general el valor I* es superior al I en todos los casos (cuadro 6), la diferencia se incrementa a medida que se tiene una fecha temprana. Esta característica se debe a que los cultivos, en este caso el frijol, pueden admitir mayores deficiencias hídricas en la etapa vegetativa que en la reproductiva; es decir, el factor de efecto sobre el rendimiento es menor para la primera, lo cual provoca una menor disminución en el valor del índice ponderado, en función de que se
tengan mayores deficiencias en la etapa vegetativa que en el caso de I.
A medida que las fechas de siembra son más tardías, después de que se ha rebasado la fecha óptima, un efecto combinado de las deficiencias por término de la estación húmeda y mayor susceptibilidad del cultivo con respecto a la etapa reproductiva puede llegar a disminuir el valor del I* inclusive hasta ser menor que el valor de I.
Por otro lado, el I* máximo proporciona la fecha en la cual el cultivo podrá satisfacer sus necesidades hídricas en mayor grado, porque considera la distribución de las deficiencias por etapa fenológica en todo el ciclo del cultivo y el efecto diferente que tienen Cuadro 5. Fechas de la última helada primaveral (UHP) y la primera helada otoñal (PHO) al 20% de probabilidad.
Estación UHP PHO Duración
Fecha Fecha Días
1. Aguascalientes, Aguascalientes 14 marzo 21 noviembre 252
2. Canutillo, Aguascalientes 3 abril 9 noviembre 220
3. La Tinaja (Llano), Aguascalientes 17 marzo 13 noviembre 241
4. Las Fraguas, Aguascalientes 26 marzo 8 noviembre 226
5. Loreto, Zacatecas 3 marzo 18 noviembre 260
6. Pabellón, Aguascalientes 21 marzo 8 noviembre 232
7. Peñuelas, Aguascalientes 11 marzo 15 noviembre 249
8. Presa Potrerillos, Aguascalientes 28 febrero 24 noviembre 269
9. San Pedro, Zacatecas 21 febrero 6 diciembre 288
10. Villa Juárez, Aguascalientes 4 abril 5 noviembre 215
Ilustración 3. Variación de los I con sus respectivas probabilidades para la estación Loreto, Zacatecas, para la fecha de siembra en la pentada 38 y para el cultivo de frijol.
1 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4
0.2 0.1 0
20 30 40 50 60 70 80 90
Frijol
l (%)
Probabilidad
en su rendimiento. Esta fecha puede identificarse como la mejor en condiciones de temporal, ya que I* no sólo representa el grado en el que han sido satisfechas las necesidades hídricas del cultivo en todo su ciclo, sino que además señala la fecha en la cual el cultivo, si bien estará afectado por deficiencias en algún momento, será la que presente menor reducción en su rendimiento. Al considerar lo anterior para los cultivos de temporal de esta región, la mejor época de siembra queda comprendida entre las fechas delimitadas por ambos índices. El I* en los dos cultivos y estaciones define el inicio, cuando adquiere su valor máximo, y el final queda determinado cuando I alcanza su valor
máximo, ya que después de esto, ambos índices empiezan a disminuir (cuadro 6) y, por consecuencia, su rendimiento. Por ejemplo, en la estación 1 del cuadro 6 y para el tipo de suelo We, el valor máximo de I* (62.25) se presenta en la fecha 35, y el de I (58.36) también se presenta en esa fecha, por lo que la época de siembra con mayor probabilidad de éxito para esta estación y tipo de suelo es del 21 al 25 de junio (ver cuadro 7).
La variación temporal de los índices presentó un buen ajuste al modelo polinomial siguiente:
I*, I = β0 + β1 F + β2 F2 (8) Cuadro 6. Valores de I, I* al 80% de probabilidad de excedencia (cultivo: frijol).
Estación Índice TS Fecha 1 Fecha 2 Fecha 3 Fecha 4 Fecha 5 Fecha 6
29* 32* 35* 38* 41* 44*
1 I We 46.02 54.18 58.36 57.83 54.19 47.95
I Xl 45.18 52.75 56.80 55.32 51.36 44.94
I Xh 46.30 54.68 59.44 58.98 55.77 49.60
I* We 58.41 61.29 62.25 59.18 54.89 48.35
I* Xl 57.83 59.76 60.41 56.73 52.32 45.45
I* Xh 58.66 61.95 63.25 60.45 56.31 49.98
2 I We 49.65 57.78 62.03 61.95 60.81 55.05
I Hh 45.37 53.99 58.82 50.13 46.56 37.93
I* We 63.72 70.59 64.37 61.91 56.60 53.76
I* Hh 59.53 61.43 54.93 49.27 44.92 38.97
4 I We 42.62 48.44 53.36 53.48 50.21 46.14
I Hh 43.65 49.51 54.62 55.33 52.64 49.27
I* We 53.36 56.49 56.39 55.27 51.24 45.64
I* Hh 53.98 57.94 58.28 57.22 53.75 48.48
5 I Xh 40.71 48.14 52.58 53.66 53.16 49.50
I* Xh 50.93 56.28 57.67 56.48 55.52 51.95
6 I Xl 44.31 53.11 59.87 61.47 60.08 53.97
I* Xl 56.69 61.55 64.66 63.23 61.67 54.71
10 I Xh 37.91 43.50 46.56 47.42 48.13 45.43
I* Xh 49.20 49.53 51.28 51.94 51.31 48.52
32* 35* 38* 41* 44* 46*
7 I We 53.96 57.55 55.07 52.16 48.22 43.50
I* We 56.43 53.92 54.38 51.61 47.98 44.67
8 I Bh 50.23 55.34 56.92 56.34 51.81 48.60
I* Bh 57.11 60.64 59.97 59.29 52.54 48.74
9 I Xl 39.46 45.31 48.89 51.06 46.94 43.55
I* Xl 47.39 51.25 52.96 53.23 48.17 43.86
31* 34* 37* 40* 43* 45*
3 I We 49.19 56.51 58.21 58.81 55.66 52.21
I* We 59.59 59.22 59.90 59.92 56.76 52.31
Los números de la estación corresponden a los del cuadro 1. TS: tipo de suelo.
Donde:
F = fechas de siembra en pentadas. β0, β1, β2 = parámetros de regresión.
Los modelos teóricos calculados para los datos de la estación 6 y representados en la ilustración 4 son:
I = - 246.801 + 16.19412 F - 0.2126 F2 I* = - 145.43 + 11.644 F*- 0.1613 F*2
Para la F = 38 y F*= 36 se presentan los valores máximos de I e I*, respectivamente.
Estos datos son los valores puntuales, que si se comparan con los que se tienen en el cuadro 6 (ver estación 6), se observa que el inicio difiere en una pentada; para la relación (I*) es la 36 y en el cuadro la 35; para el final es la misma (38) tanto en la relación (I) como en el cuadro. Del cuadro 6 se derivó la época de siembra más probable para cada estación y tipo de suelo (TS), lo que se presenta en el cuadro 7; de la información que proporciona, se deduce que en la zona de estudio tres estaciones presentan un periodo muy corto para la siembra del frijol, ya que éstas cuentan con cinco días (aunque en la estación La Tinaja se puede sembrar desde la pentada 31); seis tienen una duración de veinte días. Las Fraguas para el tipo de suelo We tiene un periodo bastante aceptable de 35 días y para el otro tipo de veinte. En el cuadro 8 se tiene la información para el cultivo del maíz; cinco estaciones cuentan con cinco
días, cuatro con veinte y Canutillo con 35. El inicio de la época de siembra del frijol en la zona de estudio varía del 6 de junio al 25 de julio, y el fin del 25 de junio al 25 de julio. Para el maíz es del 6 de junio al 6 de julio, y el fin coincide con el del frijol. La Comisión para el Desarrollo Agropecuario del Estado de Aguascalientes (Codagea, en línea) indica que el frijol se siembra hasta el 25 de julio y el maíz hasta el 15 de julio. Para ambos cultivos no indica a partir de cuándo se pueden empezar a sembrar. Las fechas que proporciona la Codagea son para toda la entidad y las que aquí se definieron son para el área de influencia de cada estación. En términos generales hay coincidencia con el fin de la época de siembra del frijol; para el maíz, en este trabajo es hasta el 25 de julio.
Cabe hacer la aclaración de que debido al análisis realizado en este trabajo los valores de los índices serán iguales o mayores que los calculados cuatro de cada cinco años, con lo cual se resalta que las épocas de siembra determinadas son las que garantizan con una mayor probabilidad el alto grado en que son satisfechas las necesidades hídricas de los cultivos, ya que los índices obtenidos con el balance hídrico integran las variables de cultivo, suelo, precipitación y evapotranspiración durante todo el ciclo.
Además, la fecha obtenida con el I* máximo señala el momento de establecimiento del cultivo, que en la mayoría de los años permitirá el mejor aprovechamiento de la lluvia por éste; tal fecha es señalada como óptima agroclimática. Los índices en porcentaje presentan valores entre cien y cero; el primer valor indica que el Cuadro 7. Época de siembra con mayor probabilidad de éxito (cultivo: frijol).
Estación TS Inicio Fin
Índ. Valor Fecha Índ. Valor Fecha
1. Aguascalientes We I* 62.25 21 junio I 58.36 25 junio
Xl I* 60.41 21 junio I 56.8 25 junio
Xh I* 63.25 21 junio I 59.44 25 junio
2. Canutillo We I* 70.59 6 junio I 62.03 25 junio
Hh I* 61.43 6 junio I 58.82 25 junio
3. La Tinaja We I* 59.92 16 julio I 58.81 20 julio
4. Las Fraguas We I* 56.49 6 junio I 53.48 10 julio
Xh I* 58.28 21 junio I 55.33 10 julio
5. Loreto Xh I* 57.67 21 junio I 53.66 10 julio
6. Pabellón Xl I* 64.66 21 junio I 61.47 10 julio
7. Peñuelas We I* 56.43 6 junio I 57.55 25 junio
8. P. Potrerillos Bh I* 60.64 21 junio I 56.92 10 julio
9. San Pedro Xl I* 53.23 21 julio I 51.06 25 julio
10. Villa Juárez Xh I* 51.94 5 julio I 48.13 25 julio
Ilustración 4. Comportamiento temporal de los índices (I, I*) al 80% de probabilidad de excedencia para la estación Pabellón y del cultivo de frijol.
40 45 50 55 60 65 70
27 29 31 33 35 37 39 41 43 45
I
,
I
* (%
)
Fecha (pentada)
I* = (–0.1613) F2 + 11.644(F) – 145.43
I = (–0.2126) F2 + 16.194(F) – 246.8
I*
I
Cuadro 8. Época de siembra con mayor probabilidad de éxito (cultivo: maíz).
Estación TS Inicio Fin
Índ. Valor Fecha Índ. Valor Fecha
1. Aguascalientes We I* 59.70 6 junio I 50.92 25 junio
Xh I* 60.31 6 junio I 51.79 25 junio
Xl I* 58.57 6 junio I 49.07 25 junio
2. Canutillo Hh I* 55.98 6 junio I 44.37 10 julio
We I* 65.89 6 junio I 56.99 10 julio
3. La Tinaja We I* 58.59 6 julio I 50.98 10 julio
4. Las Fraguas We I* 56.01 21 junio I 45.82 10 julio
Xh I* 58.40 21 junio I 48.94 10 julio
5. Loreto Xh I* 57.54 6 julio I 47.59 10 julio
6. Pabellón Xl I* 62.13 6 julio I 53.64 10 julio
7. Peñuelas We I* 54.74 6 junio I 49.93 25 junio
8. P. Potrerillos Bh I* 59.64 6 julio I 49.62 10 julio
9. San Pedro Xl I* 52.81 6 julio I 42.18 25 julio
9. Villa Juárez Xh I* 52.15 6 julio I 40.82 10 julio
TS: tipo de suelo. Ind: índice.
cultivo llegó a satisfacer plenamente sus necesidades hídricas; el segundo, que no llovió. Frère y Popov (1986) indican que según las experiencias que han tenido con este índice en diferentes países, han generado rangos del índice con sus respectivas categorías (cuadro 9) y el rendimiento que se espera; si el índice está entre 60 y 79, indica que el rendimiento es bajo (mediocre) y se esperan rendimientos entre el 20 y 50% para el frijol en cinco estaciones y los índices I* están en esta categoría; las restantes en la de escaso, con rendimientos entre el 10 y 20%; los índices del maíz en dos estaciones, y
en un tipo de suelo de una estación se ubica en bajo (mediocre), y las restantes en escaso.
Los valores de los índices de este trabajo determinan que la región no presenta condiciones adecuadas para estos dos cultivos. Escalante (2003), con un método dife-rente, ya que sus datos son estatales, únicamente define una relación entre la precipitación y el rendimiento, y deter-mina que cuando se presenta la lluvia media del estado se tiene un 50% de hectáreas siniestradas de temporal.
diez datos para el frijol y doce para el maíz en el ámbito municipal, para los años 1986 y 1987.
Al realizar los diagramas de dispersión entre los rendimientos del frijol y el maíz reportados en el ámbito municipal, para los años indicados con sus respectivos Cuadro 9. Categorías del índice hídrico propuestas por la FAO (fuente: Frère y Popov, 1986).
Rendimiento (%) Categoría Índice (%)
Más de 100 Muy bueno 100 90 – 100 Bueno 95 – 99
50 – 90 Promedio 80 – 94 20 – 50 Mediocre (bajo) 60 – 79 10 – 20 Escaso 50 – 59 Menos de 10 Completo fracaso Menos de 50
Fuente: Frère y Popov (1986).
Ilustración 5. Diagramas de dispersión entre el índice de satisfacción hídrica (I*) y el rendimiento (R) para los cultivos de frijol (a) y maíz (b).
0 50 100 150 200 250 300 350
55 60 65 70 75 80
I* (%)
R
(kg/ha)
0 100 200 300 400 500 600 700 800
40 45 50 55 60 65 70 75 80
I* (%)
R
(kg/ha
)
y = 10.603x – 566.88
R2 = 0.5921
y = 18.189x – 698.29
R2 = 0.5932
a
b
I*, se observa en la ilustración 5 una tendencia lineal, además de los modelos obtenidos.
que la relación que tienen los índices de satisfacción hídrica y los rendimientos no es lineal, pero se obtuvo lineal debido al rango de variación que presentó el índice I* en los años que se contó con datos de rendimiento de ambos cultivos.
Conclusiones
La ocurrencia de heladas no es limitativa en cuatro de cada cinco años para el establecimiento del maíz y frijol en las épocas de siembra definidas en el área de estudio.
Los índices utilizados en este trabajo, obtenidos de manera histórica y ajustados a la distribución normal, son buenos indicadores para definir la mejor época de siembra, con mayor probabilidad de éxito de los cultivos, ya que integran suelo, cultivo, variación de la precipitación y distribución de la evapotranspiración real del cultivo a través del ciclo de cultivo, y garantizan con el 80% de probabilidad de excedencia el mayor grado en que son satisfechas las necesidades hídricas del cultivo.
Los valores de los dos índices obtenidos en este trabajo confirman que la precipitación es el principal elemento climático causante de siniestrabilidad en la agricultura de temporal de la región. La variación en tiempo y espacio de la precipitación que se tiene durante la época de lluvias propicia un alto grado de riesgo de siniestrabilidad por falta de precipitación para cumplir con las demandas de los cultivos de temporal de la zona, lo cual se refleja en los valores de los índices.
Recibido: 04/07/2006 Aprobado: 23/10/2006
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Abstract
ARTEAGA-RAMÍREZ, R., VÁZQUEZ-PEÑA, M.A., ÁNGELES-MONTIEL, V. & MARTÍNEZ-FONSECA, J.L. Sowing
season with greater probability of success in the eastern part of Aguascalientes, Mexico. Hydraulic engineering
in Mexico (in Spanish). Vol. XXII, no. 4, October-December, 2007, pp. 47-60.
In the state of Aguascalientes, considerable extensions of cultivated areas are regularly damaged due to precipitation variability. Therefore, the objectives of this work were to propose a procedure for defining the sowing season for beans and corn crop with a greater probability of success based on two agroclimatic indexes (I e I*) and to define the agroclimatic potential of the eastern part of Aguascalientes. The information used consisted of daily climatological data on precipitation and evaporation, as well as edaphic data of the main soils and phenological data of two crops. Values for two agroclimatic indexes were generated with the serial water balance (year to year), which was performed for each crop, for six sowing dates, for each type of soil, and for each of the ten climatological stations selected. This yielded six series for each index. A probabilistic analysis was applied to each series and its value was estimated at 80% higher probability. With I e I* indexes for the indicated probability value, the sowing season with greater probability of success was determined for both crops in the study region. The values of the two indexes show that the agroclimatic potential of the region for rainfed agricultural production is limited.
Keywords: water balance, agroclimatic index, agroclimatic potencial, sowing season, probabilistic analysis.
Dirección institucional de los autores:
Dr. Ramón Arteaga-Ramírez Dr. Mario Alberto Vázquez-Peña Dr. Vicente Ángeles-Montiel
Departamento de Irrigación, Universidad Autónoma Chapingo, Carretera México-Texcoco, km 38.5, Chapingo, Estado de México, México,
teléfono: + (52) (595) 952 1649, extensiones 5157 y 5693, [email protected],
[email protected], [email protected]
Dr. Jorge Luis Martínez-Fonseca
Centro de Bachillerato Tecnológico Agropecuario núm. 158, Santo Domingo Zanatepec, Oaxaca, México,
