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200NOVIEMBRE 9 ISSN: 1665-8892

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semestral con arbitraje que difunde información científica y tecnológica (Agricultura Orgánica, Producción Pecuaria, Producción Agrícola, RelaciónAgua-Suelo-Planta, Explotación Racional y Monitoreo de Ecosistemas, Recursos Forestales, Industrialización de Productos Agropecuarios yEducación y Asistencia T ). Las formas de publicación es por invitación o proposición. Envío de trabajos a [email protected]. Se permite lareproducción parcial o total de los artículos mencionando nombre del autor y de la revistaAgrofaz.

do

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écnica

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IV. RELACIÓN AGUA-SUELO-PLANTA

III. PRODUCCIÓN AGRÍCOLA

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Modelación estocástica del riego por melgas a escala regional.

Diseño y evaluación de métodos de riego subsuperficial.

Evaluación de alternativas para la conservación de la cubierta vegetal en la partealta de la cuenca Nazas-Aguanaval mediante el sistema de ayuda para la toma dedecisiones (DSS).

Deforestación y producción de agua en la parte alta de la cuenca del río Nazas.

Ernesto Alonso Catalán Valencia, Magdalena Villa Castorena, Marco AntonioInzunza Ibarra,Abel Román López y María de Lourdes González López

Marco A. Inzunza Ibarra, Magdalena Villa Castorena, Ernesto A. CatalánValencia, Hilario Macías Rodríguez yArcadio Muñoz Villalobos

Ignacio Sánchez Cohen, Julián Cerano Paredes,José Villanueva Díaz, JuanEstrada Ávalos, José Luís González Barrios y Eladio H. Cornejo Oviedo

Juan G. Martínez Rodríguez, Rodolfo Faz Contreras, Gregorio NúñezHernándezyAudelin E. Roblero Cortez

Labranza primaria del suelo y aplicación de estiércol en la producción de maízforrajero.

Evaluación de tipos de almácigos para la producción de plántula de chile (L.) en la región de Nazas, Dgo.

Desarrollo fenológico del chile ( ) a partir de dosis de fertilizaciónquímico-orgánica al suelo en Nazas, Durango.

Evaluación de gramíneas de clima templado en diferentes ambientes de México.

La radiación solar y fertilización nitrogenada en el desarrollo de plántulas de nogal.

Uriel Figueroa Viramontes, Gregorio Núñez Hernandez, Rodolfo Faz Contrerasy Miguel Palomo Rodríguez

Hilario Macías Rodríguez, Jesús Arcadio Muñoz Villalobos, Miguel AgustínVelásquez Valle, Luís Valenzuela Núñez, Ignacio Sánchez Cohen, Marco A.Inzunza Ibarra

JesúsArcadio Muñoz Villalobos, MiguelAgustín Velásquez Valle,Hilario MacíasRodríguez, Ignacio Sánchez Cohen y MarcoAntonio Inzunza Ibarra

Gregorio Núñez Hernández, Salvador D. Appendini Carrera, Uriel FigueroaViramontes, Rodolfo Faz Contreras y Juan G. Martínez Rodríguez

María del Carmen Potisek Talavera, Guillermo González Cervantes, EduardoChávez Ramírez y José Luis González Barrios

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Evaluación de modelos matemáticos para predecir patrones de humedad en riego porgoteo subsuperficial o subterráneo.

Estrategias de manejo de agua de riego para disminuir su consumo en maíz forrajero.

Miguel Rivera González, Ramón Trucios Caciano, Ignacio Orona Castillo y JuanEstrada Ávalos

Rodolfo Faz Contreras, Gregorio Núñez Hernández, Juan Guillermo Martínez,Uriel Figueroa Viramontes y Miguel Palomo Rodríguez

VI. RECURSOS FORESTALES

V. EXPLOTACIÓN RACIONAL Y MONITOREO DEECOSISTEMAS

Morfología, índice y densidad estomática en plántulas de nogal pecanero cultivadasbajo tres niveles de radiación solar.

Impacto del cambio de uso del suelo en la porosidad edáfica de un pastizal en la cuencaalta del río Nazas.

Integración de un SIG en la cuenca baja del río Nazas: Enfoque y metodología.

Análisis temporal del cambio en la cobertura vegetal y uso de suelo en el norte de León,Guanajuato.

Eduardo Chávez Ramírez, José Luís González Barrios, Luís M. ValenzuelaNuñez, Ma. Carmen Potisek Talavera y Guillermo González Cervantes

José Luis González Barrios, Luis Manuel Valenzuela Núñez, María del CarmenPotisek Talavera, Guillermo González Cervantes y Eduardo Chávez Ramirez

Juan Estrada Ávalos, Ignacio Orona Castillo, Ramón Trucios Caciano y MiguelRivera González

Ramón Trucios Caciano, Miguel Rivera González, Juan Estrada Ávalos e IgnacioOrona Castillo

Variaciones estacionales de parámetros fisicoquímicos en agua residual a lo largo delValle de Juárez Chihuahua.

Morfología y crecimiento de una planta nativa ( ) del norte deMéxico con analizador de imagen.

Tratamientos a la semilla de orégano ( HBK) para incrementaremergencia y crecimiento de plántulas.

Miguel Palomo Rodríguez, Yasmín Ileana Chew Madinaveitia, Uriel FigueroaViramontes y Rodolfo Faz Contreras

Guillermo González Cervantes, Eduardo Chávez Ramírez, José Luis GonzálezBarrios, Luis Manuel Valenzuela Núñez y María del Carmen Potisek Talavera

Ma. Magdalena Villa Castorena, María de Lourdes González López, ErnestoAlonso Catalán Valencia, MarcoAntonio Inzunza Ibarra yAbel Román López

Agave victoriae-reginae

Lippia graveolens


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Bosques de galería con ahuehuete ( Ten.) en el río Nazas: tasasde crecimiento y respuesta climática.

Taxodium mucronatum

José Villanueva Díaz, Julián Cerano Paredes, Vicenta Constante García y JuanEstrada Ávalos

VIII. COMERCIALIZACIÓN

Las actividades económicas del estado de Tlaxcala, México.Ignacio Orona Castillo, Juan Estrada Ávalos, Miguel Rivera González y RamónTrucios Caciano

IX. EDUCACIÓN Y ASISTENCIA TÉCNICA

Control químico de la cenicilla ( (Lév) G. Arnaud) del chile( L.).

Dinámica del cambio de uso de suelo en la microcuenca “Hernández Álvarez” en lavertiente sur de la Sierra de Lobos, Guanajuato.

Leveillula tauricaCapsicum annuum

Yasmín Ileana Chew Madinaveitia, Arturo Gaytán Mascorro y Miguel PalomoRodríguez

Julián Cerano Paredes, José Villanueva Díaz, Vicenta Constante Garcíay JuanEstrada Ávalos

Luis Manuel Valenzuela Núñez, María del Carmen Potisek Talavera, GuillermoGonzález Cervantes, Eduardo Chávez Ramírez y José Luis González Barrios

Sequías en el noreste de méxico en los últimos 600 años.

AGROFAZIII. AGRICULTURAL PRODUCTION

Primary soil tillage and manure application on forage maize production.

Evaluation of types of seedbeds for seedling production of pepper (.) in the region of Nazas, Dgo.

Solar radiation and nitrogen fertilization on the development of walnut seedlings.

Capsicum annuumL

Evaluación de gramíneas de clima templado en diferentes ambientes de México.

Uriel Figueroa Viramontes, Gregorio Núñez Hernandez, Rodolfo Faz Contrerasy Miguel Palomo Rodríguez

Hilario Macías Rodríguez, Jesús Arcadio Muñoz Villalobos, Miguel AgustínVelásquez Valle, Luís Valenzuela Núñez, Ignacio Sánchez Cohen, Marco A.Inzunza Ibarra

JesúsArcadio Muñoz Villalobos, MiguelAgustín Velásquez Valle,Hilario MacíasRodríguez, Ignacio Sánchez Cohen y MarcoAntonio Inzunza Ibarra

Gregorio Núñez Hernández, Salvador D. Appendini Carrera, Uriel FigueroaViramontes, Rodolfo Faz Contreras y Juan G. Martínez Rodríguez

María del Carmen Potisek Talavera, Guillermo González Cervantes, EduardoChávez Ramírez y José Luis González Barrios

Phenological development of the chile ( L.) to send from chemical-organic of dose of fertilization to soil in Nazas, Durango.

L.) en la región de Nazas,

Capsicum annuum

annuum

IV. WATER SOIL-PLANT-RELATIONSHIP

Stochastic modeling of border irrigation at regional scale.

Design and evaluation of subsurface drip irrigation methods.

Alternative evaluation for ground cover in the upper NazasAguanaval watershedusing a decision support tool (DSS).

Deforestation and water yield in the upper part of the Nazas river watershed.

Evaluation of mathematical models to predict patterns of moisture in subsurface dripirrigation or underground.

Ernesto Alonso Catalán Valencia, Magdalena Villa Castorena, Marco AntonioInzunza Ibarra,Abel Román López y María de Lourdes González López

Marco A. Inzunza Ibarra, Magdalena Villa Castorena, Ernesto A. CatalánValencia, Hilario Macías Rodríguez yArcadio Muñoz Villalobos

Ignacio Sánchez Cohen, Julián Cerano Paredes, José Villanueva Díaz, JuanEstrada Ávalos, José Luís González Barrios y Eladio H. Cornejo Oviedo

Juan G. Martínez Rodríguez, Rodolfo Faz Contreras, Gregorio NúñezHernándezyAudelin E. Roblero Cortez

Miguel Rivera González, Ramón Trucios Caciano, Ignacio Orona Castillo y JuanEstrada Ávalos

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Management strategies for reducing irrigation water consumption in feed maize.Rodolfo Faz Contreras, Gregorio Núñez Hernández, Juan Guillermo Martínez,Uriel Figueroa Viramontes y Miguel Palomo Rodríguez

V. RATIONAL EXPLOITATION AND MONITORINGOF ECOSYSTEM

Morphology, stomata index and density of pecan seedlings grown under three levels ofsolar radiation.

Impact of land use change on soil porosity in a grassland of the upper Nazas watershed.

Integration of GIS in a low river basin Nazas:Approach and methodology.

Land use change temporal analysis in the north of Leon, Guanajuato.

Eduardo Chávez Ramírez, José Luís González Barrios, Luís M. ValenzuelaNuñez, Ma. Carmen Potisek Talavera y Guillermo González Cervantes

José Luis González Barrios, Luis Manuel Valenzuela Núñez, María del CarmenPotisek Talavera, Guillermo González Cervantes y Eduardo Chávez Ramirez

Juan Estrada Ávalos, Ignacio Orona Castillo, Ramón Trucios Caciano y MiguelRivera González

Ramón Trucios Caciano, Miguel Rivera González, Juan Estrada Ávalos eIgnacio Orona Castillo

Seasonal variations of physico-chemical parameters in waste water throughout theJuarez Valley Chihuahua.

Morphology and growth of a native plant (A ) from the north ofMexico; with an image analyzer.

Oregano ( HBK) Seed treatments to increase seedling emergenceand growth.

Riparian ecosystems with mexican baldcypress in the Nazas river:Annual radial.

Miguel Palomo Rodríguez, Yasmín Ileana Chew Madinaveitia, Uriel FigueroaViramontes y Rodolfo Faz Contreras

Guillermo González Cervantes, Eduardo Chávez Ramírez, José Luis GonzálezBarrios, Luis Manuel Valenzuela Núñez y María del Carmen Potisek Talavera

Ma. Magdalena Villa Castorena, María de Lourdes González López, ErnestoAlonso Catalán Valencia, MarcoAntonio Inzunza Ibarra yAbel Román López

José Villanueva Díaz, Julián Cerano Paredes, Vicenta Constante García y JuanEstrada Ávalos

gave victoriae-reginae

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VI. FOREST RESOURCES

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Economic activities in Tlaxcala state, México.Ignacio Orona Castillo, Juan Estrada Ávalos, Miguel Rivera González y RamónTrucios Caciano

VIII. MARKETING

IX. EDUCATION AND TECHNICAL ASSISTANCE

Chemical control of powdery mildew ( (Lév) G. Arnaud) of pepper( L.).

Drougths in northeastern mexico for the last 600 years.

Use of the land in the microbasin “HernandezAlvarez” in the south of Sierra de Lobos,Guanajuato.

Leveillula tauricaCapsicum annuum

Yasmín Ileana Chew Madinaveitia, Arturo Gaytán Mascorro y Miguel PalomoRodríguez

Julián Cerano Paredes, José Villanueva Díaz, Vicenta Constante Garcíay JuanEstrada Ávalos

Luis Manuel Valenzuela Núñez, María del Carmen Potisek Talavera, GuillermoGonzález Cervantes, Eduardo Chávez Ramírez y José Luis González Barrios

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LABRANZA PRIMARIA DEL SUELO Y APLICACIÓN DE ESTIÉRCOL EN LA PRODUCCIÓN DE MAÍZ FORRAJERO

Primary Soil Tillage and Manure Application on Forage Maize Production

Uriel Figueroa Viramontes1, Gregorio Núñez Hernandez1, Rodolfo Faz Contreras1 y Miguel Palomo Rodríguez1

1INIFAP, Campo Experimental La Laguna. José Santos Valdez 1200 pte. Matamoros, Coah. E-mail: [email protected].

RESUMEN

La producción de forrajes en la Comarca Lagunera se lleva a cabo de manera intensiva, con dos o tres cultivos por año, mediante laboreo convencional del suelo consistente en subsoleo, barbecho y rastra, principalmente. Las prácticas de labranza reducida pueden disminuir el tiempo de preparación del suelo entre un ciclo y otro, además de disminuir emisiones a la atmósfera. El objetivo del presente estudio fue evaluar el rendimiento de maíz forrajero en parcelas con diferente preparación primaria del suelo, en combinación con la aplicación de estiércol. Se evaluaron tres sistemas de labranza primaria: labranza convencional con arado de discos más rastra, arado vertical y rastra. La altura de planta y el rendimiento de forraje no se afectaron significativamente por el tipo de labranza ni por la aplicación de estiércol. Las parcelas que recibieron estiércol tuvieron un menor porcentaje de materia seca. El uso del arado vertical representó un ahorro del 30 por ciento del tiempo invertido y del diesel consumido por hectárea, comparado con la labranza convencional. Una de las razones de este ahorro es que el arado vertical tiene un ancho de trabajo de 2.5 m, más del doble del ancho de trabajo del arado de discos. Palabras clave: Arado vertical, Labranza convencional, Labranza reducida, Materia seca.

SUMMARY

Forage production in the Comarca Lagunera region is intensive, with two or three crop seasons per year, and conventional soil tillage, consisting of subsoiling, disk plowing and disking, mainly. Reduced tillage practices could decrease

the time of soil preparation between seasons, and reduce emissions to the atmosphere. The objective of this study was to evaluate the yield of silage corn in plots with different tillage system combined with manure application. Three tillage systems were evaluated: conventional tillage with plowing and disking, chisel plowing with a soil ripper, and disking only. Plant high and forage yield were not significantly affected by tillage treatments neither by manure application. Plots with manure had lower dry matter percentage. The use of a soil ripper for chisel plowing saved 30 percent of the time and diesel required per hectare, compared with conventional tillage. One of the reasons for this saving is that the soil ripper used has a working wide of 2.5 m, more than double the wide of the disk plow. Key words: Vertical plow, Conventional tillage, Reduced tillage, Dry matter.

INTRODUCCIÓN

Labranza primaria es la que se realiza previo a la siembra, encaminada a obtener una condición de suelo que asegure una favorable germinación y desarrollo del cultivo. Las principales prácticas de labranza primaria son el subsoleo, barbecho y rastra. De las labores de preparación del suelo, el subsoleo y el barbecho son las que más tiempo y combustible consumen (Berlijin, 1990). Kelm et al. (2003) mencionan que el barbecho puede consumir de 17.7 a 22.2 L ha-1 de diesel, mientras que el rastreo del terreno consume 6.0 L ha-1 de combustible. La labranza de conservación en diferentes modalidades se ha sugerido como una alternativa viable para mejorar las propiedades físicas, químicas y biológicas del

PRODUCCIÓN AGRÍCOLA – AGROFAZ VOLUMEN 9 NÚMERO 3, 2009

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suelo (Mora et al., 2001), al tiempo que se ahorra el consumo de combustibles fósiles.

La labranza reducida consiste en la

utilización mínima de labores de labranza primaria para el establecimiento de los cultivos (Mendoza, 2003). Un implemento utilizado en labranza reducida es conocido como arado vertical, arado de cinceles o multiarado, que consiste básicamente en cinceles para corte vertical del suelo, ajustables a diferente profundidad y distanciamiento, adicionados con alas de corte horizontal (Figura 1). El resultado de este implemento es que hace un laboreo subsuperficial o ruptura de las capas del suelo, tanto vertical como horizontalmente, pero sin invertir el perfil del suelo. Ernst y Betancur (2004) evaluaron una variante del arado de cinceles, conocido como “Paratill”, en la producción de maíz; en sus resultados obtuvieron incrementos en rendimiento de más de 1.0 ton ha-1 de grano con respecto a la siembra directa. En otras investigaciones se han observado incrementos significativos en rendimiento de grano de maíz, sin afectar la absorción de nitrógeno (Al-Kaisi y Licht, 2004).

La Comarca Lagunera es la principal región productora de leche en Mexico, con 425 mil cabezas de bovino lechero y alrededor de 2 mil millones de litros de leche en el 2008 (SAGARPA, 2009b). En la parte agrícola, se sembraron poco más de 100 mil ha con forrajes, principalmente alfalfa, maíz, sorgo y avena. En el año 2007 se sembraron cerca de 35 mil ha de maíz forrajero, con un rendimiento promedio de 43.2 ton/ha de forraje en verde (SAGARPA, 2009a). La producción de forrajes en esta región se lleva a cabo de manera intensiva, con dos o tres cultivos por año, con laboreo convencional del suelo a base de subsoleo, barbecho y rastreo, además de aplicaciones periódicas de estiércol (Castellanos, 1984); en estas condiciones, prácticas de labranza reducida pueden ayudar a disminuir el tiempo de preparación del suelo entre un ciclo y otro, además de otras ventajas (Mendoza, 2003). El objetivo del presente estudio fue evaluar el rendimiento de maíz forrajero en parcelas con diferente preparación primaria del suelo en combinación con la aplicación de estiércol.

Figura 1. Arado vertical configurado con siete cinceles y rodillo desmenuzador.

MATERIALES Y MÉTODOS

El experimento se realizó en el Campo

Experimental La Laguna del INIFAP, localizado en Matamoros, Coah., durante el ciclo primavera-verano de 2007. Parcelas con maíz forrajero de la variedad SB-302 se sembraron el 23 de abril, a una densidad de ocho semillas por metro lineal en surcos separados a 0.76 m. El diseño experimental utilizado fue en parcelas divididas; la parcela principal consistió en tres métodos de preparación primaria del suelo: a) Arado vertical, con un implemento modelo “Pinochio” (Figura 1), configurado con siete cinceles y un rodillo desmenuzador, con un ancho de trabajo de 2.5 m; b) Arado de discos + rastra; se utilizó un arado de cuatro discos y un ancho de trabajo de 1.05 m, seguido de dos pasos de rastra con un implemento, con dos rodillos de 14 discos cada uno y un ancho de trabajo de 3.0 m; y c) doble paso de rastra con el mismo implemento descrito en el tratamiento anterior. En todos los casos se utilizó un tractor de 120 HP. En las subparcelas los tratamientos fueron: a) 40 ton ha-1 de estiércol + 170 kg ha-1 de N como sulfato de amonio; y b) una dosis de 300-80-00 kg ha-1 de N-P-K, con sulfato de amonio y acido fosfórico como fuentes. El N se fraccionó en 45 por ciento en el primer riego, 40 por ciento en el segundo y 15 por ciento en el tercero. Se dieron cuatro riegos de auxilio. La parcela principal tuvo dimensiones de 10 m de ancho por 50 m de largo, mientras que la subparcela ocupó la mitad de cada parcela principal.

Las variables evaluadas fueron: tiempo de


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preparación del suelo por hectárea, diesel consumido por hectárea, altura final de planta, densidad de plantas por hectárea, numero de hojas verdes, rendimiento de forraje en verde y en materia seca (MS) cuando la cosecha se realizó en la etapa de un tercio de la línea de leche. Las variables evaluadas se sometieron a un análisis de varianza con el programa Statistical analysis system (SAS Institute, 2003).

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

En el Cuadro 1 se presentan los resultados de tiempo de preparación del suelo con cada uno de los implementos, así como el consumo de diesel. El tiempo de preparación del suelo fue significativamente mayor con la preparación convencional de arado de discos más rastra. En conjunto, las dos labores tardaron 8.4 hr ha-1, de las cuales 2.9 corresponden al doble paso de rastra y el resto al uso del arado de discos. El arado vertical requirió 2.5 hr ha-1, que es inferior al doble paso de rastra. Como el tamaño de la parcela principal se limitó a 50 m de longitud, esto implica un mayor número de vueltas del tractor comparado con parcelas comerciales de 100 o 200 m de longitud. Es decir, los tiempos de preparación del suelo que se registraron en el presente trabajo pueden ser menores a nivel comercial.

Con respecto al consumo de diesel, este parámetro fue significativamente mayor con la labranza convencional a base de arado de discos más rastra. Al restar el diesel consumido por el doble paso de rastra de 15.7 L ha-1 de la labranza convencional, la labor de barbecho consumió 33.3 L ha-1. El arado vertical consumió 21.4 L ha-1 de diesel, lo cual representa un ahorro aproximado de 30 por ciento con respecto al arado de discos solo o más del 50 por ciento de ahorro comparado con la labor del arado + rastra (Cuadro 1). Los datos de consumo de diesel obtenidos en el presente trabajo son superiores a los que señalan Kelm et al. (2003); sin embargo, se aproximan a los reportados por Allen et al. (1977), quienes señalan gastos de 28 L ha-1 con el arado de vertedera y 11.7 L ha-1 con la rastra de discos. Las diferencias en el gasto de diesel pueden atribuirse a cambios

en la textura y la humedad del suelo. El menor consumo de diesel quizá no represente un ahorro significativo por hectárea, ya que la diferencia de 28 L entre el diesel consumido por el arado vertical y por la labranza convencional tiene un valor de apenas 222 pesos. Sin embargo, en 100 mil ha sembradas con forraje puede representar ahorros por más de 22 millones de pesos, además de los beneficios ambientales del menor consumo de combustible fósil y menos emisiones a la atmósfera de gases de invernadero.

La principal razón del menor consumo de tiempo y de diesel con el arado vertical es que el ancho de trabajo es de 2.50 m, comparado el ancho de 1.05 del arado de discos; en ambos casos el tractor se movió en la misma velocidad. Además, en este experimento no se requirió de rastrear el suelo después del uso del arado vertical, ya que el rodillo desmenuzador fue suficiente para mullir el suelo y aplicar el riego de presiembra. En algunos casos y tipos de suelo se podrá requerir pasar la rastra después del arado vertical para mullir más el suelo o para realizar la siembra en seco. Cuadro 1. Tiempo de preparación y consumo de diesel con diferentes implementos. Implementos para la preparación primaria del suelo

Tiempo de preparación

hr ha-1

Consumo de diesel L ha-1

Arado de discos + Rastra 8.43 a 49.0 a Arado vertical 2.55 b 21.4 b Rastra (dos pasos) 2.94 b 15.7 b

El rendimiento y otras variables de la

cosecha se anotan en el Cuadro 2. El tipo de labranza no afectó el rendimiento ni otras variables relacionadas. El efecto de la aplicación de estiércol solo fue significativo en la variable porcentaje de materia seca, mientras que la interacción entre labranza y estiércol no afectó significativa ninguna de las variables. La altura de planta fluctuó de 277 a 286 cm. En el rendimiento de forraje en verde fue de 80 ton ha-1 en las parcelas con arado vertical, mientras que con labranza convencional se obtuvo 72 ton ha-1; sin embargo, las diferencias entre los valores de


4

rendimiento de MS fueron menos contrastantes, entre 20.6 y 21.8 ton ha-1 (Cuadro 2). El porcentaje de MS fue significativamente menor en las parcelas que recibieron estiércol (Cuadro 2).

La falta de efecto del método de labranza

sobre el rendimiento de maíz ha sido observada en otras investigaciones. Linden et al. (2000) compararon el efecto del laboreo con arado vertical, arado de vertedera y labranza cero en el rendimiento de maíz grano, durante 13 años; los autores no observaron diferencias en rendimiento

durante los primeros cinco años. Después del quinto año, el arado de vertedera tuvo rendimientos más altos que el tratamiento con labranza cero, mientras que las parcelas con arado de cinceles obtuvieron rendimientos intermedios entre los otros dos tipos de labranza. En maíz forrajero, Sainju y Singh (2001), evaluaron el efecto de la labranza, dos sistemas de cultivo de cobertera y dos épocas de siembra. Como efecto principal, el tipo de labranza (arado vertical, arado de vertedera y labranza cero) no afectó el rendimiento de forraje en MS.

Cuadro 2. Rendimiento de maíz forrajero y otras variables evaluadas en tratamientos de labranza primaria del suelo, con y sin la aplicación de estiércol.

Labranza Estiércol Altura de

planta Rendimiento

en verde Materia

seca Rendimiento

en MS ton ha-1 cm ton ha-1 % ton ha-1

Arado de discos + rastra 40 282 71.5 27.8 19.8 0 291 73.6 32.4 23.8 Arado Vertical 40 283 71.5 25.8 18.6 0 277 88.8 29.1 22.5 Rastra 40 284 76.1 29.2 22.2

0 270 64.7 30.0 19.2 Promedio de parcela principal Arado de discos + rastra 286 72.5 30.1 21.8 Arado Vertical 280 80.2 27.5 20.6 Rastra 277 70.4 29.6 20.7

Promedio de subparcela

40 ton ha-1 283 73.0 27.6 b 20.2

0 279 75.7 30.5 a 21.8

CONCLUSIONES

El uso del arado vertical para realizar la labranza primaria del suelo representó un ahorro del 30 por ciento del tiempo invertido y del diesel consumido por hectárea, comparado con la labranza convencional de barbecho con arado de discos más dos pasos de rastra. La principal razón del menor consumo de tiempo y combustible es que el arado vertical tiene un ancho de trabajo de 2.5 m, más del doble del ancho de trabajo del arado de discos.

La altura de planta y el rendimiento de

forraje no se afectaron por el tipo de labranza ni por la aplicación de estiércol. Las parcelas que

recibieron estiércol tuvieron un menor porcentaje de materia seca.

LITERATURA CITADA

Allen, R.R., Stewart, B.A., and Unger, P.W. 1977.

Conservation tillage and energy. Journal of Soil and Water Conservation 32:84-87.

Al-Kaishi, M. and Licht, M.A. 2004. Effect of strip tillaje on corn nitrogen uptake and residual soil nitrate accumulation compared with no-tillage and chisel plow. Agron. J. 96:1164-1171.

Berlijin J. D. 1990. “Maquinaria para manejo de cultivos” Manuales para educación agropecuaria. Ed. SEP- México.

Castellanos, J.Z. 1984. El estiércol para uso agrícola en la Región Lagunera. Folleto Técnico no. 1. Campo


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Agrícola Experimental La Laguna. CIAN-INIA. 19 Pág.

Ernst, O. y Betancur, O. 2004. Efecto del laboreo sub-superficial y manejo del barbecho quimico sobre la disponibilidad de N-NO3

- en el suelo y rendimiento de maíz en siembra directa después de avena pastoreada. Agrociencia. Vol VIII (1): 29-40.

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EVALUACIÓN DE TIPOS DE ALMÁCIGOS PARA LA PRODUCCIÓN DE PLÁNTULA DE CHILE (Capsicum annuum L.) EN LA REGIÓN DE NAZAS, DGO.

Evaluation of Types of Seedbeds for Seedling Production of Pepper (Capsicum annuum L.) in the Region of Nazas, Dgo.

Hilario Macías Rodríguez1, Jesús Arcadio Muñoz Villalobos1, Miguel Agustín Velásquez Valle1,

Luís Valenzuela Núñez, Ignacio Sánchez Cohen1, Marco A. Inzunza Ibarra1

1CENID-RASPA INIFAP. Margen Derecha Canal Sacramento Km. 6+500, Gómez Palacio, Dgo. E-mail: [email protected]

RESUMEN

Para determinar el mejor sistema de producción de almácigos, en el periodo de los años 2006-2007 se evaluaron tres sistemas de producción de plántula en el ejido 25 de Diciembre del Municipio de Nazas, Dgo., considerado como uno de los municipios representativo en la producción de chile de la Región Lagunera. Los tres sistemas de producción evaluados fueron los siguientes; a) almácigo en invernadero convencional, b) almacigo al piso con micro-túnel y c) almácigo al piso tradicional. Para evaluar el impacto de los tres tipos de almácigos sobre el comportamiento fenológico se hicieron mediciones en campo de la altura de planta, el largo de los frutos y el número de flores por planta dentro de cada parcela en diferentes fechas. Para el análisis de la información se hicieron comparaciones entre tratamientos a diferentes fechas y utilizando promedios de las mismas. Para determinar estadísticamente las diferencias entre tratamientos se hicieron pruebas de medias. De los tres sistemas evaluados, el de producción de plántula en invernadero y el de producción de plántula en microtunel, no tienen diferencias significativas para los parámetros evaluados, no obstante, los últimos son económicamente menos costosos, en tal sentido, es conveniente reforzar más líneas de investigación en los mismos. Palabras clave: Sistemas de producción, Microtunel, Sistema tradicional.

SUMMARY To determine the best system of production

of seedling, during the years 2006-2007 assessed three the seedling production systems the Village 25 of December municipality of Nazas, Durango, regarded as one of the municipality’s representative in the production of the Lagunera region chile December 25. The three evaluated production systems were as follows; A) seedling in conventional greenhouse, B) seedling in micro-túnel and C) seedling to the traditional floor deck. To assess the impact of the three types of planting on the phenological behavior became measurements in the heights of plants field, the length of the fruits and the number of flowers per plant within each parcel on different dates. For the analysis of information made comparisons between treatments to different dates and using averages them. Mean tests were made to statistically determine the differences between treatments. Three evaluated systems of seedling in greenhouse production and production of seedling in micro-tunel, they have no significant differences for assessed parameters, however, the latter are economically less expensive, as such, it should reinforce more research on the same lines. Key words: Production systems, Micro-tunel, Traditional systems.

INTRODUCCIÓN

En la Región Lagunera el cultivo de chile es considerado como uno de los más rentables de acuerdo a las diversas alternativas de producción que el mismo ofrece, ya sea para consumo en fresco, para la industria de encurtido o para deshidratado. De dichas alternativas de


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producción, la del chile deshidratado en términos de rentabilidad es la que resulta mas atractiva para los productores por la mayor vida de arancel respecto a los chiles comercializados en fresco, prueba de ello es que en la Región Lagunera opera una deshidratadora desde el año 2006 en el municipio de Nazas, Dgo., y en este año de 2009 iniciará operaciones una nueva deshidratadora en el municipio de Rodeo, Dgo., cada una de dichas deshidratadoras tiene una capacidad de deshidratado de veinte toneladas cada veinticuatro horas, capacidad suficiente para cubrir la necesidad de deshidratado de todos los municipios de la región que cultiven chile para este propósito.

A nivel de Región Lagunera y de acuerdo al programa agrícola de la SAGARPA, del periodo del 2004 al 2009 se ha reportado en promedio la siembra de 1,400 ha de chile, predominando los tipos jalapeño, puya, serrano, ancho y chilaca; de dicha superficie, en promedio se han sembrado 350 ha de chile para deshidratar de los tipo puya y en menor escala los anchos y jalapeños, regados por riego rodado con agua proveniente del Distrito de Riego 017 que abastece a quince municipios de la Región Lagunera; diez pertenecientes al Estado de Durango y cinco pertenecientes al Estado de Coahuila, los dos principales municipios con vocación de producción de chile para deshidratar son Nazas y Rodeo, ambos de la Región Lagunera de Durango. Proceso de Producción del Cultivo

En esta región el 95 por ciento del cultivo de chile se establece en campo con plántula de almácigo y el resto se establece con siembra directa en campo. La siembra directa del cultivo de chile requiere mayor cantidad de semilla con respecto al cultivo establecido con plántula proveniente de almácigo, además de que requiere de tres a cuatro sobre riegos más para el crecimiento de la planta al primer cultivo, esto significa que éste tipo de siembra se circunscribe exclusivamente a los productores que cuentan con agua de bombeo; y si se utiliza semilla híbrida original bajo este sistema, el cultivo de chile resulta incosteable por el costo de la misma, ya que en promedio una hectárea de este cultivo

requiere de una densidad de población de 25 mil a 35 mil plántulas por hectárea y los chiles híbridos originales de alto rendimiento tienen un costo promedio de $ 0.50 por semilla. Producción de Plántula de Chile

Se conoce como plántula al periodo de crecimiento vegetativo que inicia con la emergencia y termina con el desarrollo diferenciado de tres a cuatro pares de hojas verdaderas o bien, cuando la planta alcanza una altura de 15 a 18 centímetros (Figura 1). Después de la emergencia, la plántula aún depende del desdoblamiento de las sustancias de reserva de la semilla y las hojas cotiledonales, pero en la medida que la plántula se fija firmemente en el suelo y gradualmente se independiza de los tejidos de reserva ya agotados, la plántula comienza a absorber agua y a fotosintetizar en forma completamente autónoma, es posible afirmar que ha completado el proceso de germinación y se ha establecido convirtiéndose en un organismo autótrofo dependiendo del agua y nutrientes que aporta el suelo (Perissé, 2002).

Figura 1. Estado fenológico de plántula en chile. Importancia del Manejo del Almácigo

Un almacigo se considera como una superficie habilitada exclusivamente para la producción masiva de plántulas de pequeña altura. Esta superficie está diseñada para que el productor pueda proporcionar de manera adecuada el manejo y los cuidados a las plántulas.


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Los almácigos han sido utilizados para producir plántulas de especies hortoflorícolas (Halfacre y Barden, 1979; Martínez et al., 2003; Reveles et al., 2006).

El éxito del establecimiento y producción de una plantación de chile depende desde el establecimiento y manejo del almacigo para la producción de plántula hasta los cuidados o atención al cultivo en el campo o la parcela. Así, inicialmente la producción de un cultivo de chile, depende del vigor y tamaño de la plántula que se usará en la plantación. En la región de Nazas, Durango el uso de almácigos al piso hace posible adelantar el establecimiento de plantaciones de chile y ahorro de mano de obra con respecto a las siembras directas de este cultivo (Martínez et al., 2003).

En los municipios productores de chile se establecen tres tipos de almácigos para la producción de plántula; producción de plántula tradicionalmente al piso con cubiertas a ras de suelo con plásticos comerciales no térmicos y sin tratar contra rayos ultravioleta; producción de plántula al piso con microtúneles con polietileno térmico tratado contra rayos ultravioleta; y producción de plántula en charolas de poliestireno ajo condiciones de invernadero. De éstas tres modalidades, la que se refiere a la producción de plántula al piso con la utilización de microtúneles es la que más se utiliza en la región, ya que la producción de plántula en invernadero es costosa y la producción de almácigos al piso que utiliza a ras de suelo plásticos no térmicos es la que brinda menor protección contra heladas y es la más vulnerable a las enfermedades fungosas.

Es importante que los agentes de cambio y productores de la Región Lagunera dispongan de información de manejo de almácigos económicos para no incrementar los costos de producción de este cultivo, ya que en la actualidad el costo del mismo varía de $ 25,000 a $ 35,000 por hectárea, dependiendo principalmente del tipo de semilla que se utilice; criolla u original, del sistema de producción de plántula, del nivel de fertilización y del control fitosanitario del cultivo.

Los almácigos de chile deberán establecerse en diferente sitio año con año para evitar utilizar suelos contaminados por enfermedades, malezas, hongos, bacterias,

nemátodos e insectos dañinos. También, se selecciona el sitio del almacigo con protecciones naturales contra heladas, tales como las cortinas vegetales rompevientos, ubicadas de tal manera que durante el día permitan la incidencia de una radiación solar adecuada sobre los almácigos, recomendado establecer el largo de los almácigos en forma paralela a la corriente de los vientos dominantes.

En la actualidad existe una gran variedad de tipos de almácigos. Martínez et al., 2003, presentan una clasificación de tipos de almácigos según el medio y el sistema de protección (Figura 2). Antecedentes Generales de Almácigos de Piso

Para el caso de los almácigos al piso, tanto los que se cubren a ras de suelo como los que se protegen con microtúneles, el suelo es preparado para proporcionar a la semilla y plántula una excelente cama de siembra. De manera general, tanto para siembras de traspatio y comerciales la labranza para la preparación de las camas, dependiendo del caso, se realizan manualmente o bien mecánicamente y consisten ordinariamente en barbecho, rastreo y nivelación, esto con el objetivo de evitar encharcamientos o inundaciones y la presencia de malezas. En algunos casos, se utiliza el estiércol como parte de la preparación de la cama de siembra, mezclando dos partes de tierra, una parte de arena y una de estiércol descompuesto.

En el sitio en el cual se establecerá el almacigo deberá contar con un cajete para vaciar la mezcla anteriormente mencionada hasta formar una capa de 10 a 15 cm de grosor, enseguida se nivela y se desinfecta el suelo de almácigo (INIFAP, 2007). También es recomendable establecer el almácigo en sitios donde no se haya sembrado chile al menos en los últimos tres años anteriores con el propósito de reducir los riesgos asociados a enfermedades (Macias y Valadez, 1999).

El establecimiento de los almácigos se

inicia desde el mes de diciembre o enero dependiendo del tipo de almacigo y de la región, esto con el propósito de que las plantas estén lis-


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Figura 2. Clasificación de los tipos de almácigo en función del medio y sistema de protección (Martínez et al., 2003).

tas para el transplante en la tercera o cuarta semana de marzo o en la primer quincena de abril. Desde el momento de la siembre hasta que las plantas emergen, los almácigos de piso son tapados con la cubierta plástica para lograr que la emergencia de las plántulas ocurra entre 10 y 12 días después de la siembra. Por lo general, en este tipo de almácigos después de la emergencia los techos de plástico se colocan sobre el almacigo durante la noche y se quitan en la mañana.

Tradicionalmente los almácigos de piso son

de un metro de ancho y una longitud de hasta 25 metros o más. Este tamaño del almacigo facilita la realización de algunas prácticas de manejo, como la colocación de plásticos, la aplicación de agroquímicos y del agua de riego.

El manejo del agua de riego se realiza por gravedad, por lo general se riegan cada 10 a 15 días, para mantener húmedo el suelo durante todo el tiempo que las plantas estén en el almácigo, tratando de no provocar encharcamientos, por lo que se dan riegos ligeros. Cuando el riego es manual, se debe procurar regar por la mañana o

en la tarde, tratando de distribuir uniformemente el agua (Macías y Valadez, 1999).

La aplicación de nutrimentos en el almácigo es a base de fertilizante nitrogenado a partir de que las plántulas tengan sus dos primeras hojas verdaderas. El número de aplicaciones varía; sin embargo, de manera general se realizan dos o tres aplicaciones de nitrógeno de urea y/o sulfato de amonio. Dependiendo de la disponibilidad de recursos económicos y del fertilizante, en algunas ocasiones se aplica fósforo y ciertos fertilizantes foliares específicos tales como el MAP y micronutrientes quilatados.

La principal ventaja del uso de almácigos con respecto a la siembra directa es adelantar en tiempo el desarrollo y crecimiento del cultivo, al manejar estrategias de programación de cosechas de acuerdo a las oportunidades de mercado, en términos comparativos, los productores de chile del valle del Nazas que establecen los almácigos tradicionalmente a ras de piso y microtúneles, no han capitalizado las ventajas de estos últimos, ya que pueden, con previos análisis de suelo y agua de riego, realizar una nutrición semejante a la


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utilizada en la producción de plántula en invernadero, garantizando con ello la obtención de plántula sana y de buena calidad.(Macias et al, 2007). Producción de Plántula en Invernadero

La disponibilidad de tecnología a nivel regional para superar el rendimiento promedio nacional es variada; sin embargo, es necesario adoptar aquella que verdaderamente represente una evidente posibilidad de éxito. Una de ellas es el uso de invernaderos para reducir el tiempo estratégicamente necesario para que las plántulas de chile estén listas para el transplante. Para producir este tipo de plántulas es necesario contar con un invernadero que permita un control óptimo de factores ambientales como son: luz, temperatura y humedad del clima y suelo (sustrato). Estas condiciones ambientales son básicas para la germinación de las semillas y el crecimiento de las plántulas después de la emergencia. Para conseguir los requisitos descritos, es indispensable que la cubierta plástica del invernadero tenga como mínimo un 80 por ciento de termoaislancia y que esté tratado contra rayos ultravioleta (Díaz et al., 2001).

El desarrollo vegetativo de las plántulas bajo condiciones de invernadero en charolas de poliestireno, representa una ganancia en tiempo de 40 a 45 días con respecto a las plántulas provenientes de almácigo al piso ya que en menos de un mes y medio las plántulas de chile alcanzan una altura de 15 centímetros o tienen de seis a ocho hojas verdaderas. De igual manera, se evita el gasto para realizar la práctica de raleo o deshije cuando el cultivo es establecido en campo en siembra directa. Como desventaja, se tiene el incremento en los costos de producción por el establecimiento de infraestructura.

De acuerdo a lo anterior, es conveniente generar conocimiento y documentar las ventajas comparativas que tiene la tecnología de producción de plántula de alta calidad tanto en almácigos al piso en sus dos variantes, a ras de suelo y microtúneles y la producción en invernadero considerando su impacto en los rendimientos unitarios del cultivo de chile en una escala regional.

MATERIALES Y MÉTODOS Descripción del Área de Estudio

El presente trabajo se desarrolló en la comunidad 25 de Diciembre, Municipio de Nazas, Durango. Las normales climatológicas para la región la clasifican con un clima seco-templado con 20.3 ˚C de temperatura promedio anual, siendo el mes de Junio cuando se presentan en promedio las temperaturas mensuales más altas, 348.9 mm de precipitación anual (Figura 3).

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Figura 3. Precipitación y temperatura promedio mensual de la estación de Nazas, Dgo. (1979 – 2000). Tipos de Almácigo

Se consideraron en este estudio tres sistemas de producción de plántula: a) almácigo en invernadero convencional, b) almacigo al piso con micro-túnel y c) almácigo al piso tradicional. Los tres tipos de almacigo se utilizan actualmente en la región chilera del Municipio de Nazas. Almacigo en invernadero convencional (AIC)

Este tipo de almacigo se hizo bajo condiciones ambientales controladas. El control se debe a que las plántulas crecieron dentro de un invernadero antes de ser trasplantadas al campo (Figura 4). La siembra de la semilla se realizó en charolas de poliestireno de 200 cavidades en las que se producen plantas vigorosas y robustas. Se utilizó un tipo de sustrato especialmente preparado, cuyas principales características son de uso rápido y práctico pues ya vienen mezclados y desinfectados y pueden utilizarse inmediatamente. El sustrato para las charolas en almacigo de invernadero fue un producto


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comercial (BM 2) a base de turba o musgo. Debido a que existió un control ambiental dentro del invernadero no existieron problemas serios que pusieran en riesgo la producción de las plántulas. Los riegos se aplicaron con microaspersión manual, esto con el propósito de uniformizar el riego a lo largo y ancho de los bancales con charolas.

Figura 4. Almácigo en invernadero

Almacigo al piso tipo microtunel (APTMT)

Este método de producción de plántula se basa en los mismos principios de manejo que el caso anterior. En este método se aplicó la tecnología regional para la producción de plántulas añadiendo una pequeña estructura de acero para formar un túnel con plástico sobre el almacigo establecido en el piso o suelo (Figura 5). Las ventajas de este tipo de estructura son su simplicidad, solidez y resistencia al viento fuerte y su ligereza de peso; así como la facilidad del montaje y manejo, ordinariamente se utiliza varilla metálica de 3/8” para la estructuración de los pequeños arcos (Martínez y Flores, 2003). El microtúnel tuvo el propósito de controlar la temperatura (evitar daño por heladas invernales) y acelerar el crecimiento de las plántulas. El riego se hizo por gravedad. Almacigo al piso tradicional (APT)

Este tipo de almacigo consistió en hacer germinar y emerger las plántulas de chile en el piso (Figura 6). Para la producción de plántulas de chile en la región de Nazas, los productores normalmente seleccionan una pequeña parcela (2 X 5 m) con la certeza de que el sitio cuenta con un suelo que posea las mejores características físicas

y químicas. Es decir, que posean un tamaño de partícula que favorezca la aireación, que sea capaz de retener el agua, un pH entre 5.5 y 7.5, que no presenten contaminación, agua disponible y cercano a la comunidad. En el caso de que el almacigo no cuente con el suelo adecuado (en cantidad y calidad) anualmente se agrega suelo fértil o un sustrato comercial. La siembra se hace al nivel del piso y desde el momento en que emergieron las plantas y de acuerdo a las condiciones de temperatura por las noches, se tapó el almacigo con plástico comercial no térmico. Los riegos se aplicaron por gravedad cada cuatro días. Cuando las plántulas estuvieron listas para el trasplante, éstas se extrajeron del almácigo a raíz desnuda.

En los tres tipos de almácigos evaluados la semilla utilizada para la producción de plántula fue chile tipo puya (Criollo regional). En el Cuadro 1 se presentan las fechas de siembra y trasplante de plántulas por tipo de almacigo en el ciclo de cultivo 2007.

Figura 5. Almacigo al piso en invernadero tipo túnel

Figura 6. Almácigo tradicional de piso.


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Cuadro 1. Características, fechas de siembra y de trasplante por tipo de almácigo durante 2007.

Tipo de almácigo Fecha de siembra del almácigo

Fecha de trasplante

Fecha de primer corte

1 Almácigo en invernadero convencional 26 de Enero 15 de Marzo 12 de Agosto 2 Almácigo al piso tipo micro-túnel 3 de Enero 15 de Marzo 13 de Agosto 3 Almácigo tradicional al piso 27 de Diciembre * 7 de Marzo 12 de Agosto

*de 2006 Preparación del Terreno para el Trasplante de las Plántulas y Manejo de la Parcela

Para llevar a cabo el trasplante o establecimiento de las plántulas producidas en los almácigos en las parcelas comerciales, se aplicó un riego de establecimiento en las parcelas de una lámina aproximada de 20 centímetros. Los riegos de auxilio subsecuentes se aplicaron con una frecuencia de 12 días (Figura 7).

Figura 7. Aplicación de riego por gravedad en una parcela de chile recién cultivada.

Con la operativa del primer riego de auxilio se aplicó la mitad del fertilizante nitrogenado (N) y todo el fósforo (P) en el suelo al momento de la escarda previa al riego, utilizando para ello las respectivas formulaciones 20.5-0-0 y 18-46-00 a razón de 120 kilogramos de N por hectárea y 60 kilogramos de P por hectárea. Al momento de la floración y al amarre de fruto se hicieron aplicaciones de del resto del nitrógeno (Figura 8). Evaluación del Desarrollo Fenológico.

Para evaluar el impacto de los tres tipos de almácigos sobre el comportamiento fenológico se

hicieron mediciones en campo de las alturas de plantas, el largo de los frutos y el número de flores por planta dentro de cada parcela en diferentes fechas. Para el análisis de la información se hicieron comparaciones entre tratamientos a diferentes fechas y utilizando promedios de las mismas. Para determinar estadísticamente las diferencias entre tratamientos se hicieron pruebas de medias.

Figura 8. Aplicación de fertilizante nitrogenado sobre el lomo del surco.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN Impacto en el Desarrollo Fenológico

El efecto de proporcionar a la plántula de chile de almacigo las condiciones ambientales óptimas (invernadero) repercute en un mayor crecimiento comparado con el crecimiento de las plántulas cuyo origen es el almacigo al piso o tradicional. El control de la temperatura, humedad y enfermedades en el invernadero facilita que las plántulas de chile alcancen una altura de 15 centímetros en menos de 50 días con respecto a las plántulas provenientes de almácigos de piso, las cuales requieren más de 70 días, llegando


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inclusive en este caso hasta los 100 días para trasplante.

Las plántulas provenientes de invernadero convencional y de microtúnel alcanzaron mayor altura desde el establecimiento en campo; a pesar de que el trasplante de estas plántulas ocurrió siete días después de las plántulas de almácigos tradicionales al piso, cuya altura fue menor en comparación con la proveniente de invernaderos y microtúneles (Figura 9). Esta tendencia en la altura de las plantas se mantiene un mes después; sin embargo, se observó que la altura en la parcela con plantas de almácigo con microtúnel creció en promedio cinco centímetros más que las otras dos parcelas (Figura 10). Esta última diferencia puede ser atribuida a condiciones de manejo de almacigo, calidad del suelo y/o manejo de la parcela.

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Invernadero Microtunel Tradicional

Tipo de almácigo

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Figura 9. Desarrollo de plantas de chile para los tratamientos de tipo de almácigo (31 mayo 2007).

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Invernadero Microtunel TradicionalTipo de almácigo

Altu

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Figura 10. Desarrollo de plantas de chile para los tratamientos de tipo de almacigo (4 julio 2007).

Al comparar los valores promedio de cinco fechas de información de altura de planta en las tres parcelas se encontraron diferencias (P < 0.01) entre tratamientos (tipos de almacigo) y se

observó que la parcela con material de almacigo de micro-túnel las plantas mostraron una mayor altura con respecto a los otros tipos de almácigos (Figura 11).

Figura 11. Altura promedio de plantas de chile provenientes de diferente tipo de almacigo.

En lo que se refiere al largo de fruto, las parcelas con plántula de almácigos con condiciones de invernadero convencional y tipo microtúnel fueron estadísticamente iguales; pero distintas estadísticamente (P< 0.05) al tratamiento de almacigo tradicional (Figura 12). Figura 12. Largo de fruto promedio provenientes de diferente tipo de almácigo.

Como otro criterio de evaluación entre los tipos de almácigos se cuantificaron el número de flores por planta en la fecha del 13 de julio de 2007. El tratamiento de almacigo tipo micro-túnel promedio más de 11 flores por planta; siendo el almacigo tipo tradicional el que en promedio tuvo menos flores por planta (Figura 13).


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Invernadero Microtunel Tradicional

Tipo de almácigo

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Figura 13. Cantidad de flores presentes en las parcelas con planta de diferente tipo de almacigo. Discusión general

El propósito de este estudio preeliminar es encontrar evidencias que permitan distinguir claramente las diferencias que existen entre los sistemas de manejo de almácigos para producir plántula de chile. Es obvio que durante el tiempo que las semillas germinan y emergen las plántulas hasta que estas son trasplantadas, reciben el máximo cuidado para su crecimiento y desarrollo, independientemente del tipo de almácigo; sin embargo, después del trasplante en la parcela se encontró que en algunas variables fenológicas se observó el impacto del tipo de almacigo.

En cuanto al desarrollo vegetativo de las plantas o altura, las primeras fechas son cruciales para alcanzar las siguientes etapas fenológicas como la floración. Con la información de la Figura 5 claramente se puede observar que aunque existió una diferencia de seis a diez días entre las fechas del trasplante en las parcelas en las cuales la plántula se obtuvo de almácigos tipo invernadero, el desarrollo vegetativo fue el mismo. Posteriormente, 13 días después el comporta-miento de la altura de plantas entre estas dos parcelas fue diferente, ya que las alturas de las plantas cuyo almacigo al piso fue tipo microtúnel fueron mayores. Lo anterior es atribuido a diferencias en el tipo de suelo y su fertilidad. Con respecto a la parcela con el tratamiento de almacigo tradicional al piso el retraso en el desarrollo vegetativo se debe a la tardanza en la fecha del trasplante y al inadecuado manejo de la parcela (competencia con malezas, principal-mente).

Relacionado con el rendimiento, el largo de fruto se vio influenciado positivamente por el tipo de almácigo con plásticos, los cuales pueden afectar la fisiología de las plántulas (Li y Rajapakse, 1999). El estrés debido al cambio del almacigo al campo al parecer no fue tan crítico en los tratamientos AIC y APTMT. Sin embargo, al igual que con las alturas de planta, la parcela con el tratamiento de almácigo tradicional tuvo en promedio frutos de menor longitud. El crecimiento del fruto en esta parcela estuvo limitado por competencia de malezas y altas temperaturas. Un aspecto importante a tomar en cuenta es el déficit hídrico que afectó la fenología del cultivo y los componentes de rendimiento; el cual se ha reportado que afecta la respuesta del cultivo de chile (Aiyelaagbe y Fawusi, 1986; Ibarra y Márquez, 1993; Delgado y Lara, 2001).

Una etapa crítica del cultivo es la floración porque de ella depende el número de frutos amarrados y consecuentemente el rendimiento del mismo. Para la fecha del 13 de julio se observa que la parcela con plantas provenientes de almacigo tipo microtúnel destaca por su alta capacidad de presentar floración. Esto como resultado de aprovechar adecuadamente las condiciones climatológicas y propiciar un manejo del cultivo de manera adecuada con respecto a los otros tratamientos.

CONCLUSIONES

De manera preeliminar se han encontrado

algunas evidencias del impacto del tipo y manejo de almácigos para producción de plántula de chile sobre el comportamiento fenológico en campo de este cultivo.

Diferente comportamiento fenológico en función al tipo de almacigo. El impacto del manejo y tipo de estructura del tipo de almacigo sobre el desarrollo y crecimiento de las plántulas es observado en la fonología del cultivo en el campo. Específicamente se detectaron diferencias en la altura de la planta, tamaño del fruto y la cantidad de floración a diferentes épocas del cultivo. Lo anterior es atribuible a la fecha de trasplante, la cual debe ser considerada como un parámetro de


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manejo crucial en la predicción de la fonología del cultivo.

Por otro lado, es incuestionable la influencia de la fertilidad del suelo y las prácticas de manejo del cultivo sobre la fonología, por lo que es necesario definir adecuadamente su impacto en el rendimiento en esta región en espacial.

Es necesario realizar más investigación para tener un control más adecuado del manejo de los diferentes tipos de almácigos, haciendo énfasis en invernaderos y en microtúneles, sobre todo en estos últimos para productores de escasos recursos, ya que los resultados preliminares muestran que la plántula obtenida con este sistema de producción es muy comparable a la obtenida bajo condiciones de invernaderos convencionales, compitiendo además favorable-mente en costos de infraestructura.

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Perissé, P. 2002. Semillas, un punto de vista agronómico. Primera Edición: Septiembre 2002. Impreso en Argentina © 2002 CyTA. ISBN: 987-43-5087-3. Disponible en: http://www.semilla.cyta.com.ar/ediciones.htm (Consultado en 21 de Noviembre de 2007).

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DESARROLLO FENOLÓGICO DEL CHILE (Capsicum annuum L.) A PARTIR DE DOSIS DE FERTILIZACIÓN QUÍMICO-ORGÁNICA AL SUELO EN NAZAS, DURANGO

Phenological Development of the Chile (Capsicum annuum L.) to Send from Chemical-Organic of Dose of Fertilization to Soil in Nazas, Durango

Jesús Arcadio Muñoz Villalobos¹, Miguel Agustín Velásquez Valle1, Hilario Macías Rodríguez¹,

Ignacio Sánchez Cohen¹ y Marco Antonio Inzunza Ibarra1

¹INIFAP, CENID RASPA Km 6.5 Margen Derecha Canal Sacramento, Gómez Palacio, Durango, México. 35140. E-mail: [email protected];

RESUMEN

El presente trabajo tuvo como objetivo evaluar el efecto de la adición de composta al suelo sobre el desarrollo fenológico en el cultivo del chile. La composta aplicada se obtuvo de una mezcla de estiércol de bovino, rastrojo y suelo, en las proporciones de 1:1 y 10 por ciento de suelo. El diseño experimental que se usó fue un bloques al azar con cuatro repeticiones con parcelas de 2.6 x 5.0 m con tres tratamientos. Los tratamientos fueron dosis de 400, 600 y 800 kg de composta por hectárea mas la fertilización química que aplica normalmente el productor 200-200-00 de nitrógeno fósforo y potasio; además de un testigo donde el cultivo se manejó con la metodología del productor y sólo fertilización química. Las variables que se midieron fueron altura de plantas, longitud del fruto y rendimiento. Los resultados muestran que el rendimiento más alto se registró para el tratamiento de 400 kg ha-1 de composta con un rendimiento promedio de 7.92 ton ha-1 y que las diferencias en altura de planta, son apenas de 2.4 cm entre tratamientos, sin embargo, el abono orgánico mostró que es posible producir un cultivo sin necesidad de usar fertilizantes minerales. No se registraron diferencias significativas en longitud de fruto entre los tratamientos de 400 y 800 kg ha-1 de composta, pero si se observó una diferencia de 1.9 cm más largo el fruto con la dosis de 800 kg ha-1, con respecto al tratamiento de 600 kg ha-1. Una conclusión acertada es que se puede producir un cultivo como el chile con fertilización orgánica cuando se tienen por lo menos dos ciclos de aplicaciones de composta al suelo, considerando que la materia organica apliacda se mineraliza a

una velocidad del 10 a 12 por ciento por ciclo de cultivo (de 3 a 6 meses). Palabras claves: Composta, Estiércol, Fenología.

SUMMARY

This work was the study aimed to assess

the effect of adding compost to the ground on the cultivation of chilli phenological development. The applied compost was obtained from a mixture of manure, crop residues and soil, in the proportions of 1: 1 and 10 percent of soil. The experimental design used was a blocks randomly with four replicates with 2.6 x 5.0 m and 3 treatments plots. Treatments were dose of 400, 600 and 800 kg of compost per hectarea more chemical fertilization that normally applied producer was of 200-200-00 of nitrogen phosphorus and potassium; and a the control treatments where cultivation management with the methodology of producer and only chemical fertilization. The variables that were measured were plant height, length, the fruit and performance. The results show that the highest performance was registered for treatment of 400 kg ha-1 of compost with an average yield of 7.92 ha-1 ton. And those differences in plant, height are barely 2.4 cm between treatments; organic fertilizer however, showed that it is possible to produce a crop without the use of mineral fertilizers. No significant differences were recorded in fruit between 400 and 800 kg ha-1 of compost, treatments length but if there was a difference of 1.9 cm longer the fruit with the dose of 800 kg ha-1, with regard to the processing of 600 kg / has. A successful conclusion is that it can occur a crop


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like chile with organic fertilization when you have at least two cycles compost application to soil, whereas the apliacda organic matter mineralized at a speed of 10 to 12 percent by season (from 3 to 6 months). Keywords: compost, manure, phenology.

INTRODUCCIÓN

El Chile (Capsicum annuum L.) es una de las especies cultivadas más importantes en México y muchos otros países. Uno de los problemas más importantes que actualmente enfrenta no sólo este cultivo, sino la agricultura en general, es la pérdida de la fertilidad del suelo (Ruíz, 1996; Nieto et al. 2002). En general entre las recomendaciones que se hacen para conservar la fertilidad del suelo, son la aplicación de fertilizantes orgánicos, considerando que estos materiales utilizados en la agricultura orgánica garantizan la presencia de microorganismos benéficos que facilitan la descomposición de la materia orgánica, fijan nutrimentos y facilitan la absorción por las plantas (Scullion et al., 1998). La aplicación de residuos orgánicos se recomienda para mejorar la fertilidad y propiedades físicas del suelo (Pagliai et al., 2004). El mejoramiento de las condiciones físicas y químicas se logra a través de la promoción e incremento de la actividad microbiana beneficiando la agregación, aireación y capacidad de retención de agua (Stamatiadis et al., 1999). En los sistemas convencionales de labranza, sobre todo las rastras de discos, provocan la desagregación del suelo y aceleran la oxidación de la materia orgánica, ocasionan además la aparición de capas de suelo pulverizado en la superficie para procurar una "cama apropiada" para las semillas y capas endurecidas en niveles más profundos, principalmente por la presión que ejercen los implementos. La forma en que los suelos son cultivados hoy necesita ser reevaluada (Franzluebbers, 2002). Las prácticas alternativas de labranza pueden promover el mejoramiento del suelo en términos de contenido de carbón y agregación (Mrabet, 2002). Las prácticas agrícolas con el uso intensivo de la maquinaria y bajos

ingresos de materia orgánica provocan deterioro de la estructura del suelo y su compactación (Barzegar et al., 2000). Según Guérif et al. (2001) los sistemas de labranza influyen directamente el contenido de materia orgánica del suelo y la estabilidad de los agregados. Algunos autores encontraron que las gradas de discos causan excesiva pulverización y formación de sello bajo la lluvia por falta de agregación y pérdida de la materia orgánica (Doran, et al., 1998; Dimanche y Hoogmoed, 2002). Siegrist et al. (1998) reportaron los efectos del manejo orgánico y convencional del suelo en un ensayo de campo a largo plazo realizado en Suiza. La densidad de lombrices de tierra, así como la diversidad de la población, era significativamente mayor en las parcelas orgánicas que en las parcelas convencionales. Igualmente, la estabilidad de agregados en las parcelas orgánicas era significativamente mejor, lo que significa que la susceptibilidad a la erosión es mayor en parcelas cultivadas convencionalmente.

La agricultura orgánica es una alternativa

para disminuir los problemas de contaminación por agroquímicos. Normalmente la producción de cultivos se hace con paquetes tecnológicos que incluyen el uso de fertilizantes y pesticidas químicos con un enfoque productivista sin considerar los riesgos ecológicos que esto acarrea. En la actualidad, se tienen problemas de deterioro ambiental y de salud generados por la agricultura altamente tecnificada que se practica en la mayoría de los países del mundo. La justificación de producir chile con fertilización orgánica es la necesidad de obtener alimentos limpios que no pongan en riesgo la salud de las personas, y por otra parte reciclar desechos orgánicos (estiércoles, desechos de mercados, basura orgánica en general, etc.) que se producen en cantidades importantes y por último promover ahorros en los costos de producción del cultivo (Willer y Yussefi, 200). En el presente estudio se plantea el uso de diferentes dosis de composta con el fin de obtener la más adecuada para la obtención de una dosis de fertilización químico-orgánica de chile e integrar una tecnología de producción. El objetivo del estudio fue evaluar el efecto de la adición de composta al suelo sobre el desarrollo fenológico en el cultivo del chile.


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El presente trabajo se realizó en la comunidad 25 de Diciembre en el Municipio de Nazas, Durango. El clima es sub-húmedo C (W) y seco templado BSK, con una precipitación promedio anual de 368 mm. E suelo es Regosol calcárico, de origen aluvial con una textura migajón arenoso. El trasplante de chile se hizo el 15 de marzo del 2007. El distanciamiento del trasplante fue a 0.35 m entre plantas y a 1.3 m entre surcos. Durante el desarrollo del cultivo se realizaron mediciones de la altura de las plantas y longitud del fruto para relacionarlo con los efectos de la fertilización orgánica (Cuadro 2). El diseño experimental fue de bloques completamente al azar, con cuatro tratamientos (dosis de composta y un control sin aplicación) con cuatro repeticiones. Los resultados se evaluaron mediante un análisis ANOVA de una vía y prueba de medias (Tukey 0,05).

Se evaluaron tres tratamientos de composta integrados por dosis de 400, 600 y 800 kilogramos de composta por hectárea más la fertilización química que aplica normalmente el productor de 200-200-00 de nitrógeno fósforo y potasio; además de un testigo donde el cultivo se manejó con la metodología del productor y sólo fertilización química. Las variables que se midieron fueron altura de plantas, longitud del fruto y rendimiento. La densidad de población fue de 22 mil plantas por hectárea. La planta estuvo disponible para el 15 de marzo, estableciéndose como fecha de trasplante. Las plantas, al salir del invernadero se le hicieron dos aplicaciones de Confidor y Bactiva. Durante el mismo, se inundó el cepellón (exclusivamente) con una mezcla de los productos Raizet 100 y Transfer Up. La preparación del terreno se hizo siguiendo la forma tradicional de preparación de suelos (arado, dos pasos de rastra y bordeo). La aplicación e incorporación de la composta se hizo al momento del rastreo. En la parcela testigo que llevó solamente fertilización química se estableció de acuerdo al método tradicional del productor. Las repeticiones se distribuyeron al azar, considerando que la uniformidad de incorporación de la materia orgánica se hizo a la misma profundidad en todas las repeticiones.


Los resultados del análisis estadístico mostraron diferencias estadísticamente significa-tivas entre tratamientos de fertilización químico-orgánica. El cultivo de chile ancho mostró diferencias en altura de planta y longitud del fruto y rendimiento con respecto al testigo, pero no así entre tratamientos de composta. En el Cuadro 1 se observa que las diferencias numéricas en rendimiento entre los tratamientos de composta y el testigo fueron significativas, sin embargo, estas diferencias no se registraron para los tratamientos con composta.

El rendimiento más alto se registró para el tratamiento de 400 kg ha-1 de composta más la fertilización química 200-200-00 de N-P-K con un rendimiento promedio de 7.92 ton ha-1, este fue ligeramente superior al tratamiento de 800 kg ha-1 de composta mas la fertilización química 200-200-00 de N-P-K con un rendimiento promedio de 7.81 ton ha-1 (Cuadro 1). Las plantas de chile en los tratamientos con 400 y 800 kg ha-1 de composta, presentaron mayor altura de planta y longitud de fruto que el testigo y la dosis de 600 kg ha-1 de abono orgánico (Figuras 2 y 3). Las diferencias en altura de planta, son apenas de 2.4 cm, sin embargo, el abono orgánico mostró que es posible producir un cultivo sin necesidad de usar fertilizantes minerales. No se registraron diferencias significativas en longitud de fruto entre los tratamientos de 400 y 800 kg ha-1 de composta, pero si se observó una diferencia de 1.9 cm más largo el fruto con la dosis de 800 kg ha-1, con respecto al tratamiento de 600 kg ha-1. De acuerdo con los resultados se puede inferir que tuvo una mayor producción de materia seca el tratamiento con la dosis más baja.

Se realizaron dos cosechas de frutos durante el tiempo de experimentación. Los rendimientos no mostraron diferencias significativas entre tratamientos de composta según el análisis de varianza (P=0,05). Sin embargo, los resultados presentados en el Cuadro 1 muestran la tendencia de un mayor rendimiento con la aplicación de composta de 800 kg·ha-1 en los dos cortes. Esta tendencia se observó cuando se analizaron solo los tratamientos de composta sin incluir el testigo con diferencias significativas


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en rendimiento en los dos cortes. Por otro lado, la tendencia de los tratamientos con aplicación de composta en dosis de 400 y 600 kg ha-1 superó en producción al testigo, si se considera que fueron los tratamientos con una dosis de composta menor. Probablemente la planta optó por un mayor desarrollo vegetativo como área foliar y altura que de fructificación, como se observa en (Cuadro 2). Estos resultados son un indicador de los efectos de los abonos orgánicos para nuevos estudios que permitan evaluar de forma específica el efecto de la composta en la fisiología de la planta.

El tratamiento con mayor producción de frutos correspondió a una aplicación de composta de 800 kg·ha–1. Las mediciones y conteos mostraron que los frutos de chile producidos con la aplicación de 400 kg·ha-1 tuvieron un mayor tamaño, lo que podría explicar la diferencia estadística en el número de frutos y ausencia de diferencia en los resultados de producción y rendimiento. Cuadro 1. Rendimiento de chile ancho fertilizado con tres dosis de composta en cinco fechas de muestreo.

Testigo

S/Composta Dosis de composta

400 600 800 1er 2.24 2.84 2.42 2.55 2do 3.31 5.08 4.57 5.26

Total 5.55 7.92 6.99 7.81

Figura 1. Rendimiento de chile ancho para dosis de fertilización químico-orgánico con composta y fertilizantes minerales.

Cuadro 2. Altura de planta de chile ancho fertilizado con tres dosis de composta en cinco fechas de muestreo.

Testigo s/composta Dosis de composta 400 600 800

09-Jun 47.4 47.4 44.2 45.5 22-Jun 53.1 50.8 45.7 52.6 04-Jul 62.7 65.9 54.8 62.4 13-Jul 65.0 69.8 62.8 70.7 26-Jul 71.2 76.4 70.8 75.9

Figura 2. Altura de planta de chile ancho fertilizado con tres dosis de composta en cinco fechas de muestreo.

LONGITUD DEL FRUTO DE CHILE BAJO EL MANEJO DE TRES DOSIS DE COMPOSTA (Fertilizante Orgánico)

Figura 3. Longitud del fruto del chile ancho fertilizado con tres dosis de composta.

testigo 400 600

800

9.6 9.27.9

9.8

0.0

2.0

4.0

6.0

8.0

10.0

1 Dosis de Composta (kg/ha)

testigo 400 600 800


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CONCLUSIONES

Los efectos del abono orgánico (composta) influyen en el desarrollo fenológico del cultivo del chile debido a los nutrientes que aportan como el fósforo, potasio y calcio.

Se sugiere profundizar la investigación en torno a dosis más altas y medir propiedades físicas del suelo.

Es necesario realizar nuevos estudio que permitan evaluar de forma específica el efecto de la composta en la fisiología de la planta, de acuerdo con los resultados obtenidos. Agradecimiento

Se agradece la colaboración de la Fundación Produce Durango A.C. por el apoyo financiero para la obtención de los datos y su publicación en documentos científicos y de transferencia de tecnología como este donde se publican los resultados aplicables a la agricultura sostenible en relación a la producción de hortalizas como el cultivo del chile (Capsicum annuum L.)

LITERATURA CITADA

Barzegar, A.R., et al., 2000. Effectiveness of sugarcane residue incorporation at different water contents and the Proctor compaction loads in reducing soil compactibility. Soil & Tillage Research. 57, 167-172.

Dimanche, P.H. and Hoogmoed, W.B. 2002. Soil tillage and water infiltration in semi-arid Morocco: the role of surface and sub-surface soil conditions. Soil & Tillage Research. 66, 13-21.

Doran, J.W., Elliott, E.T., Paustian, K. 1998. Soil microbial activity, nitrogen cycling, and long-term changes in organic carbon pools as related to fallow

tillage management. Soil & Tillage Research. 49, 3-18.

Franzluebbers, A.J. 2002. Soil organic matter stratification ratio as an indicator of soil quality. Soil & Tillage Research. 66, 95-106.

Guérif, J., et al. 2001. A review of tillage effects on crop residue management, seedbed conditions and seedling establishment. Soil & Tillage Research. 61, 13-32.

Mrabet, R. 2002. Stratification of soil aggregation and organic matter under conservation tillage systems in Africa. Soil & Tillage Research. 66, 119-128.

Nieto G. A., Murillo A. B., Troyo D. E, Larrínaga M. J. A., García H. J.L. 2002. El uso de compostas como alternativa ecológica para la producción sostenible del Chile (Capsicum annuum L): en zonas áridas / The use of compost as an ecological alternative for sustainable production of hot pepper (Capsicum annuum L) in arid zones. Interciencia

Pagliai, M., Vignozzi, N., Pellegrini, S., 2004. Soil structure and the effect of management practices. Soil Till. Res. 79:131-143.

Ruiz F., J. F. 1996. Agricultura Orgánica: Una opción sustentable para el agro mexicano. Universidad Autónoma Chapingo, 164 p

Scullion, J., Eason, W.R., Scott, E.P., 1998. The effectivity of arbuscular mycorrhizal fungi from high input conventional and organic grassland and grass-arable rotations. Plant Soil 204: 243-254.

Siegrist, S., Schaub, D., Pfiffner, L., Mäder, P. 1998. Does organic agriculture reduce soil erodibility? The results of a long-term field study on loess in Switzerland. Agriculture, Ecosystems and Environment. 69, 253-264.

Stamatiadis, S., Werner, M., Buchanan, M., 1999. Field assessment of soil quality as affected by compost and fertilizier application in a broccoli field (San Benito Country, California). Appl. Soil Ecol. 12: 217-225.

Willer H, Yussefi M. 2001 Organic Agriculture Worldwide. BioFach, SÖL-Sonderausgabe Stiftung Ökology & Landbau, IFOAM, Alemania, 133 pp.

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EVALUACIÓN DE GRAMÍNEAS DE CLIMA TEMPLADO EN DIFERENTES AMBIENTES DE MÉXICO

Temperate Grasses Evaluation in Different Environments of Mexico

Gregorio Núñez Hernández1, Salvador D. Appendini Carrera1, Uriel Figueroa Viramontes1, Rodolfo Faz Contreras1 y Juan G. Martínez Rodríguez1

1INIFAP Campo Experimental “La Laguna”. José Santos Valdez 1200 pte. Matamoros, Coah. E-mail: nuñ[email protected]

RESUMEN

El objetivo de este trabajo fue evaluar la adaptación y producción de forrajes de especies de gramíneas de clima templado en diferentes ambientes de México. Los experimentos se realizaron en los campos experimentales del INIFAP en Pabellón, Aguascalientes y en Matamoros, Coahuila, en ambientes subtropicales áridos semicálidos (La Laguna), y subtropical semiárido templado (Aguascalientes). En las dos localidades se sembraron diecisiete variedades de pastos perennes (Bromus inermis, Bromus willdenowii, Dactylis glomerata, Festuca arundinacea, Festuca arundinacea x Lolium perenne, Lolium hybridum and Lolium perenne) durante el otoño. Todas las variedades se sembraron de acuerdo a la densidad recomendada para cada especie. Las variedades se establecieron en parcelas de 4 x 2 m, la fertilización fue 100-60-00 N-P-K (kg ha-1) en la siembra en los dos experimentos. El diseño experimental fue bloques al azar en ambos experimentos. El corte inicial se efectuó cuando las plantas tuvieron una altura de 30 cm. El nitrógeno se aplicó después de cada corte empleando una dosis de 50 kg ha-1 y se dio uno o dos riegos dependiendo de las condiciones climáticas. Los resultados indican interacción variedad x localidad x año (P<0.05). En La Laguna todas las variedades de festuca alta tuvieron altas producciones de materia seca por hectárea en los tres años de estudio (P<0.05) comparada con las demás especies de gramíneas. En la producción total de forraje en los tres años de estudio se observó un mayor rendimiento de forraje del ballico perenne, festuca alta y Lolium hybridum (P>0.05).

Palabras clave: Forraje, Gramíneas, Producción.

SUMMARY

The objective of this study was to evaluate different temperate grass species adaptation and forage production in different environments of Mexico. Experiments were conducted in the INIFAP Pabellón Experimental Station at Aguascalientes and Matamoros Experimental Station at Coahuila, under subtropical (La Laguna), and temperate environments (Aguascalientes). In both locations, 17 varieties of perennial grasses (Bromus inermis, Bromus willdenowii, Dactylis glomerata, Festuca arundinacea, Festuca arundinacea x Lolium perenne, Lolium hybridum and Lolium perenne) were seeded in the fall. All varieties were according to their recommended seeding rates. Treatments were allocated to experimental 4 x 2 m plots, fertilization rate was 100-60-00 N-P-K (kg ha-1) during seeding. Experimental design was a complete randomized blocks in both experiments. The initial harvest was carried out when plant height was 30 cm. Fifty kg h-1 was applied after each harvest and one or two irrigations were supply according to climatic conditions. Results indicated an interaction variety x location x year (P<0.05). In La Laguna all tall fescue varieties had higher dry matter productions per hectare in all three years (P<0.05) compared to the other grass species. Total dry matter production was higher for the perennial rye grass, tall fescue and Lolium hybridum (P<0.05) compared to the other species in all three years. Key words: Forage, Grass, Production.

INTRODUCCIÓN

Las gramíneas de clima templado son im-


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importantes en sistemas agropecuarios sos-tenibles con base a praderas, ya que son la base de la alimentación de los rumiantes en pastoreo. En México, la utilización de praderas de gramíneas de clima templado ha permitido la producción económica de leche y carne, en comparación a sistemas intensivos de estabula-ción (Reyes, 1991). Las ventajas que reúnen estas plantas por su morfología y fisiología permiten una producción forrajera intensiva y de fácil aprovechamiento (Sánchez et al., 1981).

Un primer aspecto en los sistemas de producción animal en praderas es la selección de la especie forrajera. En México existen diversos ambientes ecológicos, los cuales, están deter-minados por la interacción de factores climáticos y edáficos. Los factores edáficos varían en las diferentes regiones del país, mientras que los factores climáticos también presentan variaciones año con año (Akpan y Bean, 1980). Estas características ambientales determinan la adaptación y productividad de cada especie. La mayoría de las especies de gramíneas de clima templado se adaptan a regiones templadas; sin embargo, existe nuevo germoplasma de estas especies e inclusive híbridos de Festuca alta x Ballico perenne y Ballico perenne x Ballico anual. Las diferentes especies de gramíneas de clima templado al interaccionar con las condiciones ecológicas de las regiones se pueden comportar de manera diferente de tal forma que es importante conocer las áreas de adaptación para las especies más importantes en el país. El híbrido Festuca arundinacea X Lolium perenne tiene un comportamiento productivo diferente a Festuca arundinacea y Lolium perenne en los ambientes semicálidos y templados de México. El

híbrido Lolium hybridum tiene un comportamiento productivo diferente al Lolium perenne en ambientes semicálidos y templados en México. El objetivo de este trabajo fue evaluar la adaptación y producción de forrajes de diferentes especies de gramíneas de clima templado en diferentes ambientes de México.


Los experimentos se realizaron en los campos experimentales del INIFAP en Pabellón, Aguascalientes y en Matamoros, Coahuila. Los sitios experimentales se localizan en los ambientes subtropicales áridos semicálidos (La Laguna), y subtropical semiárido templado (Aguascalientes). Las características ecológicas que describen estos dos lugares se presentan en el Cuadro 1.

En las dos localidades se sembraron diecisiete variedades de pastos perennes en el otoño. En cada especie se incluyeron cultivares con diferente precocidad a madurez con excepción del Bromus inermis y Bromus willdenowii (Cuadro 2). Todas las variedades se sembraron de acuerdo a la densidad recomendada para cada especie (Cuadro 3). Las variedades se establecieron en parcelas de 4 x 2 m, la fertilización fue 100-60-00 N-P-K (Kg ha-1) en la siembra en los dos experimentos. El diseño experimental fue bloques al azar en ambos experimentos. El corte inicial se efectuó cuando las plantas tuvieron una altura de 30 cm, que fue aproximadamente a los 70 días de establecidos los pastos y después cada 28 días en primavera, verano y otoño, y de 35 a 40 días en invierno.

Cuadro 1. Características ecológicas de las localidades experimentales. Pabellón, Aguascalientes Matamoros, Coahuila Localización, LN 21° 88' 25°53' Clasificación climática Subtrópico semiárido templado Subtrópico árido semicálido Altitud, msnm 1912 1100 Precipitación anual, mm 544 243 Temperatura anual °C 18.5 21.1 Textura del suelo Migajón arenoso Arcillo arenosa pH 7.9 8.2


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Cuadro 2. Pastos de clima templado evaluadas en dos regiones de México. Clave Especie Madurez BRI-H-96 Bromus inermis Intermedia BRW-E-96 Bromus willdenowii Precoz OGP-E-96 Dactylis glomerata Precoz OGH-H-96 Dactylis glomerata Intermedia OGL-L-96 Dactylis glomerata Tardía OGPA-E-96 Dactylis glomerata Precoz OGC-M-96 Dactylis glomerata Intermedia FLK-L-96 Festuca arundinacea Tardía TFD-E-96 Festuca arundinacea Precoz TFF-E-96 Festuca arundinacea Precoz TFB-VL-96 Festuca arundinacea Muy tardía TFFS-EM-96 Festuca arundinacea Precoz/intermedia LHB-E-96 Lolium perenne X Festuca Precoz PRL-E-96 Lolium perenne Precoz PRN-E-96 Lolium perenne Precoz PRT-E-96 Lolium perenne Precoz PRC-L-96 Lolium perenne Tardía

El nitrógeno se aplicó después de cada corte empleando una dosis de 50 kg ha-1 y se le dio uno o dos riegos dependiendo de las condiciones climáticas existentes con una lámina de aproximadamente 10 cm cada riego. Cuadro 3. Densidad de siembra empleada para cada especie de gramínea. Especies Kg ha-1

Bromus inermis 22 Bromus willdenowii 39 Dactylis glomerata 22 Festuca arundinacea 28 Festuca arundinacea x Lolium perenne 28 Lolium hybridum 30 Lolium perenne 30

En cada corte se cosechó una parcela útil de 3 x 1 m para determinar la producción de forraje verde. De cada parcela se tomó una muestra de 1 Kg y se secó en una estufa de aire forzado a 60 °C para determinar el porcentaje de materia seca. Con el producto de ambas variables se estimó el rendimiento de materia seca por hectárea.

Los experimentos se establecieron en

diseños de bloques completos al azar con cuatro repeticiones en cada localidad. Para el análisis de conjunto de ambas localidades se utilizó el modelo descrito por McIntosh (1983) y los resultados se presentan en el Cuadro 4.

Cuadro 4. Análisis estadístico del experimento. Fuente de variación Grados de libertad Cuadrado medio Prueba de “f” Año 2 CM 1 CM1/CM4 Localidad 1 CM2 CM2/CM4 Rep.(loc. x año) 20 CM 3 Variedad 16 CM 4 CM4/CM8 Año x variedad 32 CM 5 CM5/CM8 Loc. x variedad 16 CM 6 CM6/CM8 Loc. x año x var 32 CM 7 CM7/CM8 Error residual 288 CM 8

CM – Cuadrado medio.


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El Cuadro 5 muestra que la interacción variedad x localidad x año fue estadísticamente significativa (P<0.05). Por esta razón, los

resultados presentan el comportamiento de las variedades de las especies por localidad, así mismo, se observan los resultados de la producción de forraje total en los tres años de estudio.

Cuadro 5. Análisis de varianza de acuerdo al modelo estadístico utilizado. Fuente de variación Grados de libertad Cuadrado medio Prueba de “f” Año 2 2381.01 17.76** Localidad 1 1130.06 8.42* Variedad 16 223.76 41.98** Rep (loc x año) 20 134.08 Año x variedad 32 44.32 8.32** Loc x variedad 16 84.48 15.84** Loc x año x var 32 14.57 2.73** Error residual 288 5.33 Total 407 16925.01

* Significativo, ** Altamente significativo La Laguna

En el Cuadro 6 se observa que en el primer año las variedades de festuca alta tuvieron mayores producción de materia seca por hectárea comparada con las variedades de pasto orchard y Bromus inermis (P<0.05), destacando la variedad TFF-E-96. Las demás variedades fueron similares a las variedades de ballico perenne (P>0.05). El híbrido Festuca arundinacea x Lolium perenne L. tuvo un comportamiento similar a las variedades menos productivas de ballico perenne PRL-E-96, PRT-E-96, PRC-L-96 y pasto orchard OGP-E-96 y OGH-M-96 (P>0.05). El Bromus inermis tuvo un comportamiento similar a las variedades más productivas de orchard OGP-E-96, OGH-M-96, OGL-L-96 y OGPA-E-96 (P>0.05). El Bromus willdenowi tuvo un comportamiento productivo similar a las variedades de festuca alta y ballico perenne (P>0.05). En el segundo año, las variedades de festuca TFD-E-96, TFF-E-96 y TFB-VL-96, fueron superiores a las variedades de las demás especies. En este año, las variedades de ballico y de orchard fueron similares exceptuando a la variedad OGC-M-96 que tuvo un bajo rendimiento. El híbrido Festuca arundinacea x Lolium perenne L. tuvo un comportamiento productivo inferior a todas las variedades de

festuca alta y al Bromus willdenowi (P<0.05) pero similar a las variedades de ballico perenne y pasto orchard (P>0.05) y superior al Bromus inermis (P<0.05).

En el tercer año, las variedades de festuca alta fueron superiores a las variedades de todas las demás especies (P<0.05). Las variedades de ballico perenne con excepción de la variedad PRT-E-96, tuvieron una producción de forraje similar a las variedades de orchard (P>0.05). El híbrido Festuca arundinacea x Lolium perenne L. tuvo un comportamiento similar a las variedades más productivas de ballico perenne y a las menos productivas de orchard (P>0.05). El Lolium hybridum fue similar a todas las variedades de ballico y orchard (P>0.05). El Bromus willdenowi tuvo un comportamiento productivo similar a todas las variedades de orchard y a las variedades mas productivas de ballico perenne (P>0.05). El Bromus inermis tuvo un comportamiento similar a todas las variedades de ballico perenne y a las menos productivas de orchard (P>0.05).

En La Laguna todas las variedades de festuca alta tuvieron altas producciones de materia seca por hectárea en los tres años de estudio (P<0.05) comparada con las variedades de las demás especies.

Las variedades de ballico perenne, tuvieron


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una producción similar (P>0.05) a excepción de la variedad PRT-E-96 que tuvo una producción menor (P<0.05). Sólo las variedades de orchard OGL-L-96 y OGC-M-96 tuvieron una producción menor que todas las variedades de festuca alta y ballico perenne (P<0.05). El híbrido Festuca arundinacea x Lolium perenne L. tuvo una producción similar a las variedades de ballico perenne (P>0.05) y sólo superior a la variedad OGC-M-96 de orchard (P<0.05). El Lolium hibridum tuvo menor producción que todas las variedades de festuca alta (P<0.05), además fue similar en producción a las variedades PRL-E-96,

PRN-E-96, y PRC-L-96 de ballico perenne y al Bromus willdenowi (P>0.05) y tuvo una producción superior a todas las variedades de las otras especies (P<0.05). El Bromus willdenowi tuvo una menor producción que las variedades de festuca alta (P<0.05) pero fue similar a las variedades de ballico perenne (P>0.05) a excepción de la variedad PRT-E-96 (P<0.05) y superior a todas las variedades de las otras especies (P<0.05). El Bromus inermis tuvo una producción menor que las variedades de todas las especies (P<0.05) a excepción de la variedad OGC-M-96 de orchard a la cual fue similar (P>0.05).

Cuadro 6. Producción anual de materia seca (ton ha-1) de gramíneas de clima templado en La Laguna. Especie Clave 1997 1998 1999 Total Bromus inermis-M BRI-M-96 16.82 d 7.98 f 8.22 cd 33.02 I Bromus willdenowii-E BRW-E-96 29.40 ab 17.57 c 11.51 bc 58.48 c Dactylis glomerata-E OGP-E-96 21.49 cd 13.69 d 13.06 bc 48.25 defg Dactylis glomerata-M OGH-M-96 21.62 cd 13.24 de 13.39 bc 48.26 defg Dactylis glomerata-L OGL-L-96 18.02 d 12.54 de 14.26 b 44.82 fg Dactylis glomerata-E OGPA-E-96 19.95 d 13.28 de 12.66 bc 45.9 efg Dactylis glomerata-M OGC-M-96 15.16 e 9.98 e 9.81 c 35.02 hi Festuca arundinacea x Lolium perenne FLK-L-96 23.39 c 13.17 de 10.94 c 47.50 defg Festuca arundinacea-E TFD-E-96 29.27 ab 24.30 ab 19.42 a 72.98 ab Festuca arundinacea-E TFF-E-96 31.59 a 25.68 a 19.9 a 77.17 a Festuca arundinacea-VL TFB-VL-96 28.41 ab 23.50 ab 19.43 a 71.35 ab Festuca arundinacea-EM TFFS-EM-96 29.75 ab 21.22 b 17.87 a 68.85 b Lolium hibridum-E LHB-E-96 27.58 b 15.97 cd 12.84 bc 56.40 c Lolium perenne-E PRL-E-96 26.32 bc 13.76 d 12.14 bc 52.23 cde Lolium perenne-E PRN-E-96 27.37 b 13.93 d 13.79 bc 55.09 cd Lolium perenne-E PRT-E-96 24.87 bc 11.18 de 5.72 d 41.77 gh Lolium perenne-L PRC-L-96 26.06 bc 14.35 d 12.95 bc 53.37 cde

E = precoz; M = intermedio; L = tardío VL= muy tardío a,b,c,d,e,f,g,h,i- Medias con diferente literal dentro de año no son estadísticamente iguales (P<.05) Aguascalientes

En el Cuadro 7 se observa que en el primer

año, todas las variedad de ballico perenne tuvieron una mayor producción de materia seca por hectárea comparada con las variedades de las demás especies (P<0.05) a excepción de la variedad PRL-E-96 que fue similar a la variedad de festuca alta TFD-E-96 (P>0.05). Se observaron diferencias significativas entre variedades de festuca alta, destacando las variedades TFD-E-96, TFF-E-96 y TFFS-EM-96, aunque todas fueron superiores a las demás variedades de orchard, Bromus inermis y el híbrido Festuca arundinacea x

Lolium perenne L. En las variedades de orchard también se encontraron diferencias significativas destacando la variedad OGPA-E-96 siendo superiores a Bromus inermis (P<0.05). La producción de forraje del híbrido Festuca arundinacea x Lolium perenne L. fue inferior a la producción de las variedades de ballico perenne y festuca alta exceptuando la variedad (TFB-VL-96), pero fue superior a las variedades de las otras especies (P<0.05). El Lolium hybridum tuvo una producción inferior a las variedades de ballico perenne (P<0.05) pero similar a las variedades de festuca alta TFF-E-96 y TFFS-EM-96 (P>0.05). El Bromus willdenowi fue inferior en producción a las


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variedades de ballico perenne (P<0.05), pero superior a todas las variedades de las demás especies (P<0.05). El Bromus inermis presentó la producción de forraje mas baja de las variedades y especies evaluadas (P<0.05). En el segundo año, las variedades de festuca alta tuvieron las mejores producciones de forraje (P<0.05) a excepción de la variedad TFD-E-96 que tuvo un producción similar a las variedades de ballico perenne LHB-E-96 y PRT-E-96, de orchard OGH-M-96 y OGP-E-96 y del híbrido Festuca arundinacea x Lolium perenne L. (P>0.05). Se encontraron diferencias significativas entre las variedades de orchard destacando la variedad OGC-M-96 siendo su producción superior a todas las variedades de ballico perenne y bromos (P<0.05). En el ballico perenne, con excepción de la variedad PRT-E-96 las demás variedades tuvieron producciones de forraje similares (P>0.05).

El híbrido Festuca arundinacea x Lolium perenne L. tuvo una producción similar a las variedades menos productivas de las especies de festuca alta, ballico perenne, orchard y al Lolium hybridum (P>0.05), pero su producción fue superior a las variedades de Bromos (P<0.05) . Las variedades de los pastos bromo tuvieron menor producción que la mayoría de las variedades de las otras especies (P<0.05) a excepción de las variedades de ballico perenne PRT-E-96 y del híbrido Festuca arundinacea x Lolium perenne L., las cuales fueron similares (P>0.05).

En el tercer año, la variedad de Lolium hybridum tuvo la mayor producción de forraje (P<0.05) y solo fue comparable con las variedades de ballico perenne PRN-E-96 y PRC-L-96 y de festuca alta TFFS-EM-96 (P>0.05). Las demás variedades de ballico perenne y festuca alta fueron similares a las variedades de orchard OGPA-E-96 y OGC-M-96 (P>0.05) y superiores a todas las demás variedades (P<0.05). El híbrido Festuca arundinacea x Lolium perenne L. tuvo una producción menor que las variedades de ballico perenne (P<0.05) pero similar a las variedades menos productivas de festuca alta y orchard (P>0.05). El Bromus inermis tuvo una producción similar al híbrido Festuca arundinacea x Lolium perenne L y a las variedades menos productivas

de festuca alta y orchard (P>0.05). El Bromus willdenowi tuvo la menor producción de todas las variedades (P<0.05).

En la producción total de forraje en los tres años de estudio se observó un rendimiento de forraje similar entre las variedades de ballico perenne, festuca alta y Lolium hybridum (P>0.05) a excepción de la variedad de festuca alta TFD-E-96 que tuvo una producción menor (P<0.05). Todas las variedades de orchard, Festuca arundinacea X Lolium perenne y la variedad de festuca alta TFD-E-96 tuvieron una producción similar entre ellas y fueron superiores a las variedades de bromo (P<0.05). Las dos especies de bromo tuvieron la menor producción de forraje (P<0.05) de todas las variedades de las especies evaluadas.

Discusión

La festuca alta obtuvo buenas

producciones de forraje en La Laguna y en Aguascalientes. Estos resultados indican que esta especie tiene un amplio rango de adaptación tanto para ambientes templados como para ambientes semicálidos en nuestro país. Sleper y West (1996) mencionaron que esta especie se adapta a zonas de transición entre climas tropicales y templados; también Hannaway y colaboradores (1999b) señalaron que el festuca alta se adapta a zonas de transición; además, esta especie se reporta como tolerante a estrés por sequía, lo cual es frecuente durante el verano en las regiones semicálidas aún cuando se proporcione irrigación. De la misma manera, Moser y Hoveland (1996) señalaron a la festuca alta como la principal gramínea perenne de clima templado que se adapta a las zonas de transición entre las zonas templadas y tropicales. Los resultados de este estudio también abren la posibilidad de utilizarse en zonas semicálidas similares a Torreón, Coahuila en México, donde otras especies de clima templado no se adaptan.

Este estudio también muestra que el ballico perenne y el orchard tienen un menor rango de adaptación, ya que solo tuvieron buenas producciones de forraje en Aguascalientes. En Torreón, se considera que estas especies de gramíneas de clima templado no tuvieron un buen comportamiento productivo debido principalmente


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Cuadro 7. Producción anual de materia seca (ton ha-1) de gramíneas de clima templado en Pabellón, Aguascalientes.

Especie Clave 1997 1998 1999 Total Bromus inermis-M BRI-M-96 15.47 k 18.34 g 14.49 c 48.31 f Bromus Willdenowii-E BRW-E-96 24.29 d 16.38 g 5.83 d 46.51 f Dactylis glomerata-E OGP-E-96 19.78 i 23.21 fe 15.14 c 58.14 de Dactylis glomerata-M OGH-M-96 20.46 i 23.01 f 13.85 c 57.32 de Dactylis glomerata-L OGL-L-96 20.07 i 24.27 e 14.45 c 58.8 cde Dactylis glomerata-E OGPA-E-96 21.27 g 25.66 d 17.33 bc 64.27 bcde Dactylis glomerata-M OGC-M-96 19.52 j 26.38 c 18.06 b 63.96 bcde Festuca arundinacea x Lolium perenne FLK-L-96 21.81 f 20.97 fg 13.78 c 56.59 e Festuca arundinacea-E TFD-E-96 24.40 c 22.12 f 17.23 bc 63.76 bcde Festuca arundinacea-E TFF-E-96 23.91 e 30.65 a 17.86 bc 72.42 ab Festuca arundinacea-VL TFB-VL-96 21.16 h 31.13 a 19.29 b 71.59 ab Festuca arundinacea-EM TFFS-EM-96 24.07 e 27.86 b 19.62 ab 71.57 ab Lolium hybridum-E LHB-E-96 23.31 e 21.61 f 22.55 a 67.48 abc Lolium perenne-E PRL-E-96 24.41 c 23.61 e 18.01 b 66.03 abcd Lolium perenne-E PRN-E-96 24.89 b 24.72 e 22.12 ab 71.73 ab Lolium perenne-E PRT-E-96 27.83 b 20.68 fg 18.83 b 67.34 abc Lolium perenne-L PRC-L-96 28.67 a 24.00 e 21.81 ab 74.92 a

E = precoz; M = intermedio; L = tardío VL= muy tardío A,b,c,d,e,f,g,h,i,j,k- Medias con diferente literal dentro de año no son estadísticamente iguales (P<0.05) a que las altas temperaturas en el verano, que superan los límites tolerables de estas especies (Reyes, 1991). En el ballico perenne se ha indicado dormancia en los meses de verano, aún con irrigación ó lluvia abundante y efectos negativos en la producción cuando las temperaturas sobrepasan los 31 °C en el día y exceden los 25 °C en la noche (Hannaway et al., 1999 a). En la gráfica 1 se puede observar que las temperaturas durante el verano variaron de 27 a 29 °C en verano en Torreón, mientras que en Aguascalientes las temperaturas variaron sólo de 18 a 23 °C en el verano.

El Bromus inermis tuvo una mejor adaptación a las condiciones de Aguascalientes. Estos resultados se atribuyen a que esta especie tiene su mejor producción entre 18 a 25 °C (Moser y Hoveland, 1996); lo cual coinciden más a las condiciones de Aguascalientes, ya que en La Laguna, las temperaturas son mayores a este rango. En contraste, el Bromus willdenowii parece comportarse mejor en las condiciones de La Laguna. Desafortunadamente no existe mucha información sobre las condiciones ecológicas de adaptación de esta especie. Sin embargo, la producción de forraje de ambas especies tienden a disminuir a través de los años de manera más

drástica que las otras especies de gramíneas evaluadas.

El híbrido Lolium perenne x Festuca arundinacea, llamado también festulolium en Estados Unidos de América, tuvo una producción de forraje mejor en Aguascalientes. Aunque tampoco existe información sobre sus áreas de adaptación, tuvo un comportamiento productivo similar al Lolium perenne. Este pasto se reporta con una duración inferior al festuca alta (Muslera y Ratera, 1991). En este estudio, en ambos ambientes, su producción de forraje disminuyó notablemente en el tercer año.

En contraste, el Lolium hybridum tuvo un comportamiento parecido al ballico perenne inclusive con una mejor producción en el último año de estudio. Heath et al. (1985) señalaron que el Lolium hybridum se adapta a las mismas condiciones climáticas que el ballico perenne, lo cual se corroboró en este estudio. Sin embargo, el aprovechamiento del Lolium hybridum debe realizarse con más cuidado que el Lolium perenne, ya que la escasa fertilidad del suelo, veranos muy secos, pastoreo continuos y cortes muy bajos, pueden afectar su persistencia (Akpan y Bean, 1980).


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CONCLUSIONES

Con base a los resultados de producción de materia seca por hectárea a través de los tres años de estudio, se seleccionaron el ballico perenne, el pasto orchard y festuca alta como las especies con mayor potencial de producción para sitios similares a los incluidos en el presente estudio. En este caso, el comportamiento de las especies en las dos localidades, puede ser utilizada como indicador de la adaptación de las especies (Finlay y Wilkinson, 1963).

Existió una respuesta diferencial de las especies de gramíneas de clima templado evaluadas en los dos ambientes considerados en este estudio.

La Festuca arundinacea tuvo mayor producción de forraje en la Laguna y una producción muy similar al Lolium perenne en Aguascalientes.

El Festuca arundinacea tiene un área de adaptación más grande que las otras especies ya que se adaptó a la región semicálida y templada de México.

El Lolium perenne tuvo una producción muy similar a la Festuca arundinacea sólo en Aguascalientes (región templada) y no así en La Laguna, ya que en el segundo y tercer año bajó su producción drásticamente en esta zona

El pasto Dactylis glomerata tuvo un comportamiento similar a la Festuca arundinacea y al Lolium perenne en Aguascalientes, no así en La Laguna. Las áreas de adaptación para el Dactylis glomerata se limitan a áreas en las regiones templadas del país, ya que en las regiones semicálidas, presentó producciones bajas de forraje.

El híbrido Festuca arundinacea X Lolium perenne tuvo menor producción de forraje que la Festuca arundinacea y el Lolium perenne en las regiones templadas y semicálidas de México.

El Bromus willdenowii tuvo una producción similar al Bromus inermis en Aguascalientes y mejor en La Laguna, se comportó mejor en zonas de clima semicálido que en zonas de clima templa-

do.

LITERATURA CITADA Akpan, E.E.J. and Bean, E.W. 1980. The effectos of density date of inflorescence emergence date of

harvesting and temperature upon seed quality in tetraploid hybrid ryegrasses. Grass and Forage Science 35: 55-61.

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Hannaway, D.; Fransen, S.; Cropper, J.; Teel, M.; Chaney. M.; Griggs, T.; Halse, R.; hart, J.; Cheeke, P.; Hansen, D.; Klinger, R. y Lane, W 1999 (b). Tall fescue. Oregon State University. Oregon. U.S.A. PNW 504

Heath, E.M; Barnes, R.F. and Metcalfe F.1985. Forages: The science of grassland agriculture. 4th Edition. Iowa State University Press. Ames, Iowa, U.S.A.

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LA RADIACIÓN SOLAR Y FERTILIZACIÓN NITROGENADA EN EL DESARROLLO DE PLÁNTULAS DE NOGAL

Solar Radiation and Nitrogen Fertilization on the Development of Walnut Seedlings

María del Carmen Potisek Talavera1, Guillermo González Cervantes1, Eduardo Chávez Ramírez1 y José Luis González Barrios1

1Centro Nacional de Investigación Disciplinaria en Relación Agua-Suelo-Planta-Atmósfera, INIFAP. Km 6+500, margen derecha

canal Sacramento, Gómez Palacio, Durango, México. E-mail: [email protected]

RESUMEN

Los porta injertos son producidos por los propios productores de nuez o bien por viveristas en un tiempo relativamente largo (superior a tres años) en condiciones naturales de campo. Mediante la tecnología de invernaderos y fertilización nitrogenada es posible modificar las variables del clima que inciden en el desarrollo de las plantas y proporcionan condiciones más favorables en los procesos fisiológicos que determinan el crecimiento y pueden disminuir el tiempo de obtención de los porta injertos. En el CENID-RASPA se realizó el estudio con el objetivo de evaluar el efecto de tres niveles de radiación solar mediante estructuras de invernadero sin cubierta y con cubierta de malla sombra al 50 por ciento y de plástico+malla sombra al 50 por ciento, y dos dosis (400 y 200 ppm) alta y baja de fertilización nitrogenada sobre el desarrollo de plántulas de nogal. Los niveles de radiación solar durante el día oscilaron entre 200 a 1500, 43 a 250 y 30 a 160 µmol s-1 m-2 bajo condiciones de la estructura de invernadero sin cubierta, de invernadero con cubierta de malla sombra y de invernadero con cubierta de plástico+ malla sombra, respectivamente. El mayor crecimiento en altura de planta se presentó bajo condiciones de invernadero con cubierta de malla sombra y fertilización nitrogenada de 400 ppm con un valor promedio de 40 cm durante el período de marzo a agosto y con fluctuaciones en la radiación de 43 a 250 µmol s-1 m-2. Para el caso del diámetro del tallo, los valores más altos fueron de 8.99 y 8.56 mm observados en condiciones de invernadero con cubierta de malla sombra interaccionando con fertilización nitrogenada de 400 y 200 ppm.

Palabras clave: Plantas de nogal, Radiación solar, Fertilizante nitrogenado, Invernaderos.

SUMMARY

Pecan rootstocks are produced by the

orchard owners or in commercial nurseries in a time period over three years. The use of greenhouses and nitrogen fertilization to produce pecan rootstocks may decrease the time to get useful material for grafting, due to feasibility of controlling suitable environmental conditions that favour their growing rate. A greenhouse experiment located in the CENID-RASPA was developed to study the effect of solar radiation and two level of nitrogen fertilization by using different greenhouse covers (treatments). Without cover (control), cover with a grid (50% of shadow), and plastic cover + grid (50% of shadow). Diurnal solar radiation values ranged from 200 to 1500, 43 to 250 and 30 to 160 µmol s-1 m-2 , for the control, 50 percent of shadow, and plastic cover+50% of shadow, respectly. The best growth in high and diameter (40cm and 8.99 mm respectly, period March to August) was obtained with 50 percent of shadow and 400 ppm of nitrogen fertilize, behaviour attributed to lower radiation values and levels high nitrogen fertilization. Key words: Pecan rootstocks, Solar radiation, Nitrogen fertilizer, Greenhouse.

INTRODUCCIÓN

El nogal pecanero (Carya illinoensis, Koch)

es una planta caducifolia de la familia de las angiospermas, originaria del norte de México y sur


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de los Estados Unidos de Norteamérica (Medina y Cano, 2002). El nogal pecanero en su ambiente natural se desarrolla en clima húmedo, donde la precipitación anual mínima promedio es de 760 milímetros y la máxima de 2010 milímetros, con temperaturas promedio anual mínimas que oscilan de 10 a -1 ºC, durante el invierno, y máximas de 41 a 46 ºC, durante el verano (Osburn, 1954; Adams y Thielges, 1977).

En las zonas semiáridas y áridas del norte de México el nogal pecanero es uno de los cultivos de alto valor comercial, con una superficie establecida superior a 60 mil hectáreas y con tendencias a seguir incrementándose esta superficie (Puente et al., 2002; Orona et al., 2006). Sin embargo, las regiones de hábitat natural contrastan considerablemente con las condiciones ambientales que predominan en las zonas semiáridas donde se localizan las plantaciones comerciales y donde se producen plantas “porta injertos” para nuevas plantaciones (Chávez, 2007). En relación a la generación de porta injertos, estos son producidos bajo condiciones de campo por los propios productores de nuez o bien por viveristas en un tiempo relativamente largo (superior a tres años). Ello obedece a la poca investigación que se ha hecho relacionada a la modificación del clima sobre el desarrollo de la producción de plantas de nogal para portainjerto y su impacto al reducir el tiempo para la obtención de los mismos (menor a tres años). Actualmente, mediante la tecnología de invernaderos es posible modificar las variables del clima que inciden en el desarrollo de las plantas y proporcionan condiciones más favorables en los procesos fisiológicos que determinan el crecimiento (Estala et al., 2007). Sin embargo, es importante conocer la magnitud de las alteraciones que se inducen al ambiente que rodea a las plantas mediante las cubiertas a utilizar en los invernaderos. Dichas cubiertas son las responsables en gran medida del cambio en los parámetros como la radiación solar, temperatura y humedad relativa del aire; así como la composición gaseosa dentro del invernadero y fisiológica de las plantas (Gardner, et al, 1990). El efecto de factores climáticos como la radiación y la temperatura influyen ampliamente en la eficiencia de la actividad fotosintética y especialmente sobre la transpiración de las plantas, consecuentemente

sobre su crecimiento y desarrollo (Sparks, 1995; Sánchez, 2003). Otro de los factores que influyen en el crecimiento del nogal es la fertilización nitrogenada, ya que propiamente es la reguladora en el crecimiento de los brotes (Schalau, 1998). Con base al antecedente expuesto, se realizó un estudio con el objetivo de conocer el efecto de la radiación solar mediante cubiertas de invernadero; a cielo abierto, con malla sombra al 50 por ciento y con plástico más malla sombra al 50 por ciento, y dos dosis de fertilización nitrogenada sobre el desarrollo de plántulas de nogal pecanero variedad Burkett.


El estudio se realizó en el campo experimental del Centro Nacional de Investigación Disciplinaria en Relación Agua-Suelo-Planta-Atmósfera (CENID-RASPA) ubicado en Gómez Palacio, Durango, cuyas coordenadas son 25º 35’18’’ N y 103º 27’ 01’’ O. Estructuras de Invernaderos y Cubiertas Utilizadas

En la Figura 1 son ilustradas las estructuras metálicas de los invernaderos en forma semicilíndrico o tipo túnel, con dimensiones: 14 m de largo, 3.3 m de ancho y altura máxima 2.5 m. Estas estructuras fueron orientadas en dirección este-oeste. Las cubiertas de dichas estructuras fueron de la siguiente forma: A) a cielo abierto, se utilizó la estructura metálica para invernadero sin cubierta, B) con malla sombra al 50 por ciento y malla antiáfido y C) con malla sombra más plástico, la malla sombra al 50 por ciento y el plástico fue un polietileno térmico de larga duración (PC-602 color amarrillo) y la malla antiáfidos descrita con anterioridad.

Material Vegetal y Sustrato

Se utilizaron semillas (nueces) del cultivar Burkett para la obtención de plántulas de nogal. Las nueces fueron sometidas a un proceso de germinación en camas de sustrato inorgánico en charolas de 40 x 65 x 15 cm (largo, ancho y profundidad, respectivamente), posteriormente, al


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Figura 1. Estructuras de invernaderos sin cubierta y con cubierta diferente. inicio de la emergencia, las plántulas fueron transplantadas en bolsas de polietileno de 60 cm de largo por 25 cm de ancho (una planta por bolsa) que contenían al 90 por ciento de su capacidad el mismo sustrato de germinación. El sustrato inorgánico fue arena de río, cribada a un tamaño inferior de 2 mm el cual contenía 90, 6 y 4 por ciento de partículas de arena, limo y arcilla, respectivamente, con un valor de 5.4 por ciento para capacidad de campo y 3.5 por ciento en punto de marchitez permanente. Una vez transplantadas las plántulas de nogal fueron establecidas bajo los invernaderos con y sin las diferentes cubiertas en fecha de 25 agosto de 2008.

Tratamientos Los tratamientos resultaron de la

combinación de los factores a) a cielo abierto y cubiertas de invernadero (3) y b) Dosis de fertilización nitrogenada (100 y 200 ppm), mediante un diseño experimental factorial AxB (3x2) completamente al azar dando un total 6 tratamientos descritos en el Cuadro 1, con 9 repeticiones considerando a cada planta como unidad de muestreo. Las plantas fueron organizadas en una línea central, considerando la mitad de la línea con fertilización alta (400 ppm) y la otra mitad con fertilización normal (200 ppm) al interior de las estructuras de invernadero, a una separación de 40 cm entre plantas.

Cuadro 1. Descripción de los tratamientos. Tratamiento Simbología Descripción

1 T1 Sin cubierta ó cielo abierto* Dosis nitrogenada alta

2 T2 Malla sombra * Dosis nitrogenada alta

3 T3 Plástico+malla sombra * Dosis nitrogenada alta

4 T4 Sin cubierta ó cielo abierto* Dosis nitrogenada baja

5 T5 Malla sombra * Dosis nitrogenada baja

6 T6 Plástico+malla sombra * Dosis nitrogenada baja


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Las plantas bajo los diferentes tratamientos fueron irrigadas mediante un sistema de riego localizado con un gotero por planta, efectuando un riego por la mañana (8:00 a.m.) y otro por la tarde (15:00 hrs.) cuidando que el sustrato se mantuviera en niveles cercanos a capacidad de campo para afectar lo menos posible al desarrollo vegetativo por efecto de estrés hídrico.

En cuanto a la fertilización, ésta se realizó cada semana en forma homogénea a partir del 22 de septiembre del 2008, a razón de 100-80-100 partes por millón (ppm) de nitrógeno, fósforo y potasio, respectivamente durante un mes después de establecida la plántula bajo las estructuras de invernadero. Posteriormente se empezó a aplicar la dosis nitrogenada alta (200 ppm) y la dosis normal (100 ppm) según el tratamiento correspondiente, fertilizando cada semana con una frecuencia de dos veces por semana hasta el 24 de octubre. A partir del 23 de marzo del 2009, la fertilización se hizo por semana, incrementando la dosis alta a 400-150-100 ppm de nitrógeno, fósforo y potasio respectivamente; mientras que la dosis baja ó normal a razón de 200-80-100 ppm de nitrógeno, fósforo y potasio respectivamente. El producto comercial empleado para la solución nutrimental fue el fertilizante triple 19 complementado con micronutrimentos (hierro, manganeso, boro, zinc, cobre y molibdeno), además del reactivo fosfato monobásico de potasio para complementar el fósforo. Mediciones Realizadas

Durante el periodo del mes de marzo a agosto se realizaron mediciones de radiación solar (µmol s-1 m-2), al interior de las estructura de invernadero sin cubierta (a cielo abierto) y con cubierta de malla sombra y de plástico+malla sombra, mediante un sensor Lycor en cuatro horarios; 9:00 a.m., 12:00, 13:00 y 15:00 hrs. El período de evaluación de las variables altura de la plántula y diámetro del tallo se realizó desde marzo hasta agosto; en la planta fue evaluado el crecimiento expresado en términos de altura del tallo medida desde la base del tallo hasta la parte terminal de las hojas superiores y el diámetro de tallo a una altura de un centímetro sobre la superficie del sustrato. Las mediciones de altura

de tallo se realizaron utilizando una regla metálica; en tanto, para las mediciones del diámetro se utilizó un vernier digital. Los datos de altura y diámetro de tallo se analizaron estadísticamente con el paquete computacional Statistical Análisis System (SAS, 1999) y las medias de los tratamientos se compararon mediante la prueba de Tukey (P ≤ 0.01).

RESULTADOS Y DISCUSIÓN Radiación Solar

En la Figura 2 se muestra el comportamiento de la radiación solar en los horarios de las 9 a.m.y 15 hrs., durante el periodo del mes de marzo a mayo. En la estructura sin cubierta, es decir, en condiciones naturales, la radiación solar fluctúa entre 200 y 600 µmol s-1 m-2

en el horario de 9:00 a.m., posteriormente, se incrementan los niveles de radiación hasta alcanzar valores de 1250 y de 1400 µmol s-1 m-2 en los horarios de las 12:00 y 13:00 hrs. respectivamente, presentándose los valores máximos de radiación (1500 µmol s-1 m-2) a las 15:00 p.m. Sin embargo, también se presentan algunos valores bajos (de 200 a 400 µmol s-1 m-2) durante estos dos últimos horarios, ello por efecto de la nubosidad. En el invernadero con cubierta de malla sombra, los niveles de radiación solar que impactan sobre la superficie vegetal se reducen abruptamente con respecto a la condición anterior; los valores en el horario de las 9:00 a.m. oscilan entre 43 y 80 µmol s-1 m-2, alcanzando valores máximos de 250 µmol s-1 m-2 a las 15:00 hrs., observándose un variación mínima (de 50 a 70 µmol s-1 m-2) en los horarios de 12:00 a 15:00 hrs, muy contrastante a la condición natural (sin cubierta) donde la variación de radiación solar para esos mismos horarios es de 800 a 1500 µmol s-1 m-2. Por otra parte, en el invernadero con cubierta de plástico+malla sombra, la radiación disminuye todavía más que la observada en la condición de cubierta de malla sombra; a las 9:00 a.m. se presentan valores mínimos hasta por a bajo de 30 µmol s-1 m-2 y valores máximos de 160 µmol s-1 m-2 en el horario de las 15:00 hrs, con variaciones mínimas durante las diferentes horas del día.


35

9:00 Horas

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

17/03/2009 31/03/2009 14/04/2009

Fecha

Rad

iaci

ón s

olar

(mic

rom

ol s

-1 m

-2)

sin cubierta

con malla sombra

con plástico+malla sombra

15:00 Horas

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

17/03/2009 31/03/2009 14/04/2009

Fecha

Rad

iaci

ón s

olar

(mic

rom

ol s

-1 m

-2 )

Figura 2. Radiación solar bajo diferentes cubiertas en invernadero en dos horarios.

Altura del Tallo

En el Cuadro 2 se muestran los resultados de la comparación de medias entre los tratamientos evaluados, presentando diferencia estadística significativa entre los tratamientos evaluados. Para la variable altura (cm) durante el período de marzo a agosto del 2009 el mejor crecimiento de 40 cm se obtuvo bajo el invernadero cubierto con malla sombra al 50 por ciento (T 2) con valores de radiación que variaron entre 43 y 80 micromol s-1 m-2 en el horario de las 9:00 horas presentando valores máximos de 250 micromol s-1 m-2 a las 15:00 p.m., conjuntamente a la fertilización nitrogenada de 400 ppm. La altura más baja (15.88 cm) se registró a cielo abierto y con la misma fertilización nitrogenada (400 ppm) que corresponde al tratamiento 1; esto debido a que, a cielo abierto la radiación es cinco veces mayor; consecuentemente la evaporación es mayor, incrementando la concentración de sales en el sustrato, provocando la quemadura de las hojas; daños similares que reportan (Miyamoto et

al., 1985) en sus trabajos con tres cultivares de nogal bajo diferentes calidades de agua, quienes comentan que la salinidad en el nogal es un factor limitante para su crecimiento.

Los resultados de dicha investigación donde la eficiencia fotosintética fue mayor en el ambiente con cubierta de malla sombra también coinciden con lo mencionado por (Sparks, 1995; Sánchez, 2003), referente al efecto de factores climáticos como la radiación y la temperatura que influyen ampliamente en la eficiencia de la actividad fotosintética, especialmente sobre la transpiración de las plantas y consecuentemente sobre su crecimiento.

En la Figura 3 se ilustra la dinámica de crecimiento en altura (cm) del cultivar Burkett en el invernadero cubierto con malla sombra al 50 por ciento y su interacción con la fertilización nitrogenada en las diferentes fechas después de la germinación. Donde se observa que a partir de los 208 días fue mayor el crecimiento en altura con fertilización nitrogenada alta (400ppm), comparada con la fertilización nitrogenada baja (200 ppm) y


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ambos crecimientos comparados contra el testigo (sin Cuadro 2. Comparación de medias entre tratamientos para la variable altura.

† En la columna, medias con la misma letra son estadísticamente iguales (Tukey, P ≤ 0.01).

En el nogal, este período corresponde al de mayor crecimiento, puesto que es la salida de dormancia de la plántula y donde se recomienda realizar la fertilización.

Figura 3. Dinámica de crecimiento de altura (cm) en plántula de nogal cultivar Burkett. Diámetro del Tallo

En el Cuadro 3 se presentan los resultados de la comparación de medias entre los tratamientos evaluados para la variable diámetro del tallo, presentando diferencia estadística significativa entre los tratamientos evaluados. Para la variable diámetro (mm) durante el período de marzo a agosto del 2009 los mayores diámetros de 8.99 y 8.56 mm se obtuvieron bajo el invernadero cubierto con malla sombra al 50 por ciento y con fertilización nitrogenada alta (400 ppm) y baja (200 ppm) correspondientes a los tratamientos 2 y 5; por lo que los resultados

indican que con valores de radiación baja, la planta es más eficiente en cuanto a su función fotosintética y que no hay diferencia en cuanto a fertilizar en forma nitrogenada con mayor o menor cantidad. El diámetro más bajo se observó a cielo abierto con la dosis alta (400 ppm) correspondiente al tratamiento 1 con un valor de 4.95 mm; siendo estadísticamente igual al resto de los tratamientos (6, 3, 4). El grosor del tallo en las especies forestales está considerado como un parámetro de calidad, Peñuelas y Ocaña, (1996), al igual que en el caso del nogal. Cuadro 3. Comparación de medias entre tratamientos para la variable diámetro del tallo. Tratamiento Diámetro (mm) 1 4.9500 b 2 8.9911 a 3 6.5011 b 4 5.0622 b 5 8.5667 a 6 6.5789 b

† En la columna, medias con la misma letra son estadísticamente iguales (Tukey, P ≤ 0.01).

En la Figura 4 se muestra la dinámica de crecimiento del tallo (mm) del cultivar Burkett en el invernadero cubierto con malla sombra al 50 por ciento y con las dos fertilizaciones nitrogenadas alta (400 ppm) y baja (200 ppm) en las diferentes fechas después de la germinación. Donde se observa que a partir de los 223 días fue mayor el crecimiento en el diámetro con fertilización nitrogenada alta (400ppm), comparada con la fertilización nitrogenada baja (200 ppm) y ambos crecimientos comparados contra el testigo (sin fertilizar); nuevamente se observa el crecimiento en la salida del período de dormancia de la plántula y la respuesta positiva a la fertilización.

CONCLUSIONES

La incidencia de radiación solar solamente

en un 20 por ciento que la normal en un día soleado, incrementa la eficiencia fotosintética de la plántula de nogal cultivar Burkett .

Para el cultivar Burkett los valores de las variables altura y diámetro siempre fueron mayores en el invernadero con cubierta malla

Tratamiento Altura (cm) 1 15.8889 d 2 40.0000 a 3 22.6667 cd 4 17.8889 d 5 27.33333 bc 6 32.33333 ab

ALTURA PROMEDIO DEL CV. BURRKET INV. MALLA SOMBRA

0 5

10 15 20 25 30 35 40 45

178 193 208 223 238 253 268 283 298 313 328 343

DIAS DESPUES DE LA GERMINACION

ALTURA FERT. ALTAFERT. NORMALTESTIGOS


37

sombra al 50 por ciento conjuntamente con la fertilización nitrogenada de 400 ppm.

PROMEDIO DEL GROSOR DE TALLO DEL

CV. BURKETT INV. MALLA SOMBRA

0

2

4

6

8

10

178

193

208

223

238

253

268

283

298

313

328

343

DIAS DESPUES DE LA GERMINACION

TALL

O

FERT. ALTAFERT. NORMALTESTIGOS

Figura 4. Dinámica de crecimiento del diámetro de tallo en plántulas de nogal cultivar Burkett.

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MODELACIÓN ESTOCÁSTICA DEL RIEGO POR MELGAS A ESCALA REGIONAL Stochastic Modeling of Border Irrigation at Regional Scale

Ernesto Alonso Catalán Valencia1, Magdalena Villa Castorena1, Marco Antonio Inzunza Ibarra1,

Abel Román López1 y María de Lourdes González López1

1Centro Nacional de Investigación Disciplinaria en Relación Agua Suelo Planta Atmósfera (CENID RASPA INIFAP), Canal Sacramento km 6+500, CP 35140, Gómez Palacio, Durango, México. [email protected]

RESUMEN

La crisis del agua observada en los últimos años y la falta de planeación en el uso de este recurso urgen al establecimiento de estrategias para lograr mayor control en la administración de los recursos hídricos. Una de estas estrategias es la tecnificación de las zonas de riego que implica la incorporación de técnicas y métodos racionales y cuantitativos para aumentar la eficiencia y productividad de los sistemas de riego. A nivel parcelario destacan las técnicas para diseñar, construir y manejar los sistemas de riego. En este estudio se desarrolló un método para cuantificar y acotar el nivel de incertidumbre inducido por la variabilidad espacial de la infiltración sobre los índices de eficiencia y el diseño del riego por melgas rectas cerradas. El método se basa en la aplicación de un esquema de simulación estocástica que combina la simulación hidráulica del riego por melgas y el análisis de incertidumbre con el método Monte Carlo. El método se aplicó para definir rangos de gastos adecuados y confiables en el sistema de riego por melgas rectas cerradas para el caso de los suelos de la Región Lagunera. Estos rangos de gastos producen eficiencias de aplicación y uniformidades del riego superiores a 80 por ciento en un 95 por ciento de los casos (probabilidad de 95 %). Palabras clave: Eficiencia de riego, Simulación estocástica, Método Monte Carlo, Funciones PTF.

SUMMARY

The crisis of water observed during the last years and the lack of planning on the use of this resource urge the implementation of strategies for achieving a higher control on the administration of

water resources. One of these strategies is the modernization of irrigated areas which implies the incorporation of rational and quantitative techniques for improving the efficiency and productivity of irrigation systems. At the farm level, the available techniques are those used for designing, constructing and managing the irrigation systems. In this study, a method was developed for quantifying and restraining the uncertainty level induced by the spatial variability of infiltration on the efficiency indexes and the design of closed border irrigation system. The method is based on a stochastic simulation scheme that combines the hydraulic simulation of border irrigation with the uncertainty analysis using the Monte Carlo method. The scheme was applied for determining ranges of adequate and reliable inflow values for straight-closed border irrigation system for the soils of the Laguna Region. These inflow ranges produce values of application efficiency and uniformity higher than 80 percent in 95 percent of the cases (probability of 95 %). Key words: Irrigation efficiency, Stochastic simulation, Monte Carlo method, PTF functions.

INTRODUCCIÓN

La crisis del agua observada en los últimos años y la planeación deficiente en el uso de este recurso urgen al establecimiento de estrategias para lograr mayor control en la administración de los recursos hídricos. Entre estas estrategias destaca la tecnificación del riego que implica la incorporación de técnicas y métodos más racionales y cuantitativos para mejorar la eficiencia y productividad de los sistemas de riego. A nivel parcelario destacan las técnicas para diseñar, construir y manejar los sistemas de riego.

RELACIÓN AGUA-SUELO-PLANTA – AGROFAZ VOLUMEN 9 NÚMERO 3, 2009

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El diseño de un sistema de riego consiste en seleccionar, mediante un análisis hidráulico, las variables que determinan su funcionamiento tales como el gasto, longitud, pendiente, tiempo de aplicación, etc., con el propósito de lograr máxima eficiencia y productividad en el uso del agua. Sin embargo, debido a la complejidad de este análisis, los sistemas rara vez se diseñan, sólo se construyen y operan con base a la experiencia de los usuarios. El mejoramiento del riego parcelario a través del diseño no sólo requiere del refinamiento de técnicas sino de la transferencia y adopción de estas técnicas por el usuario. En este sentido, los avances tecnológicos más significativos se han logrado en el refinamiento de las técnicas, con el desarrollo de modelos de simulación para predecir y analizar el funcionamiento de los sistemas de riego. En cambio, la transferencia y uso de las técnicas por el usuario es la etapa donde han ocurrido los mayores rezagos. Esto debido al nivel de capacitación y entrenamiento requerido por parte de los usuarios para utilizar dichas técnicas. En este contexto, cualquier acción de investigación o transferencia de tecnología orientada a facilitar o promover una mayor tecnificación del riego parcelario se justifica plenamente. Un aspecto clave del análisis hidráulico del riego por gravedad es la determinación de la velocidad de infiltración del agua en el suelo. Las propiedades y características físicas del suelo que determinan este proceso varían en tiempo y espacio, lo cual complica su medición precisa e induce un considerable nivel de incertidumbre a las tareas de diseñar y operar adecuadamente el riego por gravedad. Para tratar de solventar esto normalmente se asume una función de infiltración representativa de un tipo de suelo caracterizado con base a su granulometría o textura (USDA, 1974; Walker y Scogerboe, 1987). Sin embargo, el uso de una ecuación de infiltración promedio implica la aplicación forzada de un enfoque de análisis determinístico a un proceso esencialmente aleatorio o estocástico.

Los objetivos de este estudio fueron: 1. Desarrollar un esquema para simular estocásticamente el funcionamiento hidráulico del sistema de riego por melgas rectas cerradas, y 2. Aplicar dicho esquema para diseñar de manera

eficiente y confiable el riego por melgas para los suelos de la Región Lagunera. Con este esquema se buscó cuantificar y acotar el nivel de incertidumbre inducido por la variabilidad espacial de la infiltración del agua sobre los índices de eficiencia y el diseño del sistema de riego.


El presente estudio se realizó en las

instalaciones del Centro Nacional de Investigación Disciplinaria en Relación Agua-Suelo-Planta-Atmósfera (CENID RASPA) del INIFAP, localizado en el margen derecho del canal principal Sacramento km 6.5 en Gómez Palacio, Durango. La metodología general se basó en el desarrollo de un esquema de simulación estocástica que combina dos técnicas: 1. La simulación como herramienta para diseñar el riego por gravedad, a partir del nivel de eficiencia predicho por un modelo en función de los parámetros y variables que determinan el funcionamiento del sistema de riego y 2. El análisis de incertidumbre con el método de simulación estocástica Monte Carlo para cuantificar, con base a probabilidad, la incertidumbre inducida por la variabilidad espacial de los parámetros de la función de infiltración sobre la eficiencia del sistema de riego y su diseño. Simulación del Riego

Se utilizó el modelo SRFR (Strelkoff, 1990),

uno de los modelos hidrodinámicos más completos para simular el riego por gravedad, debido a que permite la ejecución de corridas múltiples por lotes. Los parámetros y variables de entrada requeridos por el modelo son lámina de riego, longitud, pendiente del terreno, coeficiente de rugosidad, gasto, tiempo de riego y los parámetros de la función de infiltración. Las variables de salida son los índices de eficiencia de los cuales se consideraron la eficiencia de aplicación (Ea) y coeficiente de uniformidad (Cu), ambos expresados en por ciento:

tq0.06LLr

100=Er

a (1)


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N

zz1100=C

N

1=imedi

u

∑ (2)

Donde Lr es la lámina de riego (m), L la longitud (m), q el gasto unitario (l s-1 m-1) y tr el tiempo de riego durante el cual se aplica el gasto (min); zi la lámina infiltrada en algún sitio i a través de la longitud de riego (m), zmed la lámina infiltrada promedio (m) y N es el número total de sitios considerados. El Esquema de Simulación Estocástica

La simulación Monte Carlo es una técnica

cuantitativa para imitar, mediante modelos matemáticos, el comportamiento aleatorio o probabilístico de sistemas reales. Para aplicar esta técnica se debe primero crear o disponer de un modelo del sistema que se pretende analizar, identificando las variables aleatorias (variables de entrada) que determinan su comportamiento global. Luego se realiza un experimento consistente en: 1. generar muestras aleatorias de valores de cada una de dichas variables, y 2. Registrar el comporta-miento del sistema ante los valores generados. Después de repetir el experimento se tendrá un cierto número de observaciones de las variables de salida, mismas que podrán analizarse estadística-mente a partir de sus funciones de distribución para entender mejor el comportamiento del sistema (Rubinstein, 1981). Como requisito de esta técnica se deben conocer previamente las funciones de distribución de cada una de las variables aleatorias de entrada. A diferencia del enfoque tradicional determinístico empleado para simular el riego por gravedad, con el esquema estocástico o aleatorio propuesto se analiza cómo la incertidumbre en las variables aleatorias de entrada al modelo se propaga hacia la incertidumbre en las variables de salida.

Caracterización de la Variabilidad Espacial de la Infiltración

La simulación estocástica del riego requiere

caracterizar la variabilidad de los parámetros de

infiltración en la escala geográfica tratada. Esto se logró mediante la obtención de las funciones de distribución teórica de cada parámetro. Se utilizó la ecuación de infiltración de Green y Ampt (Green y Ampt, 1911) cuyos parámetros poseen significado físico y pueden estimarse indirectamente de las propiedades hidráulicas del suelo:

Kt + )hφ

I + ln(1 hφ = I

fdfd (3)

Con

θ - φ = φ 0d (4) Donde φd es la porosidad disponible (cm3cm-

3), hf el potencial mátrico del frente de humedecimiento (cm), K la conductividad hidráulica (cmh-1), φ la porosidad total (cm3cm-3), y θ0 el contenido de humedad inicial (cm3cm-3).

Se trabajó la escala geográfica regional,

utilizándose una base de datos de los suelos de la Región Lagunera compuesta por 14,317 registros con datos de las propiedades físicas básicas del suelo determinadas durante 30 años en el laboratorio de análisis de suelos y aguas del CENID RASPA. Para cada uno de estos registros se estimaron indirectamente los parámetros de la ecuación de retención de humedad de agua por el suelo de Brooks y Corey (1964).

Debido a que la función de retención es una determinación poco frecuente, ésta se estimó indirectamente para cada registro de la base de datos utilizando las relaciones funcionales PTF (Pedotransfer functions) propuestas por Rawls y Brakensiek (1982). Primero se estimaron los contenidos de humedad (θ) correspondientes a 10 valores del potencial mátrico del suelo predefinidos (h), a partir de los contenidos de arena, arcilla y materia orgánica del suelo. Posteriormente se utilizaron los valores de θ vs h para obtener los parámetros de la función de retención mediante regresión lineal simple. Las funciones PTF de Rawls y Brakensiek se obtuvieron con datos de retención medidos en 500 suelos (2,543 horizontes) de 18 estados de la unión americana.


42

Los registros con los parámetros de la función de infiltración se agruparon por textura o tipo de suelo para obtener funciones de distribución teórica de cada parámetro para cada tipo de suelo presente en la región. Para esto se aplicó la prueba de normalidad de Kolmogorov Smirnov (α=0.05) utilizando el procedimiento UNIVARIATE del SAS (SAS Institute Inc., 1999). Programa de Cómputo

La simulación Monte Carlo exige la obtención de muestras de las variables aleatorias de entrada y la ejecución repetida del modelo para analizar el comportamiento del sistema ante diversos escenarios. En el caso de un sistema de riego por gravedad, un escenario se encuentra definido por un tipo de suelo caracterizado por su textura, lámina y gasto de riego por aplicar; así como longitud, pendiente y rugosidad del terreno. Las variables aleatorias son los parámetros de la función de infiltración y lo que se analiza es el desempeño del sistema de riego ante el cambio de estas variables.

Se codificó un programa de cómputo en FORTRAN para ejecutar la simulación Monte Carlo, el cual incluye rutinas para leer las variables de entrada, generar variables aleatorias, ejecutar el modelo SRFR y ajustar los índices de eficiencia predichos a funciones de distribución teóricas. El programa se utilizó para seleccionar gastos adecuados para varios escenarios de interés práctico. Para probar cada gasto se realizaron 120 simulaciones manteniendo como constantes al tipo de suelo o textura, longitud y pendiente; variando los parámetros de infiltración en cada simulación, los cuales se generaron de las funciones de distribución previamente ajustadas para cada uno de ellos y para cada tipo de suelo.

Para decidir si un gasto era adecuado o no, los 120 valores de eficiencia de aplicación y uniformidad del riego (Ea y Cu) resultantes se ajustaron primero a una función de distribución normal. Luego se determinaron los valores críticos Ea05 [P(Ea > Ea05 = 95 %)] y Cu05 [P(Cu > Cu05 = 95 %)], los cuales indicaban que el 95 por ciento de los valores de Ea y Cu son mayores que Ea05 y Cu05. Finalmente, si Ea05 y Cu05 superaban el 80 por

ciento, entonces el gasto era aceptado como adecuado.

El programa se generalizó para probar no sólo uno sino varios gastos con el fin de determinar en una sola corrida el rango de gastos adecuados para un escenario específico. El rango de gastos unitarios probados varió de un valor mínimo de 0.5 l s-1 m-1, el cual se incrementó en 0.5 l s-1 m-1 hasta alcanzar el gasto unitario máximo no erosivo.


Funciones de Distribución de los Parámetros de Infiltración

En el Cuadro 1 se muestran las funciones de distribución de los parámetros de la función de infiltración de Green y Ampt para los suelos de la Región Lagunera. Estos son: porosidad total (φ), conductividad hidráulica (K) y potencial del frente de humedecimiento (hf). Para cada tipo de suelo se muestra la función de distribución de cada parámetro caracterizada por la media y desviación estándar. El parámetro φ se ajustó a una distribución normal, mientras que K y hf se ajustaron a una distribución lognormal.

Rangos de Gastos Adecuados para los Suelos de la Región Lagunera

Los Cuadros 2-5 muestran rangos de

gastos unitarios adecuados para el diseño eficiente y confiable del riego por melgas en suelos con texturas franca arenosa y arcillosa, es decir, las más contrastantes de la región lagunera en términos de su conductividad hidráulica. Los valores comprendidos en cada rango de gastos producen valores de eficiencia de aplicación y uniformidad del riego superiores al 80 por ciento en un 95 por ciento de los casos (probabilidad de 95 %).

Textura Franco Arenosa

Los Cuadros 2 y 3 muestran rangos de

gastos adecuados para los riegos de presiembra y auxilio respectivamente, en suelos con textura franco arenosa. En el Cuadro 2 puede observarse que para el riego de presiembra, los rangos de


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gastos se estrechan a medida que la longitud aumenta. El límite inferior de los rangos aumenta a razón de 1.0 l s-1 m-1 por cada 50 m de longitud, mientras que el límite superior se encuentra acotado por el gasto máximo no erosivo en la

mayoría de los casos. Este efecto se debe principalmente a la alta conductividad hidráulica y velocidad de infiltración de este tipo de suelos, lo cual exige gastos mayores a medida que la longitud del terreno aumenta.

Cuadro 1. Funciones de distribución de los parámetros de la ecuación de Green y Ampt para los suelos de la Región Lagunera. Textura N φ (cm3 cm-3) K (cm h-1) hf (cm) Arenosa 76 0.379(0.011) † 5.420(1.476) ‡ 5.247(0.924) ‡ Areno francosa 207 0.370(0.012) 2.716(1.083) 7.280(1.829) Franco arenosa 1,936 0.363(0.018) 0.721(0.567) 13.215(3.325) Franca 1,926 0.403(0.022) 0.266(0.117) 18.493(3.455) Franco limosa 29 0.552(0.017) 0.718(0.353) 14.730(3.212) Franco arcillo arenosa 3,418 0.308(0.017) 0.151(0.170) 22.519(5.925) Franco arcillosa 2,883 0.353(0.020) 0.113(0.043) 23.382(5.282) Franco arcillo limosa 19 0.417(0.024) 0.025(0.008) 48.911(5.791) Arcillo arenosa 895 0.267(0.012) 0.031(0.021) 31.715(6.098) Arcillosa 2,928 0.346(0.022) 0.093(0.067) 28.597(22.631) Total 14,317 † Valores entre paréntesis expresan la desviación estándar ‡ Antilogaritmo del logaritmo de la media y la desviación estándar Cuadro 2. Rangos de gastos unitarios adecuados para el riego de presiembra en suelos de textura franco arenosa, lámina de riego de 10-14 cm y un coeficiente de rugosidad de 0.02-0.04.

Longitud (m) Pendiente (cm/100m) 50 100 150 200 250 300 350

Gastos unitarios (l s-1 m-1) 0 1.5-12.0 2.5-12.0 3.5-12.0 4.5-12.0 5.5-12.0 6.5-12.0 10-12.0 1 1.5-12.0 2.5-12.0 3.5-12.0 4.5-12.0 5.5-12.0 6.5-12.0 10-12.0 2 1.5-12.0 2.5-12.0 3.5-12.0 4.5-12.0 5.5-12.0 6.0-12.0 3 1.5-12.0 2.5-12.0 3.5-12.0 4.5-12.0 5.0-12.0 4 1.5-12.0 2.5-12.0 3.5-12.0 4.5-12.0 5 1.5-10.0 2.5-10.0 3.5-10 6 1.5-8.8 2.5-8.8 3.5-8.8 7 1.5-7.8 2.5-7.8 8 1.5-7.1 2.0-7.1 9 1.5-6.5 Continuando con el riego de presiembra

(Cuadro 2), los rangos de gastos se mantienen casi constantes entre el límite inferior y el gasto máximo no erosivo a medida que la pendiente aumenta. Sin embargo, a partir de cierta pendiente la restricción es total, ya que no existen gastos adecuados. La pendiente máxima para que existan gastos adecuados disminuye con la longitud. Esto se debe principalmente a que, en el sistema de riego por melgas rectas cerradas con bordos de contención en el extremo final de la longitud, la eficiencia y uniformidad del riego son muy sensibles al incremento simultáneo de

longitud y pendiente por la acumulación de agua y el consecuente exceso de riego en dicho extremo.

En el Cuadro 3 se muestra que para el

riego de auxilio, tanto la pendiente como la longitud ejercen una mayor restricción sobre los rangos de gastos adecuados en relación al riego de presiembra. El límite inferior de estos rangos aumenta con la longitud a razón de 2.5 l s-1 m-1 por cada 50 m hasta los 150 m y no se tienen gastos adecuados para longitudes mayores a este valor. La pendiente máxima para que existan gastos adecuados disminuye con la longitud en una


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mayor proporción en relación al riego de presiembra. Estos efectos ocurrieron principal-mente porque se consideraron láminas de riego

menores en relación al riego de presiembra, lo cual exige mayores gastos en suelos de textura ligera con alta conductividad hidráulica.

Cuadro 3. Rangos de gastos unitarios adecuados para el riego de auxilio en suelos de textura franco arenosa, lámina de riego de 6-10 cm y un coeficiente de rugosidad de 0.04-0.15.


Gastos unitarios (l s-1 m-1) 0 2.0-12.0 4.5-12.0 6.5-12.0 1 2.0-12.0 4.5-12.0 6.5-12.0 2 2.0-12.0 4.5-12.0 3 2.0-12.0 4.5-12.0 4 2.0-12.0 4.5-12.0 5 1.5-10.0 4.0-10.0 6 1.5-8.8 4.0-8.8 7 1.5-7.8

Textura Arcillosa En los Cuadros 4 y 5 se presentan rangos

de gastos adecuados para los riegos de presiembra y auxilio, respectivamente, en suelos con textura arcillosa. En ambos casos, la restricción ejercida por el incremento de la longitud

sobre los rangos de gastos eficientes es mínima debido a la baja conductividad hidráulica de los suelos arcillosos. En cambio, el efecto restrictivo de la pendiente, por sí misma e interactuando con la longitud, sobre los rangos de gastos adecuados se mantiene aún en este tipo de suelos.

Cuadro 4. Rangos de gastos unitarios adecuados para el riego de presiembra en suelos de textura arcillosa, lámina de riego de 12-16 cm y un coeficiente de rugosidad de 0.02-0.04.


Gastos unitarios (l s-1 m-1) 0 0.5-12 0.5-12 0.5-12 1.0-12 1.0-12 1.0-12 1.0-12 1 0.5-12 0.5-12 0.5-12 1.0-12 1.0-12 1.0-12 1.0-12 2 0.5-12 0.5-12 0.5-12 1.0-12 1.0-12 1.0-12 1.0-12 3 0.5-12 0.5-12 0.5-12 1.0-12 1.0-12 1.0-12 4 0.5-12 0.5-12 0.5-12 1.0-12 1.0-12 5 0.5-10 0.5-10 0.5-10 1.0-10 6 0.5-8.8 0.5-8.8 0.5-8.8 7 0.5-7.8 0.5-7.8

Cuadro 5. Rangos de gastos unitarios adecuados para el riego de auxilio en suelos de textura arcillosa, lámina de riego de 8-12 cm y un coeficiente de rugosidad de 0.04-0.15.


Gastos unitarios (l s-1 m-1) 0 0.5-12.0 1.0-12.0 0.5-12.0 0.5-12 0.5-12 1.0-12 1.0-12 1 0.5-12.0 1.0-12.0 0.5-12.0 0.5-12 0.5-12 1.0-12 1.0-12 2 0.5-12.0 1.0-12.0 0.5-12.0 0.5-12 0.5-12 1.0-12 3 0.5-12.0 1.0-12.0 0.5-12.0 0.5-12 4 0.5-12.0 1.0-12.0 0.5-12.0 5 0.5-10.0 0.5-10.0 6 0.5-8.8 0.5-8.8 7 0.5-7.8 0.5-7.8 8 0.5-7.0


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CONCLUSIONES

Un enfoque estocástico como el aquí planteado para describir el proceso de infiltración en la simulación del riego por gravedad permite cuantificar y acotar el nivel de incertidumbre inducido por la variabilidad espacial de dicho proceso sobre los índices de eficiencia predichos y el diseño de los sistemas de riego. El esquema de simulación estocástica aquí propuesto puede aplicarse a diversas escalas espaciales como pueden ser a nivel de finca, módulo de riego, distrito de riego o región, caracterizando la variabilidad de los parámetros de infiltración en la escala espacial correspondiente Los rangos de gastos adecuados presentados como resultados pueden utilizarse como guías para diseñar de manera eficiente y confiable el riego por melgas rectas cerradas en suelos de textura franco arenosa y arcillosa de la Región Lagunera. El programa de cómputo desarrollado puede utilizarse directamente como herramienta para diseñar el riego por melgas rectas bajo diversos escenarios y condiciones de interés práctico. Con modificaciones leves, el programa pue

de adaptarse para el sistema de riego por surcos. También puede utilizarse para ampliar los resultados tabulares aquí presentados para otros tipos de suelos.

LITERATURA CITADA

Brooks, R.H., and A.T. Corey. 1964. Hydraulic properties of porous media. Hydrology Paper 3. Colorado State Univ., Fort Collins, CO.

Green, W.H., and C.A. Ampt. 1911. Studies on Soil Physics I. The flow of air and water through soils. Journal of Agricultural Science IV (Part I): 1-24.

Rawls, W.J., and D.L. Brakensiek. 1982. Estimating soil water retention from soil properties. J. Irrig. and Drain. Div., ASCE 108: 166–171.

Rubinstein, R.Y. 1981. Simulation and the Monte Carlo method. John Willey and sons Inc.

SAS Institute Inc., 1999. SAS/STAT User’s guide, Version 6, Fourth edition Volume 2.

Strelkoff, T. 1990. SRFR: A computer program for simulating flow in surface irrigation, furrows-basins and borders. WCL report #17, US Water Conservation Laboratory, Phoenix, AZ.

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Walker, W.R. and G.V.Scogerboe. 1987. Surface Irrigation: theory and practice. Prentice-Hall. Englewood Cliffs, New Jersey. 386p.

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DISEÑO Y EVALUACIÓN DE MÉTODOS DE RIEGO SUBSUPERFICIAL Design and Evaluation of Subsurface Drip Irrigation Methods

Marco A. Inzunza Ibarra1, Magdalena Villa Castorena1, Ernesto A. Catalán Valencia1,

Hilario Macías Rodríguez1 y Arcadio Muñoz Villalobos1

1CENID RASPA INIFAP. Km 6+500 margen derecha canal Sacramento, Gómez Palacio, Dgo., México. Email: [email protected].

RESUMEN

Los sistemas de riego por goteo subsuperficial (RGS) tuvieron su origen a partir de problemas de drenaje y altas tasas de evaporación del agua de riego, expuesta al ambiente por períodos prolongados de tiempo. Como respuesta, se han generado tecnologías de este tipo con el fin de lograr un control adecuado de la humedad en la zona radical de los cultivos. Actualmente, en México se han utilizado diferentes tipos de sistemas de riego subsuperficial pero sin los suficientes conocimientos sobre el funcionamiento, ventajas y limitantes de esta modalidad del riego por goteo. Con base en lo anterior, se realizó este estudio con el objetivo fundamental de determinar criterios de diseño de este sistema de riego. El trabajo consistió en la determinación de modelos de funcionamiento para el diseño de las longitudes de las líneas regantes de tubería porosa y tubería de polietileno con emisores. Además se realizó la evaluación de las metodologías en campo para lo cual se estableció el cultivo del frijol. Los resultados obtenidos con las dos metodologías estudiadas, se compararon con el testigo instalado con riego superficial. Las conclusiones obtenidas con base en las observaciones del estudio, fueron que el diseño de riego subsuperficial debe iniciarse con la generación de un modelo de funcionamiento del material poroso o dispositivo utilizado. La humedad del suelo a través de la línea regante fue uniforme en los dos materiales estudiados, la tubería porosa presentó mejores resultados que la tubería de polietileno con emisores y con el RGS se tuvieron incrementos de producción y ahorros de agua con respecto al riego superficial. Palabras clave: Tubería porosa, Riego superficial,

Tubería de polietileno, Modelos hidráulicos.

SUMMARY

Subsurface drip irrigation (SDI) had its origins with drainage problems and high evaporation rates from free water exposed to atmosphere for prolonged periods of time. At this respect, this kind of irrigation technologies have been generated with the purpose of having appropriate moisture control in crop radical zone. Actually in Mexico, different types of SDI have been used but without the enough knowledge about hydraulic design, advantages and restrictive of this modality of drip irrigation system. Based on mentioned, it was carried out this study with the fundamental objective of determining approaches of design of this irrigation method. The work consisted on the determination of hydraulic models for designing of length of the drip lines of porous pipe and polyethylene drip pipe. In addition, the bean crop was established for the evaluation of the methodologies in field. The results obtained with both methodologies studied were compared with a control growing under irrigation surface method. The conclusions obtained based on the observations of the study, were that the design of SDI should begin with the determination of hydraulic model for each kind of porous material used. The soil moisture through the irrigation line was uniform in both studied materials; the porous pipe had better results that polyethylene drip pipe. Finally, the use of SDI had higher grain bean production and water use efficiency values than when the same water amount was applied to the crop with the surface irrigation method. Key words: Porous pipe, Surface irrigation, Polyethylene pipe, Hydraulic models.


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INTRODUCCIÓN

Debido al incremento en la competitividad del recurso agua con otros sectores de la sociedad como el municipal, el industrial, entre otros, es continua la búsqueda de nuevos métodos de riego que busquen incrementar la eficiencia de esta práctica. Por esta razón, el riego por goteo subsuperficial (RGS) ha recibido una significativa atención como un método alternativo de riego localizado. El RGS es la aplicación frecuente pero lenta del agua de riego al perfil del suelo por medio de pequeños orificios o emisores colocados a lo largo de una tubería enterrada y cubierta por la superficie del suelo (Camp, 1998). Por estas condiciones se parte del principio que se logra mayor eficiencia del riego por disminuir el componente evaporación de la evapotranspiración de los cultivos y así mantener condiciones de humedad adecuada por mayor periodo de tiempo (Selim et al., 2009). Es común la utilización de líneas regantes con materiales como tubería porosa de arcilla, mangueras flexibles perforadas y otros dispositivos, los cuales se instalan en un rango de 0.15 a 0.40 m de profundidad de la superficie del suelo y a un espaciamiento tal que permita un abastecimiento adecuado de agua y aire en la tubería de abastecimiento en la parte superior y otra de desagüe en la parte inferior, el sistema trabaja prácticamente a presión atmosférica, aunque es necesaria una ligera carga para operar. Los países que utilizan comercialmente este sistema de riego, son Holanda, Suiza, Francia y Estados Unidos. México tiene pocos años utilizando esta variante de riego y de realizar trabajos de investigación con este sistema. Al respecto, Breazeale et al. (2000) reportaron un estudio donde proponen al riego subsuperficial como método alternativo de irrigación a la alfalfa que permita incrementar su eficiencia de riego. Los resultados de este trabajo indicaron que se incrementó 1.5 t por corte por unidad de superficie. Asimismo se reportó información acerca de la descripción del movimiento del agua bajo un sistema de riego subsuperficial por Elmaloglou y Diamantopoulos (2009), los autores generaron un modelo matemático en función del contenido de la humedad radical, la evaporación del agua de la

superficie del suelo y de la histéresis de la curva característica de humedad del suelo. Los resultados indican que para optimizar el funcionamiento del riego subsuperficial, deben considerarse ajustes al diseño del sistema y estrategias de manejo que tomen en cuenta las diferencias de las propiedades hidráulicas del suelo y la tasa de descarga de las líneas regantes. Se mostró que el patrón de humedecimiento del suelo dependió principalmente de las propiedades hidráulicas del suelo y que para los tiempos de simulación el promedio del contenido de humedad en la zona radical activa, se incrementó del suelo arenoso al arcilloso.

Palacios-Díaz et al. (2009), realizaron un estudio del funcionamiento del riego por goteo subsuperficial (RGS) utilizando agua de riego de diferente origen y calidad en contenido de sales. Se generó una distribución típica de sales donde su concentración fue mayor conforme el punto de muestreo era más distante del emisor. Al utilizar aguas negras tratadas para riego, los valores de CE observados entre las líneas regantes del RGS resultaron superiores a los límites tolerados por la alfalfa. Los autores concluyen que para zonas áridas y semiáridas, utilizar el RGS con una adecuada lamina de lavado de sales y usar las aguas negras tratadas, mezcladas con agua con contenido normales de sales. Por otro lado, Hanson y May (2004), reportan en un estudio de tomate que el RGS incrementó la producción de tomate en un 75 por ciento con respecto al riego por aspersión y al aplicar la misma cantidad de agua, los autores afirman que el RGS es un moderno sistema de riego eficiente en la aplicación del agua que contribuye en forma significativa al incremento de la eficiencia de uso del agua por los cultivos y en su conservación. También, Selim et al. (2009) trabajando con el cultivo de la papa concluyeron que el riego por goteo subsuperficial fue más eficiente que el riego por goteo superficial en la producción de tubérculos tanto en cantidad como en calidad y en la concentración de nutrientes, además al final de la cosecha el suelo presentó mayor fertilidad. De lo anterior se concluye que el efecto del RGS se asoció con un mayor rendimiento en comparación con el riego por goteo superficial debido a la menor pérdida de agua por evaporación de la


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superficie del suelo y este método permite mantener un óptimo contenido de humedad en la zona radicular, lo cual mejora la eficiencia del agua y el uso de los fertilizantes (Thompson y Doerge, 1996). En este sentido, Singh et al. (2006) aseguran que uno de los más importantes aspectos en la planeación y manejo del sistema de riego por goteo subsuperficial, es el movimiento de la humedad del suelo en el patrón de mojado ya que define significativamente la profundidad de la superficie del suelo de las líneas regantes, espaciamiento de emisores y la presión del sistema para aplicar la cantidad de agua óptima. El objetivo del estudio fue determinar criterios de diseño del RGS, obtener modelos de funcionamiento básicos para obtener las longitudes de las líneas regantes y realizar su evaluación en campo en el cultivo del frijol.


El presente trabajo se realizó en el Campo Experimental del CENID-RASPA INIFAP Ubicado en Gómez Palacio, Durango. El clima de la región es árido, cálido con temperatura media anual de 20.4 °C y temperatura media del mes más frío de 12.7 °C; es extremoso con una oscilación anual en las temperaturas medias mensuales de 13.7 °C. La precipitación media de 215 mm, ocurre principalmente en verano, con un porcentaje de lluvias invernales de 12.4 por ciento (Villa et al., 2005). El suelo del sitio experimental es parte de la serie Coyote, predominante en la región, formada por suelos profundos con poca variación de textura migajón arcilloso (Inzunza et al., 2008).

Se utilizaron dos tipos de tubería en este estudio: tubería de arcilla porosa y tubería de polietileno con emisores. Se realizaron mediciones de carga y gasto tanto en la tubería porosa como en la tubería de polietileno con emisores para obtener un modelo de funcionamiento de cada material. Con los modelos de funcionamiento de los dos materiales bajo estudio, se determinaron las longitudes de las líneas regantes que en ambos casos fue de 50 m y el criterio utilizado fue de tolerar una eficiencia de gasto entre la entrada y la salida de 15 por ciento para la tubería porosa y 10 por ciento para las líneas regantes con emisores. El método utilizado para determinan la

longitud de las líneas regantes fue por medio de medición de la carga a través de la línea hasta obtener la carga a la salida correspondiente a los limites de gasto tolerados, de acuerdo a los modelos obtenidos.

La instalación consistió en enterrar a 30 cm de profundidad, cinco líneas de tubería porosa de arcilla y cinco líneas de polietileno con emisores; en ambos casos la separación entre líneas fue de 75 cm. La fuente de abastecimiento de agua se conectó a las cinco líneas regantes de cada material a un tanque de 200 L de capacidad (Figura 1). Para la medición del agua aplicada al cultivo, se instaló un medidor volumétrico a la salida de una fuente de abastecimiento y al final de cada línea regante se instaló un tramo de tubería trasparente en forma vertical para corroborar la continuidad del flujo de agua durante el riego durante el ciclo vegetativo del cultivo.

La operación del sistema de riego consistió en mantener por medio de flotadores una carga constante de 50 cm y el riego se aplicó con base al 40 por ciento de la evaporación tomada en el tanque evaporímetro estándar tipo “A” durante el ciclo vegetativo del cultivo.

Para evaluar el funcionamiento de los métodos en el campo, se utilizó el cultivo del frijol, la fecha de siembra fue el 15 de junio, la cual se realizó después de formado el bulbo de mojado con una densidad de siembra de 40 kg-1 de semilla. La fórmula de fertilización fue de 50N y 40P en una sola aplicación ocho días después de la siembra. Para comparar los dos métodos de riego por goteo subsuperficial estudiados, se estableció un testigo con riego superficial, el cual consistió en cinco camas a 1.50 m de separación y 50 m de longitud. En los dos métodos con riego subsuperficial se realizaron muestreos de humedad del suelo durante el ciclo vegetativo del cultivo en cinco divisiones de 10 m a través de la línea regante a una profundidad de 0.90 m. Se cosecharon cinco parcelas útiles de 6.75 m2, en tramos de 9 m de longitud a través de la línea regante por 0.75 m de ancho (1 surco) en dos repeticiones en cada método. El estudio utilizó el diseño experimental de bloques al azar (Figura 1). Como variables respuesta se cuantificó el rendimiento de grano (Mg ha-1), la eficiencia de uso del agua (kg m-3) por el frijol y los contenidos


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Figura 1. Instalación de riego subsuperficial con tubería porosa de arcilla y tubería de polietileno con emisores. de humedad del suelo (%) a través de las líneas regantes a diferentes profundidades del suelo.


De acuerdo a las observaciones obtenidas

en los estudios de la relación carga-gasto en la tubería de arcilla porosa se obtuvo el modelo 1 con el análisis de la regresión (SAS, 1999).

Q= 0.53307 H1.2927

R2=0.97 CV=0.14

Donde: H es la carga en metros de columna de agua (m), Q el gasto en litros por hora (L h-1), CV el coeficiente de variación.

El criterio para el diseño de la longitud de

las líneas regantes fue tolerar una diferencia de gasto entre la entrada y la salida del 15 por ciento, y se utilizó para esto una carga de 50 cm a la entrada y se fue midiendo la carga cada 10 m

hasta obtener una carga de 44 cm, correspondiente a la diferencia de gasto tolerado a una longitud de 50 cm.

En el caso de la línea regante con emisores, se utilizó el modelo para goteros del flujo turbulento de 2 L h-1, se utilizó el análisis de la regresión (SAS, 1999) para correlacionar las observaciones obtenidas y en el modelo 2 se muestran los coeficientes ajustados.

Q=0.5962 H0.5189

R2 = 0.99 CV = 0.02 Donde: H es la carga en metros de

columna de agua, Q el gasto en litros por hora, CV el coeficiente de variación.

Para diseñar la longitud de la línea regante,

en este caso se utilizó el criterio normal del diseño de riego por goteo, de tolerar un 10 por ciento de gasto entre la entrada y la salida. Al inicio de la línea regante se registró 50 cm de carga por lo


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que la longitud de la línea regante fue de 52.5 m. Para verificar su funcionamiento en el campo se midieron los contenidos de humedad en el suelo durante el ciclo vegetativo del cultivo. Al regar con los dos métodos, los resultados se muestran en el Cuadro 1. En el referido cuadro se observa que la variación de la humedad a través de la línea regante fue mínima; varió desde 13.40 hasta 18.8 por ciento en la tubería de arcilla porosa. Asimismo para la tubería de polietileno con

emisores, la variación fluctuó en el rango de 12.6 hasta 20.6 por ciento de la humedad del suelo en las profundidades de 0-30, 30-60 y 60-90. El promedio de la profundidad en la línea regante fue de 14.94 por ciento en la tubería de arcilla porosa y de 15.69 por ciento en la tubería con emisores. La variación de la humedad fue similar a la variación tolerada en gasto, por lo que se considera normal.

Cuadro 1. Contenidos de humedad del suelo y su variación (%) registrados en el estudio de métodos de riego subsuperficial.

Prof. Trat I II III IV V Variación -----------------------------%----------------------------

0-30 LRAP 20.29 19.77 23.00 21.75 18.68 18.80 LRE 18.57 20.57 21.19 21.24 20.43 12.57

30-60 LRAP 23.04 20.83 22.94 23.03 14.96 13.40 LRE 19.03 21.62 22.78 21.85 22.91 16.93

60-90 LRAP 20.81 21.64 24.71 25.00 21.46 16.90 LRE 19.61 21.94 23.90 24.24 24.71 20.63

0-90 LRAP 21.38 20.74 23.55 23.26 20.03 14.94 LRE 19.07 21.37 22.62 22.44 22.68 15.69 LRAP = Línea regante con tubería de arcilla porosa; LRE = Línea regante con tubería de polietileno y emisores.

En el Cuadro 2 se presentan las láminas de riego utilizadas tanto en el riego subsuperficial como en el testigo (riego superficial) para regar el cultivo del frijol. Como se observa se aplicó 37.4 cm de agua para los dos métodos de riego subsuperficial y de 61.1 cm para el testigo. Esto implicó una disminución de la lámina de agua de 23.7 cm y correspondió al 38.7 por ciento con respecto al riego superficial o testigo. El Cuadro 3 muestra los valores observados de rendimiento de grano del frijol para los tratamientos evaluados en el campo. De aquí se observa que el rendimiento de grano (t ha-1) con respecto al testigo, se incrementó el 42 por ciento al irrigar al frijol con riego subsuperficial utilizando tubería de arcilla

porosa y el 10.3 por ciento cuando se usó líneas regantes con emisores y esta diferencia es debido a que en la tubería de arcilla porosa, el flujo de agua es continuo a través de los puntos de la línea regante. El análisis de varianza, para esta variable respuesta indicó que no hubo diferencia significativa entre bloques, esto implicó que el rendimiento fue uniforme a través de las líneas regantes en los dos materiales utilizados.

En cambio, este análisis también presentó diferencias altamente significativa entre tratamientos, y de acuerdo a la prueba de comparación de medias de Duncan (5 %), resultó con mayor rendimiento la tubería de arcilla porosa que la línea regante con emisores.

Cuadro 2. Láminas de riego aplicadas al frijol irrigado con riego subsuperficial y superficial.

Fuente Lluvia Riego subsuperficial (cm) Total Bulbo mojado 2.6 4.4 7.0

junio 0 7.5 7.5 julio 5.1 7.2 12.2

Agosto 3.4 7.2 10.6 Total 11.1 26.3 37.4

Testigo 11.1 50.0 61.1


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Cuadro3. Producción de grano de frijol (t ha-1) con riego subsuperficial (Tubería de arcilla porosa y de polietileno con emisores) y con riego superficial. Tratamiento Repetición Incremento I II III IV V X % ------------------------------t ha-1-------------------------------- LRAP 1.57 1.73 1.47 1.54 1.23 1.51 0.44 41.7 LRE 1.22 1.24 1.08 1.24 1.09 1.17 0.11 10.3 Testigo (Riego superficial) 1.06 LRAP = Línea regante con tubería de arcilla porosa; LRE = Línea regante con tubería de polietileno y emisores.

Los resultados de eficiencia de uso del agua de riego (kg m-3) para el frijol, se muestran en el Cuadro 4. Se observa que el frijol fue más eficiente en aprovechar el agua cuando ésta se aplicó con riego subsuperficial en comparación con la obtenida con riego superficial, ya que el incremento en su productividad en kg m-3 fue de 131 y 80 por ciento al utilizar líneas regantes de arcilla porosa y líneas regantes con emisores, respectivamente. Los resultados del análisis de varianza para esta variable respuesta (kg m-3)

reportan que no hubo diferencia significativa entre bloques, lo cual indica que la producción fue uniforme a través de la línea regante de los materiales estudiados; el análisis de varianza además indicó que hubo diferencia altamente significativa entre tratamientos. El análisis de comparación de medias (Duncan, 5%) mostró que el cultivo es más eficiente para aprovechar el agua cuando se utilizó en el riego, la tubería de arcilla porosa en comparación con la tubería de polietileno con emisores.

Cuadro 4. Productividad del agua del frijol (t m-3) con variantes del riego subsuperficial.

LRAP = Línea regante con tubería de arcilla porosa; LRE = Línea regante con tubería de polietileno y emisores

La tubería de arcilla porosa generó una mejor uniformidad de humedad a través de la línea regante en comparación con la tubería de polietileno con emisores. El cultivo presentó mejores rendimientos (t ha-1) y fue más eficiente en aprovechar el agua al utilizar la tubería de arcilla porosa en comparación con la tubería de polietileno con emisores, esto fue debido a que la tubería porosa proporcionó un flujo del agua continuo en todos los puntos a través de la línea regante, en cambio con los emisores, el flujo fue discontinuo debido a que los puntos de emisión se encuentran separados a 50 cm a través de la línea regante.

CONCLUSIONES

El criterio para diseñar la longitud de las líneas regantes de cualquier material poroso o dispositivo para aplicar el riego con agua subsuperficial debe partir de la obtención del modelo de funcionamiento.

Se obtuvo una longitud de diseño de 50 m a partir de los modelos de funcionamiento de la tubería de arcilla porosa y de la tubería de polietileno con emisores para el cultivo de frijol. La longitud permitió una producción uniforme a través de la línea regante que significó que el funcionamiento del riego subsuperficial fue adecua

Tratamiento Repeticiones Incremento I II III IV V X % -------------------------------- Kg m-3------------------------------ LRAP 0.419 0.462 0.393 0.411 0.328 0.402 0.228 131 LRE 0.325 0.332 0.89 0.331 0.29 0.313 0.139 79.8 Testigo (riego superficial) 0.174


53

do en la longitud utilizada. La variación de los valores promedio del

contenido de humedad en el suelo, medidos durante el ciclo vegetativo del cultivo, fue mínima y normal y estuvo de acuerdo con la variación del gasto tolerada entre la salida y la entrada de la línea regante en los dos modelos estudiados.

El cultivo del frijol fue más eficiente en producir y aprovechar el agua cuando se regó con la tubería porosa de arcilla, en comparación con las producciones obtenidas cuando el cultivo se regó con tubería de polietileno con emisores, pues las producciones fueron 1.51 Mg ha-1 y 0.40 kg m-3 en el primer caso y de 1.17 Mg ha-1 y 0.31 kg m-3 en el caso de las tuberías de polietileno con emisores.

El frijol fue más eficiente en el uso del agua al utilizar el riego subsuperficial con respecto al riego superficial, ya que los valores de eficiencia (kg m-3) se incrementaron en 129 y 79.8 por ciento cuando el cultivo se regó con tubería porosa de arcilla y de polietileno con emisores, respectivamente.

LITERATURA CITADA

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55

EVALUACIÓN DE ALTERNATIVAS PARA LA CONSERVACIÓN DE LA CUBIERTA VEGETAL EN LA PARTE ALTA DE LA CUENCA NAZAS-AGUANAVAL MEDIANTE EL

SISTEMA DE AYUDA PARA LA TOMA DE DECISIONES (DSS) Alternative Evaluation for Ground Cover in the Upper Nazas – Aguanaval Watershed Using a

Decision Support Tool (DSS)

Ignacio Sánchez Cohen1, Julián Cerano Paredes1, José Villanueva Díaz1, Juan Estrada Ávalos1, José Luís González Barrios1 y Eladio H. Cornejo Oviedo2

1CENID-RASPA, INIFAP. Km. 6.5, Margen Derecha Canal Sacramento, Gómez Palacio, Dgo. México. CP. 35140

Tel: (871) 159 01 04 y 159 01 05. E-mail: [email protected], 2Universidad Autónoma Agraria “Antonio Narro”, Departamento Forestal, Buenavista Saltillo, Coahuila.

RESUMEN

La comarca Lagunera debe gran parte de su existencia, desarrollo social y económico a los servicios ambientales. De estos, el que representa mayor importancia es el agua que se precipita en la cuenca Nazas-Aguanaval. La importancia que representa esta cuenca para el desarrollo de la Comarca Lagunera es vital, por lo que resulta de manera urgente implementar medidas que frenen actividades como la pérdida de la cubierta vegetal y cambio y uso de suelo en la parte alta de la misma, por tal motivo este trabajo tiene por objetivo evaluar y conocer las mejores alternativas que garanticen la conservación de la parte alta de la cuenca, mediante la aplicación del Sistema de Ayuda Para la Toma de Decisiones (DSS). Con la participación de investigadores involucrados en trabajos de investigación en esta área y la aplicación del software DSS, se determinó que para abatir el problema, en primera instancia se debe de considerar un programa de reforestación, llevar acabo una aplicación estricta de la ley y considerar como punto importante el pago de servicios ambientales. Las cinco alternativas propuestas todas presentaron calificaciones muy por arriba de la alternativa “Nada” situación actual, esto indica que cualquiera de las alternativas planteadas que se decidiera llevar a la practica daría mejores resultados que el manejo actual. Palabras clave: Cuenca Nazas-Aguanaval, Planeación, Alternativas, DSS.

SUMMARY

The Comarca Lagunera owns its existence, social and economic development to environmental services. Out of this, the most important is water that precipitates in the Nazas Aguanaval watershed. This watershed is of crucial importance for the Comarca Laguenra. From this it is evident the necessity of implementing alternatives that ameliorate the loss of vegetative cover and the change of land use. The objective of this research has been to evaluate alternatives that warrant the conservation of this part of the watershed using a Decision Support System (Facilitator). In the process several researches participated which have deep knowledge of the problems of the watershed. Best alternatives consider a forestation program followed by law enforcement and environmental services payment. All the proposed alternatives scored higher than the “business as usual” case meaning that any alternative to be implemented will be better off than the actual management. Key words: Nazas-Aguanaval watershed, Planning, Alternatives, Decision support system.

INTRODUCCIÓN

La Comarca Lagunera debe gran parte de

su existencia, desarrollo social y económico a los servicios ambientales. De estos, el que representa el de mayor importancia es el agua que se precipita en la cuenca Nazas-Aguanaval, el cual,


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un alto porcentaje se encuentra enclavada en la Sierra Madre Occidental (Villanueva et al., 2006).

La dinámica de las actividades agropecuaria de la Comarca Lagunera se explica en gran medida por el suministro de escurrimientos generado en la parte alta de las cuencas de los ríos Nazas y Aguanaval, que según estimaciones alcanza un volumen medio anual de 1,189 x 106 m3, de los cuales 1,047 x 106 m3 (88%) corresponden al río Nazas y sólo 142 x 106 (12%) al río Aguanaval (Descroix et al., 1993, 1997).

El agua captada en esta cuenca es utilizada para irrigar una superficie promedio de 67 mil ha año-1 (período 1947-2004) en el Distrito de Riego 017 (Jasso et al., 2001). Los distritos de riego constituyen en su mayoría las planicies en donde se aprovecha el agua que es almacenada por los escurrimientos en la parte alta de las cuencas. De tal manera que toda acción que se desarrolle en la parte alta de las cuencas impacta de manera inevitable aguas abajo del sistema, por lo que es necesario considerar la planeación multi-objetivo en la explotación racional de los recursos naturales (Sánchez, 2001).

La importancia que representa la cuenca Nazas-Aguanaval para el desarrollo de la

Comarca Lagunera es vital, por lo que resulta de manera urgente implementar medidas que frenen actividades como la pérdida de la cubierta vegetal y cambio y uso de suelo en la parte alta de la misma, por tal motivo este trabajo tiene por objetivo evaluar y conocer las mejores alternativas que garanticen la permanencia de escurrimientos para abasto de las presas y bienestar de la sociedad.


Localización del Área

La cuenca Nazas-Aguanaval se localiza a 1020 - 1060 30” de Longitud Oeste y 230 - 270 de Latitud Norte (Figura 1), comprende una superficie total de 55 mil 377 km2 y forma parte de la región hidrológica 36 en los estados de Durango, Zacatecas y Coahuila, donde los ríos Nazas y Aguanaval tienen un área de drenaje de 35 mil 577 y 19 mil 800 km2. El régimen de flujo del río Nazas es de carácter perenne y se caracteriza por poseer una descarga máxima de 25 a 74 m3 s-1 en la estación de verano (junio-octubre) y una descarga mínima de 1 a 8 m3 s-1 en la estación de invierno y primavera (Estrada et al., 1993).

Figura 1. Ubicación geográfica de la cuenca Nazas-Aguanaval.


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Planteamiento del Problema

En la Comarca Lagunera es del conocimiento de la sociedad en general el problema que aqueja a la región, no hay que discutir sobre cuál es el problema de prioridad cuando el recurso agua vital para la persistencia de la vida se agota por el deterioro de las partes boscosas donde se capta el agua y por la sobreexplotación de este recurso. En este trabajo el problema central que se plantea para su análisis y discusión es “la pérdida de la cubierta vegetal y el cambio y uso del suelo en la parte alta de la cuenca Nazas-Aguanaval”, en el que se ha detectado una disminución del agua y alteración de la distribución de ésta en el tiempo, por lo que es vital proponer alternativas de solución bajo criterios de calidad que den resultados en el corto plazo y que garanticen la permanencia de los escurrimientos.

Interesados

Comisión Nacional del Agua (CNA) Consejo de Cuencas Distrito de Riego El Laboratorio de Dendrocronología del

CENID-RASPA, INIFAP El área de Cuencas del CENID-RASPA,

INIFAP Consulta a Expertos

Definido el problema, se consultó a expertos, personas que actualmente están trabajando en investigaciones en la cuenca de interés para agudizar el problema, investigadores que conocen el problema y están interesados en contribuir a encontrar las mejores alternativas de solución. Se trabajó de manera directa con el personal científico del área de cuencas y del área de Dendrocronología (reconstrucciones de clima y flujos) del Centro Nacional de Investigación Disciplinaria en Relación Agua-Suelo-Planta-Atmósfera, INIFAP, y se contó de igual manera con la participación y valiosos puntos de vista de profesores investigadores en el área de manejo forestal del Departamento de Bosques de la Universidad Autónoma Agraria Antonio Narro de

Saltillo, Coahuila. La matriz de criterios y alternativas resultante se observa en el Cuadro 1. Software Empleado

El problema planteado requiere que se determine la mejor alternativa para llegar a los mejores resultados, para esto se apoyó en el Software Facilitator diseñado para la toma de decisiones estratégicas en casos donde los problemas son de tal carácter que requieren de una solución estructurada y cuando existe suficiente información técnica para apoyar las alternativas que afectan la decisión (Sánchez et al., 2006, 2008). Para la toma de decisiones, usando el Software Facilitator se siguieron tres pasos esenciales:

1. Crear una matriz de los efectos de cada alternativa para cada criterio, definiendo las variables de decisión, las alternativas de manejo consideradas y la cuantificación de los efectos de las alternativas en los criterios.

2. Uso de modelos de simulación, opinión de expertos o bases de datos para valorar todos los datos de la tabla, eliminando las unidades, normalizando en una escala de 0.0 a 1.0.

3. Ordenar las variables de decisión en orden jerárquico de importancia, examinar gráficamente los resultados y seleccionar las alternativas a implementar, aquellas con un mayor escore y con las cuales todas las partes queden satisfechas y convencidas de que es la mejor decisión para llegar a las metas que se buscan.

Generación de Criterios Base y Alternativas

Mediante diferentes pláticas y discusiones con los distintos investigadores se planteó una lista de alternativas y criterios base, un proceso de análisis para determinar las más aptas condujo a la depuración y finalmente se decidió trabajar con cinco criterios base y se plantearon seis alternativas (Cuadro 2).

Para este caso se utilizó una función de ti-


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po “más es mejor lineal” y “más es peor lineal”, función usada cuando existe la opinión de expertos, para evaluar los efectos de las alternativas en los objetivos (criterios base) se

cuestionó a cada uno de los investigadores sobre el impacto de éstos en una escala de 0.0 a 1.0, considerando un valor de 0.5 para la alternativa “Nada” (continuar como hasta el momento).

Cuadro 1. Identificación de criterios de evaluación y evaluación de alternativas. Criterios base Alternativas Producción de agua Reforestación Distribución temporal de los escurrimientos Pago de servicios ambientales Tasa de erosión del suelo Reconversión productiva Conservación de la biodiversidad Campañas de conservación Superficie forestal recuperada Aplicación estricta de la ley Nada

Cuadro 2. Escores de los efectos de las alternativas en los objetivos.

Producción de agua

Distribución temporal de los escurrimientos

Tasa de erosión

del suelo

Conservación de la

biodiversidad

Superficie forestal

recuperada Reforestación 0.8 0.9 0.85 0.7 0.9 Pago de servicios ambientales 0.9 0.75 0.85 0.9 0.75 Reconversión productiva 0.75 0.7 0.8 0.75 0.7 Campañas de conservación 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 Aplicación estricta de la Ley 0.8 0.85 0.8 0.9 0.8 Nada 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5

RESULTADOS Y DISCUSIÓN El orden de los criterios de manera

jerárquica, nos permite el poder asignar más peso a cualquiera de los diferentes criterios, el colocar un criterio en la parte superior indica que se le asigna una mayor ponderación, así mismo, esto

nos permite evaluar diferentes escenarios con las diferentes gerarquizaciones y poder conocer las alternativas más aptas de acuerdo a los escores para cumplir con los objetivos (Figura 2). Una opción es mejor que otra si no hay un traslape entre las barras (Figura 3).

Figura 2. Órdenes jerárquicos desarrollados.


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Figura 3. Primer orden jerárquico.

Con la jerarquía agrupando los criterios “Producción de agua”, “Distribución temporal de los escurrimientos” y “Tasa de erosión del suelo” como los criterios de mayor valor (Figura 3), resultó que las alternativas más altamente calificadas fueron, “Pago de servicios ambientales”, “Reforestación” y “Aplicación estricta de la Ley”, estos con escores de 0.9, 0.9 y 0.8. No existe una diferencia considerable entre aplicar las alternativas “Reforestación” y “Aplicación estricta de la ley”, caso contrario sucedería al optar por aplicar las alternativas “Áreas protegidas”, “Concientizar” y “Nada”, esto debido a que sus puntos promedio en las barras están muy separados.

En una segunda gerarquización de criterios “Distribución temporal de los escurrimientos”, “Producción de agua” y “Tasa de erosión del suelo” y en un tercer análisis presentando los criterios con mayor jerarquía “Superficie forestal recuperada”, “Distribución temporal de los

escurrimientos” y “Producción de agua” (Figura 4 y 5), se obtuvo que para ambas jerarquías las alternativas más altamente valoradas son “Reforestación”, “Aplicación estricta de la ley” y “Pago de servicios ambientales”. Se aprecia en el gráfico de barras para ambos casos que existen diferencias entre las alternativas resultantes, esto se debe a la separación que presentan ambas alternativas entre sus puntos promedio, sin lugar a duda existirán diferencias en cuanto a resultados al aplicar cada una de éstas, siendo de esta manera la mejor alternativa para el cumplimiento de nuestros objetivos la “Reforestación”, como segunda opción la “Aplicación estricta de la ley y finalmente como una tercera alternativa el “Pago de servicios ambientales”, estas presentan los siguientes escores 0.9, 0.8 y 0.9 y 0.9, 0.85 y 0.9, respectivamente. Pero es interesante observar que al aplicar la tercera alternativa (Pago de servicios ambientales) ésta daría mucho mejores resultados que las alternativas restantes.

Figura 4. Segundo orden jerárquico.


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Figura 5. Tercer orden jerárquico.

En un cuarto orden jerárquico de los criterios de más peso siguen siendo la “Distribución temporal de los escurrimientos”, la “Producción de agua”, pero ahora se tiene como tercer criterio de mayor valor a la “Superficie forestal recuperada”, la Figura 6 muestra que si

este fuera el orden jerárquico en el que se fundamentara la decisión las alternativas más viables serían “Reforestación”, “Aplicación estricta de la ley” y el “Pago de servicios ambientales”, obteniendo los escores de 0.9, 0.8 y 0.75 respectivamente.

Figura 6. Cuarto orden jerárquico.

Finalmente una quinta y última jerarquía para apoyar la toma de decisión, establecer esta jerarquía requirió de discusión, análisis y finalmente se planteó quedando en orden de importancia los primeros tres criterios de la siguiente manera “Superficie forestal recuperada”, “Disminuir la tasa erosión del suelo” y “Producción de agua” (Figura 7), esto tomando en cuenta que lo que interesa primeramente es recuperar las áreas desprovista de vegetación a causa de la sobreexplotación e incendios forestales, cuya alternativa está relacionada con la disminución de la tasa de erosión del suelo y por consiguiente esto traerá como resultado el aumento de la capa

superficial del suelo, impactando esto de manera directa en el amortiguamiento de la lluvia, infiltración y esto se traducirá en una mayor producción de agua y en un tiempo más prolongado se logrará la distribución temporal de los escurrimientos (que se tengan escurrimientos en la temporada de lluvias e invierno no como actualmente que únicamente los escurrimientos se presentan casi en su totalidad en la época de lluvias). Si este nivel jerárquico se seleccionara para la toma de decisiones las alternativas más altamente calificadas serían “Reforestación” (0.9), “Aplicación estricta de la ley” (0.8) y “Pago de servicios ambientales” (0.9).


61

Figura 7. Quinto orden jerárquico.

Esta ultima jerarquía requirió de un mayor análisis y discusión por que finalmente se quería llegar a un orden jerárquico en el que si se tenia que presentar un solo esquema, el cual mostrara en orden de importancia los diferentes criterios este sería el adecuado y algo muy importante que las diferentes partes involucradas en este trabajo se mostraron conformes con el orden de los criterios y las alternativas resultantes fueron las esperadas.

Variabilidad Climática Con base en técnicas dendrocronológicas

se logró reconstruir una serie paleoclimática para la parte alta de la cuenca del Nazas que muestra la variabilidad de la precipitación para los últimos 400 años, que comprende el período de 1599-2008 (Figura 8).

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

1600 1650 1700 1750 1800 1850 1900 1950 2000

Año

Indi

ce d

e A

ncho

de

Anill

o

IAA Spline Media

Figura 8. Reconstrucción de la variabilidad en precipitación para los últimos 400 años en la parte alta de la cuenca del Nazas con base en anillos de crecimiento anual como Proxy.

La serie de tiempo muestra tendencias de

alta y baja frecuencia que permite conocer la variabilidad de la precipitación a través del tiempo, es importante poner especial atención que después de la intensa sequía de la década de los cincuentas que causó fuertes estragos a la población de la Comarca Lagunera, paralizó las

labores agrícolas e incrementó el bracerismo, en esta región del norte de México se dio lugar una de las luchas campesinas que más destacó y que se extendió hasta principio de los sesentas por la disminución en el suministro de agua (Florescano, 1980).

A partir de mediados de 1970 a la fecha la


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precipitación en la parte alta ha venido disminuyendo, lo cual se ha reflejado en los niveles de las presas y la sobre explotación de los mantos acuíferos, lo anterior se puede magnificar si no se toman las medidas adecuadas para la conservación de la parte alta de la cuenca Nazas-Aguanaval. Es importante considerar las alternativas evaluadas para lograr en el mediano plazo resultados de restauración y conservación que garanticen la permanencia de los recursos en la parte alta de la cuenca, que se traducirá en mayores y mejores servicios ambientales para la Comarca Lagunera, entre ellos el más importante, el agua.

CONCLUSIONES

Independientemente de las cinco diferentes

órdenes jerárquicas analizadas las alternativas que presentaron los mayores escores son: Reforestación, Aplicación estricta de la ley y Pago de servicios ambientales.

Las alternativas que no presentaron altas calificaciones o escores se encuentran muy por arriba de la alternativa “Nada” situación actual, esto indica que cualquiera de las alternativas planteadas que se decidiera llevar a la practica daría mejores resultados que el manejo actual.

La reconstrucción de la variabilidad climática a través del tiempo corroborado con archivos históricos, señala fuertes luchas sociales por la falta de agua en el norte de México, en las últimas décadas la disminución de este recurso es evidente, ante esta situación, estudios que nos permitan evaluar las mejores alternativas apoyados en expertos, juegan un papel importante para enfrentar y agudizar la problemática de suministro de agua.

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63

DEFORESTACIÓN Y PRODUCCIÓN DE AGUA EN LA PARTE ALTA DE LA CUENCA DEL RÍO NAZAS

Deforestation and Water Yield in the Upper Part of the Nazas River Watershed

Juan G. Martínez Rodríguez1, Rodolfo Faz Contreras1, Gregorio Núñez Hernández1 y Audelin E. Roblero Cortez2

1INIFAP Campo Experimental “La Laguna”. José Santos Valdez 1200 Pte. Matamoros, Coah.

E-mail: [email protected] 2UAAAN. Unidad Laguna. Estudiante de Posgrado.

RESUMEN La deforestación aunada al cambio de uso

de suelo en las zonas de bosque trae como consecuencia modificaciones de los patrones y las magnitudes de los diferentes procesos del ciclo hidrológico (Charbonneau et al., 1996; Chow et al., 1988). La parte alta de la cuenca del Río Nazas, no es la excepción por lo que es de vital importancia conocer la magnitud de dichos cambios de tal manera que los usuarios del agua en la parte baja de la cuenca cuenten con información que les permita tomar decisiones acertadas en cuanto al manejo del agua a nivel distrito de riego. El objetivo de este trabajo es presentar de manera cuantitativa los cambios espaciales y temporales de la vegetación de la cuenca del rio Sextin y cómo estos cambios, a lo largo de 17 años, han afectado el balance hídrico, en lo general, y la producción de agua de esta misma cuenca en lo particular. Lo anterior, se realizó utilizando el modelo de simulación hidrológica SWAT (Soil Water Assessment Tool) generado por la Agencia de Investigación Agrícola del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (ARS – USDA, por sus siglas en ingles) y que es el estándar utilizado por la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (USEPA, por sus siglas en ingles) para la evaluación de recursos hídricos en los Estados Unidos. Este modelo está ligado a un GIS y puede ser utilizado en México, haciendo ligeras modificaciones a las bases de datos de clima, suelo y vegetación de nuestro país. Los resultados indican que las coberturas vegetales en el área de estudio con mayor cambio con respecto al tiempo son bosque de pinos y pastizal natural con un

decremento estimado de 247.67 y 136.8 ha año-1 respectivamente, mientras que las coberturas que crecieron fueron a su vez chaparral y bosque bajo abierto con un incremento estimado de 181.50 y 178.74 ha año-1 respectivamente. El cambio de vegetación afecta negativamente la producción de agua en aproximadamente 14 por ciento lo que representa para esta cuenca en 70 Mm3 anuales. Este volumen pudiera utilizarse en el riego de 5 mil 800 has, aproximadamente. Lo anterior demuestra que el cambio de vegetación afecta de manera negativa la calidad de agua así como la producción de la misma. Palabras clave: Producción de agua, Deforesta-ción, Cambio de vegetación temporal.

SUMMARY

Deforestation and land use change in forest

lands bring as a consequence changes in magnitude of different hydrologic cycle processes (Charbonneau et al., 1996; Chow et al., 1988). The upper part of the Nazas River watershed is not excluding of this process and it is of paramount importance to quantify the magnitude of such changes in order to provide with valuable information to the lower watershed water users and so to support water decision making at irrigation district scale. The aim of this work is to present the effect of deforestation on the watershed water balance components and particularly on watershed water yield. The SWAT (Soil Water Assessment Tool) hydrologic simulation model, from the Agriculture Research Service (USDA – ARS), was used to our purpose because SWAT is the standard model used by the


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United States Environmental Protection Agency (USEPA) in water resources evaluation in the United States. SWAT can be used in Mexico by making slightly modification to soil, weather, and vegetation Mexican databases. Result showed that pine forest and natural grasses areas had the highest negative changes with 247.67 y 136.8 ha year-1, respectively. Shrubs and Low Open Forest lands had the highest increase with 181.50 y 178.74 ha year-1, respectively. Vegetation change at watershed scale affect negatively water yield in 14 percent, approximately. This represents a volume of 70 Mm3 less that could be used in the irrigation of 5800 has of agricultural land. Deforestation affects not only water yield but also water quality in a negative matter. Key words: Water yield, Deforestation, Temporal vegetation change.

INTRODUCCIÓN

En nuestro país el cambio de uso de suelo

ha experimentado diferencias sustanciales a un periodo de tiempo corto (1993-2000). En éste, el bosque desapareció a una tasa de 0.79 por ciento o 2 mil 672 km2 al año; las selvas a tasa de 1.58 por ciento; y los matorrales a 0.48 por ciento. La actividad que se considera responsable es la ganadería, la cual incrementó en este mismo periodo su superficie para pastizales en 57 mil 000 km2 o tasa de 4.07 por ciento (SEMARNAT, 2003).

El papel fundamental que desempeña la vegetación, principalmente los bosques, sobre el escurrimiento de agua superficial es que modifica la forma en que las aguas acceden a los cauces, disminuyendo drásticamente las aportaciones superficiales y aumentando en consecuencia las aportaciones subsuperficiales (Franklin, 1992). De esta manera, las condiciones climáticas y edafológicas limitan las condiciones hidrológicas de una región, así como también la cobertura vegetal de la misma, por tal motivo, los cambios inducidos por el hombre en cobertura vegetal a través de cambio de uso del suelo, sobre - pastoreo y explotación forestal están relacionados en la formación de escurrimientos no solamente en cantidad de agua sino también en calidad de la misma (Keppeler et al., 2003).

Diferentes estudios han mostrado la importancia que tiene la Sierra Madre Occidental como productora de agua para todo el centro-oeste de México. Sin embargo, el estado de degradación debido al sobre - pastoreo y la deforestación es grave. El riesgo de desequilibrio del balance hidrológico de esta zona debido al uso abusivo del medio y sus consecuencias a nivel regional y nacional representan un serio problema (Viramontes y Decroix, 2001).

La generación de información directa en campo para evaluar las modificaciones que en tiempo y espacio ha sufrido la cubierta vegetal de un área, requiere de muchos años de estudio y de recursos económicos considerables (Wischmeier y Smith, 1978). Esto se acentúa si los cambios en cubierta vegetal se asocian a modificaciones de procesos hidrológicos a nivel cuenca. Lo cual hace la investigación hidrológica en aéreas forestales casi imposible (Wood et al., 1988).

Lo anterior, actualmente se subsana con la utilización de modelos de simulación de procesos hidrológicos, asociados a sistemas de información geográfica (GIS, por sus siglas en ingles) (Fernández et al., 1999). Estos últimos, son una herramienta poderosa para generar información de utilidad en la toma de decisiones sobre el uso y manejo de los recursos terrestres. Además, proporcionan un medio eficaz para generar, almacenar, analizar y visualizar datos espacialmente distribuidos, lo cual, los hace una herramienta idónea parea la generación de parámetros de entrada de modelos de simulación de procesos hidrológicos (Knight et al., 2001; Rincón, 1999).

El modelo de simulación hidrológica SWAT (Soil Water Assessment Tool) generado por la Agencia de Investigación Agrícola del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (ARS – USDA, por sus siglas en ingles) es el estándar utilizado por la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (USEPA, por sus siglas en ingles) para la evaluación de recursos hídricos en los Estados Unidos (Di Luzio et al., 2002). Es un modelo ligado a un GIS que puede ser utilizado en México, haciendo ligeras modificaciones a las bases de datos de clima, suelo y vegetación de nuestro país (Martínez y Moreno, 2003; Martínez et al., 2004). El objetivo


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de este trabajo es presentar de manera cuantitativa los cambios espaciales y temporales de la vegetación de la cuenca del rio Sextin y cómo estos cambios, a lo largo de 17 años, han afectado el balance hídrico, en lo general, y la producción de agua de esta misma cuenca en lo particular, utilizando el modelo de simulación de procesos hidrológicos SWAT.


La Región Hidrológica No. 36 (RH36), se encuentra entre los paralelos 22°40’ y 26° 35’ de latitud norte y los meridianos 101° 30’ y 106° 20’ de longitud oeste. Constituye una amplia zona cerrada, localizada en la mesa del norte de la república mexicana. Abarca parte de los estados de Durango, Zacatecas y Coahuila. Esta región corresponde a las cuencas cerradas de los ríos

Nazas y Aguanaval (Figura 1). Tiene una superficie total de 94,372 Km2 de los cuales 63.2 por ciento (59,632 Km2) corresponden a la cuenca del río Nazas y el 36.8 por ciento (34,740 Km2) corresponden a la del río Aguanaval (SRH, 1970).

El río Sextín (Figura 2) por su parte, se

encuentra en el estado de Durango, situado dentro de los municipios de Tepehuanes, Guanaceví, Ocampo, San Bernardo, El Oro e Inde. Tiene su origen en la Sierra Madre Occidental, hacia el oriente de las cuencas de los ríos de Balleza y Colorado, al sur de la Sierra del Oso y al noroeste de la sierra de la Candela. El parteaguas principal que origina esta cuenca se encuentra a elevaciones que varían entre los 2 mil 258 msnm y los 3 mil 315 msnm. Se sitúa entre los paralelos 25° 34’ y 26° 30’ de latitud norte y los meridianos 104° 57’ y 106° 20’ de longitud oeste (SRH, 1970).

Figura 1. Ubicación de la RH36 en la república mexicana.


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Figura 2. Localización de la Cuenca del río Sextín dentro de la cuenca de la presa Lázaro Cárdenas. Hidrología

En las cuencas de los ríos Santiago,

Tepehuanes, de Ramos, Sextín o del Oro y aguas abajo de la confluencia de estos dos últimos, es decir, en la parte alta del río Nazas, el clima esta clasificado como “frío estepario” (Bskw) (SRH, 1970).

El nacimiento del río Sextín ocurre en un lugar conocido como el Salitre, municipio de Guanaceví, en el estado de Durango. Su recorrido se inicia con 45 Km. en dirección sureste; en este trayecto se une al arroyo de Escobar por la margen derecha y a partir de este punto el río continua en dirección norte a lo largo de unos 50 Km. más de recorrido. En este nuevo tramo los principales afluentes que recibe son el arroyo Biogamé y el río San Esteban, por la margen izquierda. Luego vuelve a cambiar de rumbo y continua durante 33 Km. hacia el este. En este tramo se le unen por la margen izquierda el arroyo de los Lobos y el arroyo de Matalotes, principalmente. Finalmente, toma la dirección sureste, con 118 Km. de recorrido aproximado y llega a la confluencia con el río Ramos en el embalse de la presa Lázaro Cárdenas.

En este trayecto final el río Sextín o del Oro recibe la aportación izquierda del arroyo grande más las de otros arroyos secundarios cuyos nombres no están bien identificados. El área de cuenca desde su origen hasta la confluencia con el río Ramos, en el vaso de la presa Lázaro Cárdenas es de 8 mil 246 km2 y una longitud de 245 Km (SRH, 1970).

Edafología La información fue obtenida de las cartas

edafológicas digitales de INEGI escala 1:250,000. A esta escala se señala la distribución de los suelos, clasificados de acuerdo con el sistema FAO/UNESCO de 1979 modificado por la Dirección General de Geografía. En dicha clasificación se indica la textura o cantidad de arena, limo y arcilla de la parte superficial del suelo; la presencia de fases químicas como salinidad y sodicidad; y la presencia de fases físicas como roca o estratos cementados cercanos a la parte superficial del suelo o fragmentos de ellos en la superficie del mismo. Uso de Suelo y Vegetación

Esta información se obtuvo de las cartas de

Uso de suelo y Vegetación (Figura 3) de INEGI escala 1:250,000 (INEGI, 1987). En esta carta se indica la distribución de la vegetación natural o la inducida por diferentes actividades humanas; dicha vegetación se clasifica de acuerdo con los tipos fisonómicos, que establecen las características más sobresalientes de la forma, tamaño y ubicación ecológica. La carta señala, en el caso de ser vegetación secundaria, a qué tipo fisonómico corresponde la asociación de especies que están en proceso de desarrollo.

Otro aspecto que se indica en la carta es la clase de agricultura que se practica, así como el carácter de los cultivos, en lo referente a los ciclos de siembra o permanencia de los mismos (http://www.inegi.gob.mx). Tasa de Cambio de Vegetación

La tasa de cambio representa el porcentaje

de modificación entre los periodos de estudio. Fue generada por FAO (1996) citado por Velásquez et al. (2002) y utilizada para cálculos de deforestación y expresa el cambio en porcentaje de superficie para cada año dentro del periodo de estudio.

11

1

1

21 −⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ −−=

n

SSSt


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Figura 3. Uso de Suelo y Vegetación Serie I de la Cuenca del río Sextín.

Donde: t es la tasa de cambio (para expresar en % hay que multiplicar por 100), S1 la superficie en la fecha 1, S2 la superficie en la fecha 2, n el número de años entre las fechas.

Para calcular y expresar la tasa de cambio de un periodo conforme a su pendiente para el tipo de vegetación se utilizó la siguiente fórmula generada por Instituto de Geografía de la UNAM (Velásquez et al., 2002) siendo ésta:

( )21

12, XX

XXpp

SSe −=

Donde: e es la estimación de tasa de

cambio, SXt la superficie del tipo de vegetación X (Serie I, Serie II), X el tipo de vegetación, p el periodo transcurrido en años, t1 la fecha 1, t2 la fecha 2.

Una vez obtenida la estimación se construyen las ecuaciones que describen el comportamiento probable de cada tipo de vegetación con base a su tendencia y la superficie en cualquier fecha futura. La ecuación generada por el Instituto de Geografía de la UNAM (Velásquez et al., 2002) se presenta a continuación.

2* tSpeS +=

Donde: e es la tasa de cambio de un periodo expresada en su pendiente, p el periodo transcurrido en años, St2 la superficie del tipo de vegetación en el año final de nuestro estudio, S la superficie estimada en el periodo de estudio. Análisis de Cambio de Uso de Suelo

Este análisis consistió en la comparación

de dos series de vegetación con un tiempo de realización promedio entre ellas de 17 años, es decir, que la comparación se realizará con la vegetación obtenida 17 años después de la serie de vegetación inicial. Las series utilizadas en este estudio son las siguientes:

Serie I. La cartografía de uso del suelo y

vegetación del INEGI, escala 1:250,000, se elaboró con base en la interpretación de fotografías aéreas tomadas entre los años 1968 y 1986, así como un intenso trabajo de campo. El sistema clasificatorio es muy detallado: comprende más de 600 clases que dan cuenta de los diferentes tipos de vegetación con base en criterios de fisonomía, florística, fenología y estado de conservación, de los tipos de uso del suelo así como de la presencia de erosión. No existe evaluación cuantitativa de la confiabilidad de la cartografía de uso del suelo y vegetación del INEGI aunque, generalmente, se acepta que los datos son de buena calidad. Los datos originales existían únicamente en formato analógico por lo cual se hicieron diferentes esfuerzos de digitalización de esta información como el realizado por el INE (Instituto Nacional de Ecología).

Compatibilidad de Serie I y Serie II. Debido a que fueron diferentes criterios para la elaboración de la Serie I y Serie II éstas cuentan con categorías de tipo de vegetación diferentes entre si, por lo tanto, se determinó agrupar los tipos de vegetación en su formación principal, es decir, se asociaron todos los tipos que comprenden los bosques de pino, bosques de pino- encino, bosques de pino con vegetación


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secundaria, bosques de pino- encino con vegetación secundaria, en su formación principal como bosque de pino. Este criterio fue el único que se pudo adoptar debido a que la Serie I solamente tiene esta categoría compatible con la Serie II.


Estimación del Cambio de Vegetación

El Cuadro1 presenta el cambio del tipo de vegetación resultante de la comparación de la Serie I (1976) y la serie II (1993) de INEGI. En esta se muestra la tasa de cambio que se presentó entre los periodos de estudio tomando como base la ecuación utilizada por FAO (1997) para calcular deforestación; dicha ecuación expresa el cambio en porcentaje de superficie para cada año dentro del periodo de estudio.

De manera general se muestra la superficie y el porcentaje respecto al área total de la cuenca (que representaba cada tipo de vegetación en la Serie I y la Serie II, así como la superficie que se modificó entre las series y su correspondiente porcentaje de cambio. Los datos se presentan como valores positivos o negativos en función de si fue un incremento en superficie o una disminución de la misma y finalmente la tasa de cambio representa qué porcentaje se modificó en cada tipo de vegetación con base al año anterior.

Por ejemplo, en el caso de área sin vegetación aparente el incremento estimado de 1976 a 1977 fue de 0.74 por ciento llegando a una superficie de 1,107.54 ha, posteriormente el crecimiento de 1977 a 1978 fue de 0.74 por ciento (1,115.74 ha) y así sucesivamente hasta el año 1992 a 1993 con 1,248.21 ha). Esta misma interpretación corresponde a todos los demás tipos de vegetación con excepción de los cuerpos de agua que no había en 1976 y para 1993 ya figuraban con 9.75 ha; también es el caso del mezquital que en el área de estudio había 28.26 ha en 1976 pero en 1993 ya había desaparecido.

Se puede observar claramente cuáles fueron las coberturas vegetales que presentaron un incremento o disminución de superficie mayor, tal es el caso del pastizal natural, bosque bajo abierto y bosque de pinos. Sin embargo, este cambio no se aprecia en el porcentaje de superficie ni en la tasa de cambio debido a que dichas coberturas son las de mayor extensión superficial en el área de estudio. En contraste, la superficie de Chaparral (aproximadamente cinco por ciento del área de estudio) tiene una tasa de deforestación cercana al uno por ciento anual. Es importante, destacar la pérdida del mezquital y el incremento de las áreas sin vegetación aparente provocando estos un incremento en la intensidad del escurrimiento con un mayor arrastre de partículas.

Cuadro 1. Cambio de vegetación y tasa de cambio entre Serie I y Serie II (INEGI, 1987).

Tipo de Vegetación Sup. (ha)

Serie I Sup. (ha) Serie II

Cambio ha

Cambio %

Tasa de cambio

Área sin vegetación aparente 1,099.41 1,248.21 148.81 0.03 0.74Cuerpos de agua 0.00 9.75 9.75 0.00 100.00Vegetación de galería 588.50 667.00 78.50 0.01 0.73Bosque de coníferas distintas a pino 429.05 436.31 7.26 0.00 0.10Pastizal inducido 19,346.25 19,501.79 155.54 0.03 0.05Pastizal natural 58,094.51 55,768.96 -2,325.55 -0.47 -0.24Mezquital 28.26 0.00 -28.25 -0.01 -100Chaparral 21,076.18 24,161.60 3,085.42 0.62 0.80Bosque bajo abierto 86,943.92 89,982.45 3,038.52 0.61 0.20Bosque de pinos 106,916.03 102,706.12 -4,209.91 -0.85 -0.24Bosque de encinos 38,760.72 38,709.20 -51.51 -0.01 -0.01Bosque de pino-encino 143,264.09 143,205.84 -58.25 -0.02 0.00Temporal 19,549.69 19,640.90 91.21 0.02 0.03Riego 1,234.01 1,292.48 58.47 0.01 0.27 Superficie total 497,330.61 497,330.61


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Producción y Balance de Agua Los Cuadros 2 y 3 muestran los

parámetros simulados por el modelo SWAT con base en los datos ingresados de las características de la cuenca. Dichos parámetros no son los únicos que genera SWAT, sin embargo, para este estudio son los necesarios para explicar las diferencias en el proceso hidrológico con la vegetación de 1976 y 1993 para la cuenca en estudio.

Para poder realizar la comparación de la diferencia en el escurrimiento en la cuenca fue necesario primero correr los datos de las dos capas de vegetación (Serie I y Serie II) en una misma configuración, en este caso con el periodo de clima 1975-1979 y tamaño de 750 ha para los arreglos geométricos para ambas vegetaciones. A continuación se presentan los datos de salida generados por el SWAT para ambos periodos de vegetación.

Cuadro 2. Datos de salida estimados del modelo SWAT para la vegetación de 1976 (Serie I) usando el periodo de clima de 1975-1979.

Año Precipitación

mm ETP actual

mm Percolación

mm Escurrimiento

mm Producción de agua mm1975 399.500 283.585 20.884 0.848 17.8031976 578.300 441.240 121.222 3.850 107.9161977 427.900 414.834 27.125 2.491 30.0981978 547.800 437.025 101.425 2.230 90.4731979 436.800 397.457 42.768 1.170 40.778

Promedio 478.060 394.828 62.685 2.118 57.413 Cuadro 3. Datos de salida del modelo SWAT para la vegetación de 1993 (Serie II) usando el periodo de clima de 1975-1979.

Año Precipitación

mm ETP actual mm Percolación mm Escurrimiento mm Producción de agua

mm 1975 399.500 283.399 19.822 2.128 18.1841976 578.300 446.875 113.342 6.482 103.4671977 427.900 431.107 10.871 2.756 17.6801978 547.800 448.358 88.644 4.153 80.6651979 436.800 415.412 24.195 1.724 24.793

Promedio 478.060 405.030 51.375 3.449 48.958

El efecto estimado provocado por la disminución de la cobertura vegetal, aún cuando es mínimo, se puede observar en los datos generados por el modelo SWAT para el período de 1975 a 1979, tales como el incremento en el valor promedio de la evapotranspiración actual de 394.828 mm en 1976 a 478.06 mm en 1993. La lámina de escurrimiento, por su parte, se incrementó de 2.118 mm a 3.449 mm, mientras que la producción de agua disminuyó de 57.413 mm en 1976 a 48.958 en 1993 en promedio. Se debe considerar que la lámina de escurrimiento solamente es la capa de agua que escurre sobre

la superficie del suelo, mientras que la producción de agua es un balance que comprende todas las aportaciones de agua (escurrimiento superficial, escurrimiento lateral, agua subterránea que contribuye al escurrimiento) menos las pérdidas de la misma (extracción de agua y pérdidas de la cama del cauce por transmisión) en la cuenca (Di Luzio et al., 2002). Esta diferencia de 8.45 mm, representa 70 Mm3 que han dejado de entrar a la presa “Lazaro Cardenas” y que dejan de irrigar 5 mil 800 has, aproximadamente (tomando como base 1.2 m ha-1).


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CONCLUSIONES Las coberturas vegetales en el área de

estudio con mayor cambio con respecto al tiempo son bosque de pinos y pastizal natural con un decremento estimado de 247.67 y 136.8 ha año-1 respectivamente, mientras que las coberturas que crecieron fueron a su vez chaparral y bosque bajo abierto con un incremento estimado de 181.50 y 178.74 ha año-1 respectivamente.

El cambio de vegetación en el área de estudio se influenció en mayor proporción por deforestación en comparación con el cambio de cobertura vegetal generado por ganadería.

El cambio de vegetación afecta negativamente la producción de agua en aproximadamente 14 por ciento lo que representa para esta cuenca en 70 Mm3 anuales. Este volumen pudiera utilizarse en el riego de 5 mil 800 has, aproximadamente. Lo anterior demuestra que el cambio de vegetación afecta de manera negativa la calidad de agua así como la producción de la misma.

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EVALUACIÓN DE MODELOS MATEMÁTICOS PARA PREDECIR PATRONES DE HUMEDAD EN RIEGO POR GOTEO SUBSUPERFICIAL O SUBTERRÁNEO

Evaluation of Mathematical Models to Predict Patterns of Moisture in Subsurface Drip Irrigation or Underground

Miguel Rivera González1, Ramón Trucios Caciano1, Ignacio Orona Castillo2 y Juan Estrada Avalos1

1Investigadores del CENID-RASPA, INIFAP, Km. 6.5 Margen Derecha Canal Sacramento, CP-35140, Gómez Palacio Durango.

México E-mail: [email protected] 2Catedrático e Investigador de la facultad de Agricultura y Zootecnia-UJED. Venecia, Municipio de Gómez Palacio Durango.

RESUMEN

En riego por goteo subsuperficial o subterráneo es muy importante conocer las dimensiones y comportamiento de los bulbos de humedad en suelos de diferente textura, diferentes gastos y tiempo de riego. Esta información es de vital importancia para determinar el espaciamiento adecuado entre líneas regantes y su profundidad de instalación. Existen ecuaciones o modelos empíricas que predicen las dimensiones de los bulbos de humedad, las cuales han sido generadas para riego por goteo superficial; sin embargo, se desconoce su capacidad de predicción en riego por goteo subsuperficial o subterráneo. El presente trabajo de investigación tuvo como objetivo evaluar la capacidad de predicción de dos modelos empíricos, el generado por Jensen (1983) y uno generado a partir de los datos de campo obtenidos por Ledesma y Martínez (1995). La capacidad de predicción de los modelos se determinó al compararlos con información obtenida en pruebas de campo en dos texturas de suelo y dos gastos de 2.5 y 5.5 l h-1 por metro de cintilla de goteo. El comportamiento de los bulbos de humedad se determinó midiendo sus dimensiones (diámetro horizontal y ascenso capilar) por intervalos de cuatro horas hasta un tiempo de riego total de 32 horas. Las pruebas de campo se realizaron utilizando un minisistema de riego por goteo portátil, instalando las líneas regantes a una profundidad del suelo de 45 cm. De los modelos evaluados el modelo de Jensen (1983) predijo mejor el ascenso capilar y el diámetro horizontal del bulbo de humedad para el suelo franco arcilloso; sin embargo, ambos

patrones de humedad fueron predichos mejor para el suelo franco arenoso por el modelo obtenido a partir de los datos de campo obtenidos por Ledesma y Martínez (1995). Para ambas texturas de suelo y gastos evaluados los modelos generados predicen mejor el ascenso capilar y el diámetro de humedad al compararlos con los datos de campo observados. Palabras clave: Modelos, Bulbos de humedad, Goteo subsuperficial.

SUMMARY

In subsurface drip irrigation or underground

is very important to know the size and behavior of the moisture pattern of different soil textures, different irrigation flow rates and times. This information is of vital importance in determining the proper spacing between lines and installation depth. There are equations or empirical models that predict the size of the patterns of soil moisture, which, have been generated for surface drip irrigation, however, the prediction capacity of these models is unknown for subsurface drip irrigation or underground. This research work had as main objective to evaluate the predictive power of two empirical models, the one generated by Jensen (1983) and the generated from field data obtained by Ledesma and Martinez (1995). The predictability of the models was determined by comparison with information obtained from field trials on two soil textures and two flow rates of 2.5 and 5.5 l h1 per meter of drip tape. The behavior of the patterns of moisture was determined by measuring its dimensions (horizontal diameter and


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capillary rise) at intervals of 4 hours to a total run time of 32 hours. Field tests were performed using a mini-system portable drip irrigation, installing irrigation lines to a soil depth of 45 cm. The model of Jensen (1983) predicted best the capillary rise and the horizontal diameter of the pattern of moisture for the clay loam soil, but both parameters were predicted best for the sandy loam soil by Ledesma and Martinez(1995)’ model obtained from field data . For both soil textures and flow rates evaluated, the models generated from field data predicted better capillary rise and moisture diameter when compred withobserved field data. Key words: Models, Patterns of soil moisture, Ssubsurface drip.

INTRODUCCIÓN

Es importante para el diseñador de sistemas de microirrigación el predecir cuando menos con una aproximación razonable, las características de la zona de riego, en particular las dimensiones del bulbo húmedo generado dentro del sistema radicular del cultivo. Estas aproximaciones se pueden obtener por diferentes métodos entre los que destacan: a) métodos analíticos b) simulación c) empíricos y semiempíricos y las pruebas de campo (Zazueta, 1992). Se han realizado diferentes trabajos de investigación con el objetivo de obtener ecuaciones empíricas para predecir las dimensiones de los bulbos de humedad en riego por goteo superficial( Zazueta, 1992; Ledesma y Martínez, 1995; Jensen, 1983) así como también se han obtenido soluciones analíticas a la ecuación de Richards para determinar los patrones de distribución de humedad en la zona no saturada del suelo en condiciones de riego por goteo (Philip, 1971; Raats, 1971; Warrick, 1974; Warrick et al., 1979; Warrick, 1985). Zavala y Ojeda, 1999 desarrollaron un modelo numérico de simulación para describir y analizar la infiltración y redistribución de agua en el suelo bajo condiciones de riego por goteo. En goteo subsuperficial o subterráneo se han evaluado diferentes espaciamientos entre líneas regantes (Phene, 1999 y Alam et al., 2000), la profundidad

de instalación (Phene, 1999; Shock et al 2000 y Alam et al 2000) o ambos factores (Phene, 1999; Alam et al., 2000; Alam et al., 2002a; Alam et al., 2002b); sin embargo, estas evaluaciones se han realizado utilizando un mismo gasto y una sola textura de suelo. La mayoría de las ecuaciones empíricas se han generado para predecir los bulbos de humedad en riego por goteo superficial y se desconoce su capacidad de predicción en riego por goteo subsuperficial o subterráneo. El presente trabajo de investigación tuvo como objetivo evaluar la capacidad de predicción de los modelos propuestos por Jensen, 1983 y el de Ledesma y Martínez (1995).


Los modelos matemáticos evaluados

fueron: El modelo presentado por Jensen (1983) el cual predice el máximo radio de humedad en función del gasto del emisor, tiempo de riego, la capacidad de campo, densidad aparente y contenido de humedad inicial del suelo. Con los datos de campo obtenidos por Ledesma y Martínez (1995), mediante regresión lineal múltiple se obtuvieron modelos para predecir el máximo diámetro horizontal y el ascenso capilar de los bulbo de humedad.

Los modelos evaluados así como la descripción de sus variables y unidades se describen a continuación: Modelo de Jensen (1983)

D = [(3QT)/[2π*((CC-Ps)/100)*Da]]0.333(100)(2)

Donde: D es el diámetro del bulbo de humedad (cm); Q el gasto en m3h-1; CC el contenido de humedad a capacidad de campo (%); Ps el contenido de humedad inicial del suelo (%) y Da la densidad aparente del suelo en g cm-3. Modelo Generado a Partir de los Datos de Campo Obtenidos por Ledesma y Martínez (1995)

D = 38.858 Q 0.186 T 0.259 Ks -0.242


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Donde: D es el diámetro del bulbo de humedad (cm); Q el gasto del emisor en (H-1); T el tiempo de riego en horas y Ks la conductividad hidráulica a saturación en cm h-1.

El Ascenso capilar se consideró

equivalente a la mitad del diámetro del bulbo de humedad. Se realizaron pruebas de campo para conocer las dimensiones de los bulbos de humedad en dos sitios de diferente textura de suelo, una textura franco arcillosa y un suelo franco arenoso. Para realizar las pruebas de campo, se utilizó un mini-sistema de riego por goteo portátil (Figura-1). Como líneas regantes se utilizó cintilla de goteo y se evaluaron dos gastos de 2.5 y 5.5 L H-1 por metro lineal de cintilla. Las dimensiones de los bulbos de humedad se realizaron cada cuatro horas utilizando el método de excavación por un tiempo máximo de 32 horas. Las líneas regantes se instalaron a una profundidad del suelo de 45 cm. Para conocer la capacidad de predicción de los modelos, éstos se compararon contra los datos obtenidos en las pruebas de campo mediante una prueba de CHI cuadrada (X2)

Figura 1. Mini sistema de riego portátil utilizado para realizar las pruebas de campo.


Modelos Generados

Con la información obtenida en campo de los bulbos de humedad para las dos texturas de suelo y los dos gastos evaluados, mediante regresión lineal múltiple se obtuvieron dos ecuaciones o modelos; una para predecir el

ascenso capilar y otra para el estimar el diámetro del bulbo de humedad, dichas ecuaciones se presentan a continuación:

Ac = 3.727 Q 0.395 T 0.489 Ks –0.0373 Ps 0.315

Dh = 7.464 Q 0.386 T 0.491 Ks 0.051 Ps 0.397

Donde: Ac es el ascenso capilar en (cm) ; Dh el diámetro horizontal en (cm); Q el gasto del emisor en (LH-1); T el tiempo de riego en (h); Ks la conductividad hidráulica a saturación cm h-1) y Ps el contenido de humedad inicial del suelo en base a suelo seco (%). Ascenso Capilar En la Figura 2 se presenta el ascenso capilar en función del tiempo, para cada uno de los modelos evaluados. Se puede observar que el modelo obtenido a partir de los datos de campo generados por Ledesma y Martínez (1995) sobreestima el ascenso capilar. Sin embargo, tanto el modelo presentado por Jensen (1983) como el modelo generado, predicen mejor los datos observados para el suelo franco arcilloso y un gasto de 2.5 l h-1 por metro de cintilla.

10

20

30

40

50

60

0 4 8 12 16 20 24 28 32

Tiempo de riego(H)

Asc

enso

cap

ilar(

cm)

Datos obs. Jensen Ledesma Modelo G.

Para el suelo franco arenoso, el modelo de Jensen (1983) tiende a sobrestimar el ascenso capilar observado, mientras que el modelo generado por Ledesma y Martínez (1995) predice con mayor precisión los datos observados (Figura 3).

Figura 2. Ascenso Capilar para un suelo franco arcilloso y un gasto de 2.5 l h-1 por metro.


74

01020304050

0 4 8 12 16 20 24 28 32

Tiempo de riego(H)

Asc

enso

cap

ilar(c

m)

Datos Obs.JensenLedesmaModelo G.

Máximo Diámetro Horizontal del Bulbo de Humedad El diámetro horizontal de los bulbos de humedad al igual que el ascenso capilar es sobreestimado por el modelo generado por Ledesma y Martínez (1995) para el suelo franco arcilloso y un gasto de 5.5 l h-1 por metro lineal de cintilla (Figura 4). En modelo de Jensen (1983) presenta mejor ajuste, sin embargo a medida que aumenta el tiempo de riego tiende a subestimar los datos observados.

20406080

100120

0 4 8 12 16 20 24 28 32

Tiempo de riego(H)

Diá

met

ro

horiz

onta

l (cm

) Datos Obs.JensenLedesmaModelo G.

Para el suelo franco arenoso, el modelo de

Jensen (1983) sobreestima los datos observados, sin embargo, el modelo de Ledesma y Martínez,

predice bien hasta el movimiento horizontal hasta un tiempo de riego de 12 horas, después de este tiempo tiende a subestimar en comparación con los datos observados en campo esto para un gasto de 5.5 l h-1 por metro lineal de cintilla de goteo (Figura 5).

020406080

100120140

0 4 8 12 16 20 24 28 32

Tiempo de riego(H)Día

met

ro h

oriz

onta

l (cm

)

Prueba C. Jensen Ledesma Modelo G.

CONCLUSIONES

Para los dos tipos de textura y gastos estudiados los patrones de humedad fueron satisfactoriamente predichos por los modelos generados, los cuales presentaron el mejor ajuste con los datos de campo. De los modelos evaluados el modelo de Jensen (1983) predijo mejor el ascenso capilar y el diámetro de humedecimiento horizontal para el suelo franco arcilloso; sin embargo, ambos patrones de humedad fueron predichos mejor para el suelo franco arenoso por los modelos de Ledezma y Martínez (1995). Tanto el diámetro horizontal como el ascenso capilar de los bulbos de humedad estudiados, fueron predichos mejor por los modelos generados a partir de las pruebas de campo.

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Alam M., T.P. Trooien, D.H. Rogers y T.J. Dumler. 2002a. An efficient Irrigation Technology for alfalfa. Journal de Extension Vol. 40 Nº 3.

Figura 3. Ascenso capilar para textura franco arenosa y Q = 2.5 l h por metro.

Figura 4. Diámetro horizontal del bulbo de humedad para un suelo Franco Arcilloso y un gasto de 5.5 l h-1 por metro.

Figura 5. Diámetro horizontal del bulbo de humedad para un suelo franco arenoso y un gasto de 5.5 l h-1 por metro.


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ESTRATEGIAS DE MANEJO DE AGUA DE RIEGO PARA DISMINUIR SU CONSUMO EN MAÍZ FORRAJERO

Management Strategies for Reducing Irrigation Water Consumption in Feed Maize

Rodolfo Faz Contreras1, Gregorio Núñez Hernández1, Juan Guillermo Martínez1, Uriel Figueroa Viramontes1 y Miguel Palomo Rodríguez1

1INIFAP.Campo Experimental la Laguna Matamoros Coah. E-mail: [email protected]

RESUMEN En las zonas áridas del norte de México se requiere de la aplicación de cuatro riegos de auxilio para obtener el máximo rendimiento de forraje del cultivo del maíz con una lámina de 69 cm. Sin embargo, no siempre se dispone de volumen suficiente de agua para aplicar el requerimiento hídrico del cultivo; se aplican solamente tres riegos de auxilio, por lo que es necesario estudiar estrategias que permitan aprovechar al máximo el agua de que se dispone. En este trabajo se planteó comparar el consumo de agua de un genotipo de ciclo corto (H1) y uno de ciclo intermedio (H2), bajo diferentes estrategias de riego. Los tratamientos que se plantearon se distribuyeron en un diseño en bloques al azar con cuatro repeticiones en un arreglo de parcelas divididas, donde la parcela mayor fue el factor cultivo y la parcela menor el nivel de riego (R1, R2, R3 y R4), la unidad experimental fue de 150 m2 y la parcela útil de 24.3 m2. Se registraron diferencias significativas en producción de forraje verde entre híbridos en 2001 y tratamientos de riego en los dos años de estudio. En forraje seco sólo se encontraron diferencias entre tratamientos de riego, ocasionadas en gran medida por la acumulación de mazorca en el forraje, en producción de mazorca, H1 superó H2, pero no se reflejó de manera significativa en el porcentaje de mazorca del forraje a un nivel de P≤0.05, la diferencia fue significativa a un nivel de P≤0.09 (en dos años de observación). Se puede disminuir la lámina de riego en 15 cm ya que R2 versus R3 no presentaron diferencias significativas en producción de forraje seco. En el tratamiento R4 se aplicaron 11.35 cm menos en promedio respecto de R3 obteniéndose rendimientos

estadísticamente iguales a R3 y R4 por lo que representa una opción para utilizar la cintilla en su modalidad enterrada para la producción de maíz. Las siembras en seco presentaron problemas de anclaje por lo que se considera no viable este tratamiento para ahorrar agua hasta resolver este problema. En el índice de eficiencia de uso de agua (EUA) se registraron valores de superiores a los reportados por Faz et al. (1999) de 3.27 y 3.63 en 2001 y 2002 respectivamente con H1, y de 2.78 y 3.38 en 2001 y 2002 respectivamente, por H2 en el tratamiento R2. Palabras clave: Riego eficiencia, Láminas, Forraje, Maíz.

SUMMARY

In the arid zones of Northern México, it is

required to apply four irrigation events to attain the maximum yield in silage corn, with a depth of water of 69 cm. However, the volume of water required by the crop is not always available, so irrigation water is applied only three times; it is necessary to study strategies to have a maximum use efficiency of the available water. This work had the objective to compare the water use in two silage corn genotypes, one of short season (H1) and one of intermediate season (H2), under different irrigation strategies. Treatments were distributed in a randomized block design with four replicates and a split plot arrangement; the main plot was the genotype and the subplot was the irrigation factor (R1, R2, R3 and R4), the experimental plot area was 150 m2 and the parameters were evaluated in an area of 24.3 m2. Significant differences were observed among hybrids in fresh forage yield in 2001, and irrigation treatments in both years. Dry


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matter forage was different with the irrigation treatment, due to the grain accumulation in the forage, H1 was higher than H2, but the percentage of corn ears in the forage was not significantly different (P≤0.05); the difference was significant to P≤0.09 (in two years). It is possible to reduce the depth of irrigation water in 15 cm, since R2 versus R3 were not significantly different in dry matter yield. Treatment R4 received 11.35 cm of water less R3, with statically similar yields, which represent an alternative to use subsurface drip irrigation to produce silage corn. Dry seeding showed rooting problems; so this method is not viable to save water, until this problem is solved. The water use efficiency index (WUE) registered higher values than those reported by Faz et al. (1999) from 3.27 and 3.63 in 2001 and 2002 respectively, with H1, and from 2.78 and 3.38 in 2001 and 2002 respectively with H2 in the R2 treatment. Key words: Efficiency irrigation, Strip, Forage, Maize.

INTRODUCCIÓN En las zonas áridas del país, la mayor limitante de la producción agrícola es la disponibilidad de agua para riego. En estas áreas el agua se obtiene del subsuelo o de la captación del agua de lluvia en presas de almacenamiento. De estas fuentes en la Región Lagunera, la más segura es la del subsuelo, por lo que la producción agrícola se apoya en ella. Esta condición ha desequilibrado la estabilidad del acuífero, debido a que la extracción es superior a la recarga natural, ocasionando que los niveles de bombeo lleguen a una profundidad considerable a través del tiempo. Por lo tanto, se incrementan los costos de extracción, con referencia al concepto del incremento de potencia de los equipos de bombeo y el consumo de energía para operarlos. En la actualidad la Comarca Lagunera es la principal cuenca lechera del país. Por lo cual, la actividad agrícola se ha enfocado a la producción de forrajes, ocupando en la actualidad el 62 por ciento de la superficie de siembra, con lo que se utiliza el 74 por ciento del volumen de agua total extraída del subsuelo (SAGAR, 2000). La

superficie que se siembra con agua de bombeo, ha contribuido a incrementar la profundidad del nivel freático a razón de 1.75 m. por año, con lo que se elevan los costos de extracción, afectando la economía de los productores.

Para hacer un uso eficiente del agua se requiere entender la dinámica del sistema Agua-Suelo-Planta-Atmósfera. En la región es conocido que para una producción óptima del cultivo del maíz se requiere de la aplicación de un riego de siembra más cuatro riegos de auxilio aplicados en etapas críticas del cultivo, acumulando una lámina de 70 cm de evapotranspiración, Faz et al. (1999) con lo que es factible obtener 2.91 Kg de forraje seco por metro cúbico de agua aplicado.

Algunas estrategias que pueden desarrollarse para incrementar la eficiencia de uso de agua en el cultivo del maíz son las siguientes: La utilización de híbridos de maíz precoces para llegar a cosecha en un menor tiempo y disminuir el número de riegos de auxilio. Evaluar siembras en seco que permiten utilizar el agua de riego a partir de la siembra. Utilizar sistemas de riego por goteo subsuperficial, con el que se incrementa la eficiencia de aplicación logrando ahorro de 20 al 30 por ciento del agua de riego. En el presente trabajo se planteó: Disminuir un riego de auxilio al cultivo del maíz en riego por superficie y en riego subsuperficial una lámina de riego menor en un 20 por ciento. En la actualidad se requiere utilizar de manera eficiente el agua de riego y para lograrlo es necesario conocer la dinámica de las relaciones que se presentan entre el agua el suelo y la planta. Para la región se ha reportado que el maíz requiere de la aplicación de cinco riegos, uno de siembra y cuatro de auxilio Faz et al. (1999) con lo que se puede lograr obtener 2.91 Kg. de forraje seco por metro cúbico (m3) de agua aplicado al cultivo. La utilización de híbridos de maíz de ciclo corto, reduce los requerimientos de riego al permitir la cosecha en menos tiempo, por lo que en algunas regiones de Estados Unidos se está popularizando su uso (Tolk et al., 1998; Howell et al., 1998). Al comparar un híbrido de ciclo corto con uno de ciclo más largo se obtuvo una diferencia de consumo de agua de 13 cm en un período de 12 días (Howell et al., 1998). En este mismo estudio el rendimiento fue superior en el híbrido de ciclo largo, aunque la eficiencia de


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transformación de agua a materia seca fue la misma 3.02 Kg m-3. El utilizar siembras en seco permite aprovechar el agua desde el mismo momento en que se aplica el riego de establecimiento ya que en maíz tradicionalmente las siembras se realizan en húmedo. La siembra en seco tiene algunos inconvenientes como: La invasión de malezas, y la capa dura que se forma en la superficie del suelo por ser de origen arcilloso. En maíz, la emergencia es afectada en primer lugar por la temperatura seguida por el contenido de humedad y las condiciones físicas del terreno (Schneider y Gupta 1985). En la región en las fechas normales de siembra del maíz, la mayor limitante es la maleza y las condiciones físicas del terreno, pero en la actualidad existen métodos químicos de control de maleza, y el aspecto físico se atenúa con siembras poco profundas que de acuerdo con Gupta et al., (1988) pueden ser de 2.5 cm ó menos.

Una tecnología que puede innovar la manera de aplicar el agua a los cultivos es el riego por goteo subsuperficial. En la región se ha demostrado que en riego por goteo superficial se han logrado ahorros de 30 por ciento en el volumen de agua utilizado (Villarreal y Moreno, 1970; Rubio y Villarreal, 1971) además de los ahorros de agua en este sistema, no se presentan condiciones anaeróbicas, que favorecen el desarrollo de enfermedades, e inhiben el funcionamiento de la raíz Grattan (1997). Aunque cabe mencionar que cuando el sistema de riego por goteo no se instala de manera adecuada no se observa el ahorro de agua (Aguirre y Chairez, 1974).

El riego por cintilla, distribuye el agua con alta precisión y ayuda a controlar pérdidas por percolación profunda (Fulton et al. 1991) y al enterrar los laterales se reduce la superficie evaporativa disminuyendo las pérdidas por este concepto (Snayder, et al. 1989; Litte, 1993) se reporta que de un total de 58 sistemas evaluados la eficiencia de distribución de agua varió entre 55 y 82 por ciento por manejo inadecuado de los sistemas por parte del productor ó mal diseño. Hanson et al., (1995) mencionan que algunas veces se produce más en riego por cintilla y en otras en riego por

superficie lo que fue consistente fue el ahorro de agua en riego por goteo.


Se establecieron dos experimentos para estudiar el consumo de agua por dos genotipos de maíz con diferente ciclo a madurez (un tercio de la línea de leche) H1 híbrido de hoja erecta que alcanza su etapa de madurez bajo condiciones de la región entre 94 a 98 días después de la siembra (dds) identificado en este escrito como de ciclo corto, y H2 hibrido de hoja laxa que alcanza su etapa de madurez para corte entre los 105 y 110 dds identificado como de ciclo intermedio. Se estudiaron cuatro niveles de humedad tres en riego superficial y uno con riego por goteo subsuperficial, en este último el criterio para aplicar el volumen de agua fue aplicar una lámina de riego equivalente al 70 por ciento de la lámina evaporada de un evaporímetro tipo “A” durante el ciclo del cultivo. Los trabajos se establecieron el 25 de Junio de 2001 el primero y el 4 de abril de 2002 el segundo. Los tratamientos se distribuyeron en un diseño en bloques al azar con cuatro repeticiones en un arreglo de parcelas divididas, donde la parcela mayor fue el factor cultivo (H1 y H2) y la menor el nivel de riego (R1, R2, R3, y R4), la unidad experimental fue de 150 m2, la parcela útil de 24.3 m2. La siembra de los tratamientos se realizó en húmedo, excepto el nivel de riego R1 donde la siembra se realizó en suelo seco. Los tratamientos estudiados fueron: H1R1 (dos riegos de auxilio a los 40, 60 días después de la siembra (dds)), H1R2 (tres riegos de auxilio 35, 52 y 69 dds), H1R3 (cuatro riegos de auxilio 35, 52 69 y 84 dds), H1R4 (el riego se aplicó con cintilla de goteo subsuperficial enterrada a 35 cm aplicando una lámina de 0.7 E0), H2R1 (dos riegos de auxilio a los 40, 60 dds), H2R2 (tres riegos de auxilio 35, 52 y 69 dds), H2R3 (cuatro riegos de auxilio 35, 52 69 y 84 dds), H2R4 (el riego con cintilla de goteo enterrada a 35 cm aplicando una lámina de 0.7 E0). La densidad de siembra se ajustó de acuerdo a la estructura de planta de cada hibrido (85 mil plantas ha-1 para H2 y de 100 mil plantas ha-1 para H1), antes de aplicar el primer riego de auxilio. En cada riego se midió el volumen de agua aplicado con un aforador parshall y en el goteo se tomó


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tiempo de aplicación y se aforaron algunos goteros para comprobar que estaban dentro del rango de fabricación en lo referente al gasto de aplicación. La cosecha se realizó cuando el grano alcanzó la etapa de madurez conocida como un tercio de la línea de leche, se evaluó la producción de forraje verde (FV) y seco (FS), tomándose una muestra de 10 plantas para evaluar el contenido de materia seca y la producción de mazorca en seco (MAZS).


Los datos de clima se presentan en el Cuadro 1 en los meses en que estuvo el cultivo, se registraron precipitaciones acumuladas de 43 mm en 2001 y 68 mm en 2002, las temperaturas máximas en 2001 superaron los 33 oC y en 2002 los 34 oC y las mínimas fluctuaron entre 18.0 y 21.45 oC en 2001 y entre 16.4 y 21.28 oC en 2002. La temperatura máxima tiene su mayor influencia por el número de horas durante el día más que por valores extremos.

De acuerdo a la fenología del cultivo, el híbrido de ciclo corto alcanzó menor altura de planta y mazorca en comparación con el híbrido de ciclo intermedio, a un nivel de P≤0.06. (Cuadro 2) estas diferencias son debidas a características genéticas de cada hibrido y no a los tratamientos en estudio. En lo referente a la densidad de plantas por híbrido se registraron diferencias estadísticas, ocasionadas por la mayor densidad que se dejó en el hibrido de ciclo corto (Garst 8285), que por su estructura de hoja erecta soporta una mayor densidad de población, en comparación con el híbrido de ciclo intermedio (SB-302) que manifiesta su mejor potencial de rendimiento entre 85 y 90 mil plantas.

Se registraran diferencias significativas en producción de forraje verde entre híbridos en 2001 y tratamientos de riego en los dos años de estudio, la diferencia entre híbridos fue ocasionada por los tratamientos H1R1 y H2R1 (siembra en seco) por recibir menos agua en las primeras etapas lo que ocasionó un anclaje deficiente del cultivo manifestándose en plantas de baja altura y problemas de acame, y los tratamientos H1R4 y H2R4 (aplicación del riego por cintilla), en estos tratamientos en 2001 el establecimiento fue en húmedo y se iniciaron los riegos a los 35 días

después de la siembra aplicando una lámina equivalente al 70 por ciento de la lámina evaporada registrada en un tanque evaporímetro tipo “A”, por lo que el cultivo estuvo con deficiencias de humedad durante el resto del ciclo, esto se corrigió durante el segundo año de estudio manifestándose en una producción normal del cultivo de acuerdo a lo esperado del tratamiento (Cuadro 3).

En lo referente al forraje seco sólo se encontraron diferencias entre tratamientos de riego y se debieron a la baja producción de los tratamientos H1R1 y H2R1 por las mismas razones discutidas en lo referente a la producción de forraje verde.

Al restarle al forraje seco (FS) el peso de la mazorca (MAZS) se obtuvo la cantidad de rastrojo, cuya producción fue similar dentro de todos los tratamientos, lo que indica que las diferencias en producción de forraje seco son ocasionadas en gran medida por la acumulación de mazorca en el forraje, quedando la producción de mazorca en el cultivo del maíz como un buen indicador de mucha sensibilidad a la aplicación del agua de riego. Lo anterior explica el bajo rendimiento de los tratamientos de siembra en seco H1R1 y H2R1 en los que la producción de mazorca fue baja, indicando con esto que existió poca disponibilidad de agua durante la formación de la mazorca (Cuadro 4).

Otro aspecto importante en la producción de forraje es su contenido de grano, al respecto se hizo una evaluación de la producción de mazorca, que es una manera indirecta pero confiable de tener información del contenido de grano en el forraje. En cuanto a los datos obtenidos de producción de mazorca, el híbrido de ciclo corto superó al de ciclo intermedio, pero no se reflejó de manera significativa en el porcentaje de mazorca del forraje a un nivel de P≤0.05, la diferencia fue significativa a un nivel de P≤0.09 (en dos años de observación) (Cuadro 4). En los tratamientos de riego, los rendimientos más bajos se presentaron en el tratamiento sembrado en seco, los otros tratamientos aunque numéricamente difieren, estadísticamente fueron similares, (Cuadro 3).

El rango de las láminas de agua aplicada fue desde 43.66 cm en 2001 hasta 76.00 cm en 2002. De acuerdo a los datos obtenidos se puede


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disminuir la lámina de riego en 15 cm al comparar R2 versus R3 sin disminuir significativamente el rendimiento de los dos híbridos H1 y H2 (Cuadro 5). En el tratamiento R4 se aplicaron 11.35 cm menos en promedio respecto de R3 obteniéndose rendimientos estadísticamente similares a R3 y R4 por lo que representa una opción para utilizar la cintilla en su modalidad enterrada para la producción de maíz. Las siembras en seco

presentaron problemas de anclaje por lo que se considera no viable este tratamiento para ahorrar agua hasta resolver este problema. En el índice de eficiencia de uso de agua (EUA) se registraron valores superiores a los reportados por Faz et al. 1999 de 3.27 y 3.63 en 2001 y 2002 respectivamente con H1, y de 2.78 y 3.38 en 2001 y 2002 respectivamente, por H2 en el tratamiento R2.

Cuadro 1. Datos de precipitación mensual, temperaturas máximas y mínimas medias diarias y evaporación media diaria.

Mes y año Precipitación mm

Temperatura Máx. media oC

Temperatura Máx. media oC

Evaporación media diaria mm

2001 Junio 0 36.8 21.22 9.15 Julio 22 36.0 21.42 9.27 Agosto 10 35.7 21.48 8.50 Septiembre 11 33.4 18.00 6.70 2002 Abril 13 35.0 16.40 8.55 Mayo 13 36.5 19.80 10.00 Junio 10 36.2 21-28 9.58 Julio 33 34.6 20.80 7.96

Cuadro 2. Características de la planta de maíz en los diferentes tratamientos CELALA-INIFAP 2002. Tratamiento Alturas de planta (m) Población plantas ha-1

2001 2002 2001 2002 H1 2.14 b 2.34 b 95,498 a 105,812 a H2 2.50 a 2.71 a 87,711 b 90,369 b R4 2.24 b 2.94 a 88,713 a 103,162 a R3 2.38 a 2.42 b 90,409 a 95,943 a R2 2.39 a 2.46 b 92,722 a 99,689 a R1 2.26 ab 2.29 b 94,573 a 93,567 a

Cuadro 3.Rrendimiento de maíz en los diferentes tratamientos CELALA-INIFAP 2002. Tratamiento Forraje verde (ton ha-1) Materia seca (%) Forraje seco (ton ha-1) 2001 2002 2001 2002 2001 2002

H1 53.22 a 55.78 a 31.57 35.35 a 16.82 a 19.49 a H2 47.29 a 48.84 b 34.44 34.95 a 16.13 a 17.28 a R4 47.76 bc 63.14 a 31.60 34.06 a 15.11 bc 21.52 a R3 60.49 a 58.07 a 31.20 35.25 a 18.78 a 20.28 a R2 50.44 c 52.08 a 34.40 37.25 a 17.30 ab 19.42 a R1 42.35 c 35.96 b 34.80 34.03 a 14.71 c 12.34 b

Cuadro 4. Producción de rastrojo y mazorca (mazs) de maíz en los diferentes tratamientos CELALA-INIFAP 2002. Tratamiento Rastrojo (ton ha-1) Mazorca seca (ton ha-1) Porcentaje de mazorca*

2001 2002 2001 2002 2001 2002 H1 8.42 a 10.95 a 8.40 a 8.54 a 49.67 a 40.80 a H2 9.19 a 10.70 a 6.94 b 6.58 b 42.93 b 36.07 b R4 7.55 a 11.83 a 7.56 a 9.69 a 50.74 a 45.12 a R3 9.67 a 11.22 a 9.11 a 9.06 a 48.54 a 44.88 a R2 8.78 a 9.88 a 8.56 a 9.54 a 49.98 a 49.60 a R1 9.36 a 10.40 a 5.35 b 1.94 b 36.11 b 14.16 b

*Porcentaje de mazorca en el forraje.


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Cuadro 5. Rendimiento del maíz en los diferentes tratamientos y su relación con el agua aplicada CELALA-INIFAP 2002. Tratamiento Forraje seco (ton ha-1) Láminas (cm.) *EUA (kg m-3) 2001 2002 2001 2002 2001 2002

H1R4 16.37 22.36 62.08 64.73 2.64 3.45 H1R3 18.75 21.26 71.68 76.00 2.61 2.80 H1R2 18.15 22.35 55.56 61.50 3.27 3.63 H1R1 14.00 12.62 43.66 48.01 2.92 2.63

H1R4 13.85 20.68 63.87 63.32 2.17 3.27 H1R3 18.80 19.29 75.75 75.97 2.48 2.54 H1R2 16.45 20.68 59.06 61.12 2.78 3.38 H1R1 14.42 13.85 43.66 45.70 3.21 3.03

*EUA = Eficiencia de agua en Kg. /m3 de agua aplicado

CONCLUSIONES

Se registraran diferencias significativas en producción de forraje verde entre híbridos en 2001 y tratamientos de riego en 2001 y 2002, la diferencia entre híbridos fue ocasionada por los tratamientos H1R1 y H2R1 (siembra en seco) por recibir menos agua en las primeras etapas lo que ocasionó un anclaje deficiente del cultivo manifestándose en plantas de baja altura y problemas de acame. En lo referente al forraje seco se encontraron diferencias entre tratamientos de riego y se debieron a la baja producción de los tratamientos H1R1 y H2R1 por las mismas razones discutidas en lo referente a la producción de forraje verde.

La producción de rastrojo, fue similar dentro de todos los tratamientos, lo que indica que las diferencias en producción de forraje seco son ocasionadas en gran medida por la acumulación de mazorca en el forraje, quedando la producción de mazorca en el cultivo del maíz como un indicador sensible a la aplicación del agua de riego.

En cuanto a los datos obtenidos de producción de mazorca, el híbrido de ciclo corto superó al de ciclo intermedio, pero no se reflejó de manera significativa en el porcentaje de mazorca del forraje a un nivel de P≤0.05, la diferencia fue significativa a un nivel de P≤0.09 (en dos años de observación) (Cuadro 4).

El rango de las láminas de agua aplicada fue desde 43.66 cm en 2001 hasta 76.00 cm en 2002. De acuerdo a los datos obtenidos se puede reducir la lámina de riego en 15 cm al comparar R2 versus R3 sin disminuir significativamente el

rendimiento del los dos híbridos H1 y H2 (Cuadro 5). En el tratamiento R4 se aplicaron 11.35 cm menos en promedio respecto de R3 obteniéndose rendimientos estadísticamente similares a R3 y R4 por lo que representa una opción para utilizar la cintilla en su modalidad enterrada para la producción de maíz. Las siembras en seco presentaron problemas de anclaje por lo que se considera no viable este tratamiento para ahorrar agua hasta resolver este problema. En el índice de eficiencia de uso de agua (EUA) se registraron valores superiores a los reportados por Faz et al. 1999 de 3.27 y 3.63 en 2001 y 2002 respectivamente con H1, y de 2.78 y 3.38 en 2001 y 2002 respectivamente por H2 en el tratamiento R2.

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MORFOLOGÍA, ÍNDICE Y DENSIDAD ESTOMÁTICA EN PLÁNTULAS DE NOGAL PECANERO CULTIVADAS BAJO TRES NIVELES DE RADIACIÓN SOLAR

Morphology, Stomata Index and Density of Pecan Seedlings Grown Under Three Levels of Solar Radiation

Eduardo Chávez Ramírez1, José Luís González Barrios1, Luís M. Valenzuela Nuñez1,

Ma. Carmen Potisek Talavera1 y Guillermo González Cervantes1

1Centro Nacional de Investigación Disciplinaria en Relación Agua-Suelo-Planta-Atmósfera, INIFAP. Km 6+500, margen derecha canal Sacramento, Gómez Palacio, Durango, México. E-mail: [email protected] , Red de Agua y Suelo

RESUMEN

El conocimiento de la morfología de los estomas y su abundancia en las hojas, así como los estudios de factores que pudieran provocar cambios en estos parámetros son importantes, por su relación directa con los procesos de fotosíntesis e intercambio gaseoso y por ende en el desarrollo de las plantas. El objetivo del presente trabajo fue describir la morfología de los estomas y determinar el índice y la densidad estomática en plántulas de nogal pecanero cultivadas en niveles de 100, 20 y 11 por ciento de radiación solar fotosinteticamente activa (PAR). En cada nivel de PAR, se realizó un muestreo no destructivo in situ, plasmando microimágenes (4.8 mm2) de segmentos del envés de láminas foliares ubicadas en el tercio apical, medio y basal de las plántulas. Se utilizó el análisis de imagen para precisar las características morfológicas de los estomas en dos tamaños: pequeños y grandes, con dimensiones de 727 hasta 2 mil 988 µm2 y de 4 mil 542 hasta 9 mil 850 µm2, respectivamente. Por otro lado, el índice estomático (ID) y la densidad estomática (DE) fueron altos en el tercio apical de plántula y disminuye considerablemente hacia el tercio medio y basal. Los niveles bajos de PAR incrementaron el ID y la DE, principalmente en las hojas ubicadas en la tercio apical de la planta, alcanzando un valor 54.1 por ciento y de 28.6 estomas mm-2 en el nivel del 11 por ciento de PAR. En cambio, en el nivel alto de PAR (100 %) se tuvieron valores de 47.1 por ciento y 17.4 estomas mm-2 para ID y DE, respectivamente. Palabras clave: Morfología, Densidad estomática,

Nogal pecanero, Radiación fotosinteticamente activa.

SUMMARY

Knowledge of the stomata morphology and their abundance in the leaves, as well as the studies of factors that could cause changes in these parameters are important for their direct relationship with the processes of photosynthesis, gas exchange and hence in the development of plants. The aim of this study was to describe the morphology of the stomata and determine the index and stomatal density of pecan seedlings grown under three different levels of photosynthetically active radiation (PAR):100, 20 and 11 percent. In each level of PAR, a non-destructive sampling in situ was performed by reflecting micro-images (4.8 mm2) of segments of underside leaf blades located in the apical third, medium and basal of seedlings. Using image analysis the morphological characteristics of the stomata were determined in two sizes: small and large, with dimensions of 727 to 2988 μm2 and from 4542 to 9850 μm2, respectively. On the other hand, the stomatal index (SI) and stomatal density (SD) were high in the apical third of pecan seedlings and decreased considerably toward the medium third and basal. Low levels of PAR increased the SI and SD, particularly in the leaves located in the apical third, reaching a value of 28.6 percent and 54.1 stomata mm-2 at 11 percent of PAR. In contrast, the high level of PAR (100 %) showed values of 47.1 percent and 17.4 stomata mm-2 for SI and SD, respectively.

EXPLOTACIÓN RACIONAL Y MONITOREO DE ECOSISTEMAS – AGROFAZ VOLUMEN 9 NÚMERO 3, 2009

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Key words: Stomata morphology and density, Pecan tree, Photosynthetically active radiation.

INTRODUCCIÓN

El nogal pecanero (Carya illinoensis koch) es un frutal caducifolio de la familia de las juglandaceae, nativo del norte de México y sur de los EE.UU. de regiones con régimen climático húmedo (Medina y Cano, 2002; Peterson, 2003). En el norte de México es cultivado en condiciones de riego para su explotación comercial en una superficie considerable, en regiones que presentan régimen climático de árido a semiárido (Puente et al., 2002; Chávez, 2007). En las plantaciones comerciales son ampliamente utilizados nogales nativos “criollo” como portainjertos de variedades mejoradas por su alta resistencia a diferentes factores edáficos, y tradicionalmente reproducidos a campo abierto. Sin embargo, recientemente se han realizado trabajos para su reproducción en invernaderos, alcanzando amplias diferencia positivas en el crecimiento de plántulas en condiciones ambientales de invernadero con respecto a condiciones de campo abierto (Potisek et al., 2008; Chávez et al., 2009).

En el cambio de hábitat natural de las plantas, las hojas son el órgano más sensible en responder al cambio del ambiente climático (Gracia et al., 2002; Trewavas, 2003). Una de las principales funciones de las hojas es interceptar la radiación solar, factor climático determinante para el crecimiento y desarrollo de las plantas por sus efectos en la fotosíntesis, fotomorfogénesis y mutamorfogénesis (Steven y Sager, 1990; Berná et al., 1999; Zermeño et al., 2005). En las mismas hojas, se encuentran ubicados los estomas cuya función es realizar el proceso de intercambio gaseoso (agua ↔ CO2 atmosférico), mediante el cual se mantiene la homeostasis de la planta y de ahí la importancia de conocer tanto el número como la forma de los estomas y los factores que controlan su funcionamiento (Tiercelin, 1998). Así como, conocer los factores que produzcan cambios morfológicos y anatómicos a nivel foliar, lo que impacte también a nivel estomático, como podría ser el caso de la radiación solar. Se ha reportado que factores como la salinidad y

escasez de humedad en el suelo, induce variaciones en el índice y densidad estomática en algunas especies vegetales (Salas et al., 2001).

La radiación solar total que incide sobre la superficie terrestre tiene un intervalo de longitud de onda de 0.380 a 4.00 μm (Zanesco y Krenzinger, 1992), pero en el proceso de fotosíntesis las plantas utilizan sólo la radiación de 0.400 a 0.700 μm, definida como la radiación fotosintética activa (PAR; por sus siglas en ingles de photosynthetically active radiation), que corresponde aproximadamente a 48 por ciento de la radiación solar total incidente (Jones, 1992). La radiación solar adicional absorbida por las hojas induce efectos térmicos, afectando la temperatura foliar y la tasa de transpiración (Zermeño et al., 2005; Feldhake, 2009). En este contexto, el objetivo del presente trabajo experimental fue describir la morfología de los estomas y determinar el índice estomático y densidad estomática en plántulas de nogal pecanero cultivadas en niveles de 100, 20 y 11 por ciento de la radiación solar fotosinteticamente activa.


El experimento se realizó en el Centro Nacional de Investigación Disciplinaria en Relación Agua Suelo Planta Atmósfera (CENID-RASPA, INIFAP) localizado en Gómez Palacio, Durango (25º 35’18’’ lat. Norte; 103º 27’ 01’’ long. Oeste, a una altitud media de 1135 m.s.n.m.). La climatología de la región se clasifica como árido, con temperatura media anual de 20 a 22 ºC y con precipitación media entre 200 y 300 mm por año (Jiyane y Zermeño, 2003). Material Vegetal y Niveles de Radiación Solar

Las plántulas de nogal pecanero utilizadas en el presente trabajo, se obtuvieron de semillas de nogales nativos del estado de Nuevo León, México. Las semillas se sometieron al proceso de germinación en camas de arena de río húmeda durante el mes de junio de 2008. Posterior a la emergencia, se tomaron 90 plántulas y se transplantaron individualmente en macetas de plástico (con dimensiones de 60 cm de largo por 25 cm de ancho) con arena de río como sustrato


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de crecimiento, en seguida (agosto de 2008), las plántulas se colocaron bajo tres escenarios, que correspondieron a tres niveles de radiación solar, acotadas en el rango de longitud de onda de 0.400 a 0.700 µm en la densidad del flujo fotónico fotosintético, es decir; en la PAR, medida mediante una barra integradora digital Li-cor LI-250. Los niveles de PAR (Cuadro 1) se consideraron de la siguiente forma: nivel alto). Considerando el total (100%) de la PAR incidente sobre la superficie terrestre; nivel medio-bajo). Se obtuvo utilizando una cubierta de invernadero compuesta de malla sombra al 50% y malla

antiáfidos, alcanzando un promedio del 20% (±1%) de la PAR hacia el interior del invernadero con respecto a la cuantificada al exterior en un mismo horario; y nivel bajo). Para este nivel se incremento la densidad de la cubierta de invernadero, quedando compuesta de malla sombra al 50%, plástico amarillo de alta duración y malla antiáfidos, y por ende disminuyó aún más la transmitancia, alcanzando solo el 11% (±0.5%) de la PAR al interior del invernadero. Los invernaderos utilizados fueron de tipo túnel con dimensiones de 14 m de largo, 3.3 m de ancho y altura máxima 2.5 m.

Cuadro 1. Niveles de PAR, promedio de seis fechas de medición (13, 20 y 27 marzo y 3, 17 y 24 de abril de 2009) en cuatro horarios del día.

Nivel PAR (µmol s-1 m-2) PAR (%) 9:00 a.m. 12:00 a.m. 1:00 p.m. 3:00 p.m. 5:00 p.m. alto 382 1024 1011 1181 318 100 medio-bajo 78 205 189 233 64 20 bajo 46 113 127 108 34 11

Muestreo y Medición Estomática

Se muestrearon tres plántulas completa-mente sanas, de 30 disponibles para cada nivel de radiación solar, el día 28 de abril de 2009 en el horario de 13:00 a 16:00 horas. Esta fecha, de acuerdo con las etapas fenológicas del nogal, corresponde al periodo final de la etapa de máximo crecimiento vegetativo, reportado para árboles adultos. El procedimiento correspondiente al muestro in situ fue no destructivo sobre las plántulas, el cual consistió en plasmar microimágenes de formato digital de la superficie abaxial (envés) de dos láminas foliares, segmentadas en parte distal, medial y proximal, y estas ubicadas en el tercio apical, medio y basal. Plasmando en total 36 microimágenes por plántula y un total de 108 microimágenes en plántulas muestreadas bajo un nivel de radiación solar.

Las microimágenes se generaron utilizando una cámara de video marca con sensor óptico CCD (siglas en inglés de charge-coupled device) de 4.1 megapíxeles, conectada a un microscopio estereoscópico (ME) portátil. Las dimensión

espacial de las microimágenes fueron de 2.5 (en x) y 1.92 mm (en y), resultando 4.8 mm2, con una resolución espacial de 1.1 µm por píxel. Cada una de las microimágenes se procesaron aplicando la técnica del análisis de imagen (González et al., 2005) con apoyo del software (Image Pro Plus® v4.5), mismo que describió la morfología de los estomas y determinó el índice estomático (IE) calculado con la ecuación 1 (Salisbury, 1927) y densidad estomática (DE).

100*NECE

NEIE+

= (1)

Donde: NE es el número de estomas y CE

es número de células epidérmicas.

La DE se determinó a partir del conteo de los estomas sobre el campo de observación en las imágenes (4.8 mm2), y presentada en estas por mm2. Las variables cuantitativas se procesaron estadísticamente mediante un análisis de varianza y comparación de medias con la prueba de Tukey (p≤0.05).


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RESULTADOS Y DISCUSIÓN Características Morfológicas de los Estomas

Las microimágenes tomadas in situ mediante el procedimiento no destructivo, posteriormente tratadas y analizadas con mejor contraste mediante el analizador de imágenes (Figura 1), permitieron observar a los estomas ubicados en el envés de las hojas. Estos encontrados en dos tamaños bien diferenciados entre ellos, que se clasificaron como “pequeños” y “grandes”, con dimensiones que van de 727 hasta 2 mil 988 µm2 y de 4 mil 542 hasta 9850 µm2, respectivamente. Los estomas se encontraron esparcidos y sobre las nervaduras de la láminas foliares, presentando la forma redonda cuando están completamente abiertos, es decir; cunado las células guarda se encuentran completamente turgentes, y en forma elipsoidal o alargados cuando se encuentran cerrados. Los estomas grandes se muestran bien definidos, mostrando claramente las células guarda y al poro estomático, a diferencia los estomas pequeños, concretamente aquellos de menor dimensión (cercanos a 727 µm2), fueron observados con poca claridad, al parecer éstos aun no entran en actividad. Otra diferencia es la coloración que presentaron, los estomas grandes emitieron una coloración amarillenta mientras que los pequeños son cristalinos a la luz visible. Índice y Densidad Estomática

Se encontraron diferencias en el IE y la DE de acuerdo al gradiente de la plántula (Cuadro 2). En lo general el IE y la DE fueron más altos en láminas foliares ubicadas en el tercio apical y disminuye considerablemente hacia el tercio medio y basal de las plántulas. Esa disminución en la abundancia de los estomas dada de mayor a menor, del tercio apical hacia el basal, aplica tanto para los estomas de tamaño grande como para los estomas de tamaño pequeños, con mayor pendiente en la disminución de estos últimos.

Los valores promedio, presentado en el Cuadro 2, muestra que el IE y la DE en respuesta a niveles bajos de PAR se incrementan ligeramente. Resultado estadísticamente superior (p≤0.05) el IE y la DE en láminas foliares ubicadas en el tercio apical de la plántula y con nivel al 11

por ciento de PAR con respecto al resto de los niveles de PAR, ello obviamente cuando se analizan los datos de manera diferenciada en el gradiente de la planta. Sin embargo, cuando se analizan los datos de manera global (integrando los tres tercios de la planta, apical, medio y basal) el análisis estadístico no presenta diferencias significativas. Ello obedece a que se compensa un poco el total global del IE y la DE principalmente entre el tercio apical y medio.

cee

e

(C) (D)

(A) (B)

Figura 1. Microimágenes que muestran la epidermis del envés de la lámina foliar de plántulas de nogal pecanero. (A) imagen sin tratamiento y (B) imagen con tratamiento (en el analizador de imagen) que muestra la distribución de los estomas “e” y células epidérmicas “ce”. (C) y (D) zoom sobre estomas con diferente tamaño, pequeños D y grandes C.

CONCLUSIONES

El índice y la densidad estomática se incrementan a medida que disminuye la radiación solar, con mayor influencia en las hojas ubicadas en el tercio apical de las plántulas, alcanzando un valor de 54.1 por ciento y de 28.6 estomas mm-2 con niveles bajos de alrededor del 11 por ciento de la radiación solar fotosinteticamente activa. En cambio, con niveles altos (100 %) de la radiación solar fotosinteticamente activa se alcanzan valores de 47.1% y 17.4 estomas mm-2. En lo general, estos resultados indican que las plántulas mejoraran o modifican su sistema encargado de regula sus funciones fisiológicas relacionadas con el intercambio de gases (agua y CO2) y pueden tener impacto en el crecimiento vegetativo de la planta.


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Cuadro 2. Tamaño de los estomas, índice y densidad estomática.

Nivel Tercio Número de estomas en un mm2 Tamaño de estomas (µm2) ID DE (mm2)

Grandes Pequeños Total Grandes Pequeños

1 Apical 4.4 13.0 17.4 6140.3 1913.3 47.1abc† 17.4ab Medio 2.2 6.1 8.3 6589.5 1985.1 34.8abcd 8.3bc Basal 1.0 2.1 3.1 6429.2 1947.6 22.9d 3.1c Global 2.5 7.1 9.6 6386.3 1948.7 34.9a 9.6a

2 Apical 4.6 19.2 23.8 5826.3 1344.1 50.2ab 23.8ab Medio 1.7 3.2 4.9 6555.9 1415.9 31.1abcd 4.9c Basal 1.4 2.2 3.6 6060.6 1597.5 30.8bcd 3.6c Global 2.6 8.2 10.8 6147.6 1452.5 37.3a 10.8a

3 Apical 7.7 20.8 28.6 5885.2 1407.2 54.1a 28.6a Medio 1.9 1.3 3.1 7809.3 1889.9 26.8cd 3.1c Basal 1.6 2.1 3.7 6170.3 1576.4 28.5bcd 3.7c Global 3.7 8.1 11.8 6621.6 1624.5 36.5a 11.8a

†Medias señaladas con la misma letra son estadísticamente iguales entre sí, según prueba de Tukey (p≤0.05).

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IMPACTO DEL CAMBIO DE USO DEL SUELO EN LA POROSIDAD EDÁFICA DE UN PASTIZAL EN LA CUENCA ALTA DEL RÍO NAZAS

Impact of Land use Change on Soil Porosity in a Grassland of the Upper Nazas Watershed

José Luis González Barrios1, Luis Manuel Valenzuela Núñez1, María del Carmen Potisek Talavera1, Guillermo González Cervantes1 y Eduardo Chávez Ramirez1

1Instituto Nacional de Investigaciones Forestales Agrícolas y Pecuarias. Centro Nacional de Investigación Disciplinaria en Relación

Agua-Suelo-Planta-Atmósfera (INIFAP CENID-RASPA) AP 225-3 ZI Gómez Palacio Dgo. 35071 México. E-mail: [email protected]

RESUMEN

Este trabajo presenta el impacto del cambio de uso del suelo en la porosidad edáfica de un pastizal en la cuenca alta del río Nazas. El método del análisis de imagen aplicado a monolitos de suelo no perturbados permite comparar la porosidad edáfica en áreas de pastizal en buen estado y áreas de pastizal degradadas por sobre pastoreo y pisoteo excesivo del ganado bovino. Los resultados muestran que el espacio poroso total del suelo se reduce hasta 32 por ciento y es dominado por una microporosidad de tipo redonda o vesicular en las áreas de pastizal degradadas. En cambio, las superficies de pastizal en buen estado presentan una mayor porosidad (43 %) dominada por macroporos superiores a los 2 mm2, de forma irregular, asociados a la presencia de abundantes raíces de los pastos. Este estudio pone en evidencia la naturaleza de la porosidad edáfica en dos tipos de superficie relacionadas por la intensidad del uso del suelo y prevé sus consecuencias hidrodinámicas en términos de infiltración y de escurrimiento del agua en la cuenca hidrológica. Palabras clave: Espacio poroso, Hidrología de cuencas.

SUMMARY

This work shows the impact of land use change on soil porosity in grassland of the upper watershed of the Nazas River. The image analysis method applied to non perturbed soil monoliths let’s compare soil porosity between areas of well

conserved grassland and degraded areas of grassland because of overgrazing and cattle trampling. Results show that soil porosity is reduced up to 32 percent in degraded areas with round or vesicular microporosity. On the contrary well conserved grassland areas show higher porosity (up to 43 per cent) dominated by macro pores (bigger than 2mm2 with an irregular shape) associated to a grass roots abundance. This study gives evidences of the nature of soil porosity in two surfaces related to land use intensity and lets foreseen theirs hydrological consequences in terms of infiltration and run off on the watershed surface. Key words: Soil porosity, Watershed hydrology.

INTRODUCCIÓN

El espacio poroso del suelo superficial influye de manera importante en la infiltración y el escurrimiento del agua hacia niveles profundos o someros. La dinámica de fluidos en el suelo se realiza gracias al espacio poroso que posee un tamaño total, una abundancia y distribución de poros. La porosidad sirve también para estimar la capacidad de un suelo para almacenar agua; su medición puede realizarse a través de herramientas de microscopía y de análisis de imagen en secciones delgadas de suelo (Bouma et al., 1979; Bullock y Mc Keague, 1984; Sort y Alcañiz, 1999; González-Cervantes et al., 2004; Maragos et al., 2004; Mooney et al., 2007).

El estudio del espacio poroso del suelo es importante por su contribución a la captación, transporte y almacenamiento del agua a nivel de cuenca hidrológica. El objetivo del presente trabajo


92

fue cuantificar la porosidad de la capa superficial del suelo (0-15 cm) y determinar sus variaciones espaciales mediante la técnica del análisis de imagen. Se eligieron dos superficies de suelo relacionadas con el cambio de uso de suelo características de la cuenca alta del río Nazas, importante zona de captación de agua de lluvia en el Norte árido de México. Las características morfológicas y volumétricas del espacio poroso en el perfil superficial del suelo pueden desempeñar un papel importante en la función de transporte y retención del agua en esta cuenca.

Después de una breve presentación de la zona de estudio, se abordarán los materiales y métodos utilizados y se discutirán los resultados encontrados en las dos superficies analizadas.


La zona de estudio se ubica en la cuenca alta del río Nazas a 25°30’ de latitud norte y 105°35’ de longitud oeste, en el norte del estado de Durango, México; corresponde a una zona montañosa de origen volcánico en la Sierra Madre Occidental con una superficie de 18,321 km2 con un rango de altitud de 1,600 a 3,200 msnmm (Figura 1). El régimen climático característico de esta zona va del clima semi-árido al sub-húmedo, con temperatura media anual entre 15.9 y 13.3 °C respectivamente y una pluviometría media anual entre los 500 y los 900 mm; estas precipitaciones generan una gran cantidad de escurrimientos hídricos que son transportados por el suelo hacia arroyos y acuíferos. Las aguas superficiales son almacenadas temporalmente en la gran presa regional Lázaro Cárdenas - El Palmito- (Descroix et al., 2004; González-Barrios et al., 2008) y sirven para abastecer a las importantes áreas de riego ubicadas aguas abajo como el Distrito de Riego 017 Comarca Lagunera.

En la zona de estudio fueron seleccionadas

dos superficies de suelo relacionadas por el cambio de uso del suelo, con el propósito de analizar el espacio poroso. Estas superficies tienen las siguientes características:

1). Superficie de suelo bajo pastizal en buen estado; con una cobertura vegetal de 75 al

100 por ciento dominada por pasto navajita (Bouteloa gracilis); con un mantillo de tipo Mull (Duchaufour, 1995) de 1 cm de espesor, formado por restos de pasto moderadamente incorporados a los elementos del suelo de tipo Cambisol crómico (FAO, 1998) con textura franco arenosa (Figura 2).

2). Superficie de suelo bajo pastizal degradado o en mal estado, con una cobertura de 0 a 25 por ciento dominada por pasto navajita (Bouetola gracilis) sobre pastoreado y sobre pisoteado por el ganado bovino lo que le da a la superficie del suelo un aspecto mineral casi desprovisto de vegetación y apisonado, con un suelo tipo Cambisol crómico de textura franco arenosa (Figura 3).

El tipo suelo de los dos sitios, corresponde al mismo en términos edafológicos y geológicos: Cambisol crómico de textura gruesa, desarrollado sobre roca volcánica de tipo Riolita e Ignimbrita.

Cuenca alta del río Nazas

Estados Unidos de América

Océano Pacifico

Flor

ido

Sextin

Ramos

Tepehuanes

Santiago

Los Remedios

San G

regor

io

Los Lobos

Nazas

El Palmito dam

Se xt in

Matalo tes

Sierra La Candela

Sierra de Tepehuanes

Sierra La Concepcion

Sierra del OroAltos del Tarahumar

0 50 km

Tepehuanes

Santa Maria del oro

Santiago Papasquiaro

area experimental

presa

limites de cuencas

Figura 1. Ubicación de la zona de estudio.


93

Figura 2. Superficie de suelo bajo pastizal en buen estado.

Figura 3. Superficie de suelo bajo pastizal degradado o en mal estado.

En cada superficie seleccionada y a una profundidad de 0 a 15 cm se realizaron mediciones fisicoquímicas (textura, densidad aparente, materia orgánica y carbonatos totales) y se obtuvieron muestras de suelo sin alterar (tres monolitos de forma cúbica con dimensiones de 15 x 15 x 15 cm) para caracterizar la porosidad edáfica mediante el método de Vergière (Bourrier, 1965). En el laboratorio de suelos del Centro Nacional de Investigación Disciplinaria en Relación Agua-Suelo-Planta-Atmósfera (CENID-RASPA) los seis monolitos fueron sometidos a un proceso de deshidratación y reemplazo del agua por acetona para ser saturados después con una resina de poliéster (Scout-Bader Crystic) adicionada con un pigmento fluorescente (Uvitex) detectable con luz ultravioleta. Esto permite diferenciar los espacios vacíos del material mineral del suelo (Murphy et al., 1977). Una vez impregnados de resina, los monolitos de suelo secos y sólidos pueden cortarse a diferentes profundidades (cuatro

profundidades en este caso: 2, 3, 12 y 13 cm) para pulir cada cara o superficie sobre la cual se toman imágenes digitales con luz blanca y luz ultravioleta para poder observar y cuantificar el espacio poroso con el método de análisis de imagen.

Las imágenes digitales fueron obtenidas con una cámara de sensor óptico CCD (siglas en inglés de charge-coupled device) de 4.1 mega píxel. Se tomaron en cuenta dos escalas de observación (M1 y M2) con las siguientes resoluciones espaciales: escala M1, con toma rectangular de 127 x 95 mm (12,065 mm2) con una resolución espacial de 56 µm por píxel para observar los macroporos. Escala M2 con toma rectangular de 13 x 10 mm (130 mm2) con una resolución espacial de 6 µm por píxel para observar los microporos con apoyo de un microscopio estereoscópico. Estas imágenes fueron binarizadas con el analizador Image Pro Plus® v4.5 (Media Cibernética, Maryland, USA) en computadora personal, en el laboratorio de imagen del INIFAP CENID-RASPA.

La porosidad total de las muestras de suelo se estableció a partir de los valores de densidad aparente (ρd), que se obtuvieron utilizando el método volumétrico de la piscina (Descroix et al, 1997). Para el cálculo de la porosidad total se utilizó la ecuación 1 que relaciona la densidad aparente y la densidad real.

η = 1 - (ρd/ ρr) (1)

Donde: η es la porosidad total (en por ciento), ρd es la densidad aparente y ρr es la densidad real (2.65 g cm3) valor reportado en la literatura.

Las características de los poros se definieron de acuerdo a dos parámetros morfológicos: el tamaño y la forma. El tamaño es expresado por el área de la sección de cada poro en la imagen utilizando la ecuación 2. Este parámetro fue agrupado en tres clases en cada escala (Cuadro 1).

T = 4π (área) (2)

Donde: T es el tamaño (en milímetros

cuadrados), y área es la superficie de la sección del poro de acuerdo a Coster y Chermant (1985).


94

Cuadro 1. Caracterización con base al tamaño de poro. Tamaño Escala M1

Clases de poro Escala M2

Clases de poro Pequeño T3: < 2 mm2 T6: <0.02 mm2 Mediano T2: 2 a 10mm2 T5: 0.02 a 0.1mm2 Grande T1: >10 mm2 T4: > 0.1 mm2

La forma de los poros está dada por un

índice de alargamiento (Ia) que considera el área y el perímetro de la sección de cada poro en la imagen, aplicando la ecuación 3 (Hallaire et al., 1997), y que da origen a tres clases de formas (Cuadro 2).

F = (perímetro)2 /4π (área) (3) Cuadro 2. Caracterización con base a la forma del poro. Forma Índice de alargamiento

Redonda < 5 Alargada 5 a 7 Irregular > 10


El Cuadro 3 presenta las características

fisicoquímicas del suelo en los dos tipos de superficie de estudio. Se observa una ligera diferencia en el contenido de arena (mayor) y en el contenido de limo y arcilla (menor) en la superficie de pastizal degradado. Por el contrario, se

observan diferencias más importantes en el contenido de materia orgánica (MO) y en los valores de densidad aparente (Da). En la superficie de pastizal en buen estado se presenta un porcentaje mayor de MO (6.2 %) asociado a un valor moderado de Da (1.50 g cm-3), caso contrario, en la superficie de pastizal degradado disminuye drásticamente el contenido de materia orgánica (1.4 %) y se incrementa significativa-mente el valor de la Da (1.80 g cm-3) lo que revela una verdadera compactación del suelo. El contenido de carbonatos totales es bajo para los dos tipos de superficie pero ligeramente mayor en la superficie de pastizal degradado. Los valores de materia orgánica y de densidad aparente son indicadores del volumen ocupado por el espacio poroso en el suelo, sin embargo, no dan información sobre el tamaño y la morfología de los poros, razón por la cual se justifica el análisis de imagen.

El tratamiento de las imágenes digitales tomadas con luz ultravioleta, permite representar la porosidad del suelo en imágenes binarias con el programa Image Pro Plus® v4.5 que puede también determinar y cuantificar la forma, tamaño y abundancia de los poros.

Cuadro 3. Características fisicoquímicas del suelo, a profundidad de 0-15 cm. Superficie Arena Limo

(%) Arcilla Textura Materia

orgánica (%) Densidad

aparente g cm-3 Carbonatos totales (%)

1. Pastizal en buen estado

68 14 18 Franco arenosa

6.2 1.50 3.80

2. Pastizal degradado

82 6 12 Franco arenosa

1.4 1.80 5.97

Las imágenes binarias de cuatro niveles de

profundidad se presentan en la Figura 4. Un análisis preliminar del espacio poroso en cada perfil pone en evidencia la mayor abundancia relativa de poros (áreas oscuras) en la superficie

de pastizal en buen estado respecto al pastizal degradado. En seguida se detallan las diferencias de abundancia, tamaño y forma de los poros encontradas en las veinticuatro imágenes analizadas.


95

2 cm

3 cm

12 cm

13 cm

Pastizal en buen estado Pastizal degradado Profundidad

Figura 4. Espacio poroso del suelo a escala M2 (tomas de 13 x 10mm).

La Figura 5 muestra el perfil del espacio poroso determinado a partir de la densidad aparente y del análisis de imagen. El espacio poroso total en la superficie de pastizal en buen estado es mayor al de la superficie de pastizal degradado (43 contra 32 %, respectivamente) y muestra una distribución de macroporos (escala M1) con un rango de 10 al 13 por ciento y una distribución de microporos (escala M2) en un rango de 16 a 23 por ciento. Por el contrario, la superficie del pastizal degradado muestra una micro porosidad (incluyendo la microporosidad no visible con el microscopio estereoscópico) muy dominante en los niveles más someros del suelo (0 a 3 cm de profundidad); y la macroporosidad se ve muy reducida a este mismo nivel de

profundidad (5 % en la escala M1) pero aumenta sensiblemente (10 %) de 12 a 13 cm de profundidad a medida que se aleja del efecto de compactación por el excesivo pisoteo del ganado bovino.

La distribución de frecuencias con el tamaño y forma de poros en los cuatro niveles de profundidad se muestra en la Figura 6. Los histogramas presentan seis barras verticales que corresponden a las seis clases de tamaño de poros (de T1 a T6 de cuerdo al Cuadro 1) y éstas se dividen a su vez en tres subclases según la forma de los poros sean redondos, alargados o irregulares. La superficie de pastizal en buen estado muestra un porcentaje mayor de poros grandes que la superficie de pastizal degradado (clases T1 y T4 de más de 10 mm2 en la escala M1 y de más de 0.1 mm2 en la escala M2, respectivamente). Los macroporos (clases T1 y T2) tienden a desaparecer en la superficie de pastizal degradado en cambio, los poros pequeños (clases T3 y T6) son los más importantes en esta superficie. La clase de poros pequeños T3 (menores a 2 mm2) muestra una proporción similar en todo el perfil de la superficie de pastizal en buen estado y un incremento en los niveles más profundos (12 y 13 cm) de la superficie de pastizal degradado.

En las dos superficies de suelo estudiadas, los poros que más predominan son los de forma redonda e irregular de acuerdo al índice de alargamiento calculado en el análisis de imagen. Los poros de forma alargada se presentan en mucha menor proporción. Los poros con forma irregular se presentan principalmente en clases de tamaños T1, T2 y T4, es decir, los poros grandes de ambas escalas. Por el contrario, los poros con forma redonda o vesicular dominan en clases de tamaños T3, T5 y T6 es decir, en los poros pequeños o de menor tamaño. Por su parte los poros de forma alargada se ubican con mayor frecuencia en los tamaños de poros T3, T4 y T5.

En conclusión, las superficies de suelo estudiadas tienen diferencias respecto a su porosidad total y respecto a la proporción de tamaños y formas de los poros. Estas diferencias en el espacio poroso condicionaran seguramente el flujo de agua y aire en el suelo de la cuenca hidrológica que serian importantes de cuantificar.


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0 10 20 30 40 50 60 702

3

12

13

0 10 20 30 40 50 60 702

3

12

13

Porosidad (%)Pastizal en buen estado

Pastizal degradado

M1M2

M1M2

Profun

didad en

cm

Profun

didad en

cm

microporosidadno visible con microscopio estereoscópico

microporosidadno visible con microscopio estereoscópico

Porosidad (%)

Figura 5. Distribución del espacio poroso en las dos superficies de suelo comparadas.


97

Pastizal en buen estadoProfundidad

2 cm

0

5

10

15

20

T1 T2 T3 T4 T5 T6

Poro

sida

d (%

)

3 cm

0

5

10

15

20

T1 T2 T3 T4 T5 T6

Poro

sida

d (%

)

12 cm

0

5

10

15

20

T1 T2 T3 T4 T5 T6

Poro

sida

d (%

)

13 cm

0

5

10

15

20

T1 T2 T3 T4 T5 T6

Poro

sida

d (%

)

Profundidad2 cm

0

5

10

15

20

T1 T2 T3 T4 T5 T6

Poro

sida

d (%

)

3 cm

0

5

10

15

20

T1 T2 T3 T4 T5 T6

Poro

sida

d (%

)

12 cm

0

5

10

15

20

T1 T2 T3 T4 T5 T6

Poro

sida

d (%

)

13 cm

0

5

10

15

20

T1 T2 T3 T4 T5 T6

Poro

sida

d (%

)

Pastizal degradado

Irregulares

Alargados

Redondos

Figura 6. Histogramas de clases de tamaño y forma de poros.

CONCLUSIONES

Las superficies de pastizal estudiadas

presentan un espacio poroso diferente que puede ser asociado a su condición actual; en la superficie de pastizal en buen estado, la macroporosidad de forma irregular se explica por la importante masa radicular de la vegetación herbácea (pastos y hierbas anuales) que penetra la superficie del suelo y que propicia una buena aireación y circulación del agua en el suelo. En contraste, la superficie de pastizal degradado presenta un espacio poroso bastante reducido, compuesto en su mayoría por microporos de tamaño redondo que revela un estado de degradación por compactación física (pisoteo y

sobre pastoreo del ganado bovino). El análisis de imagen aplicado en este estudio, muestra con claridad las diferencias cualitativas y cuantitativas del espacio poroso del suelo en los dos tipos de superficie que caracterizan el cambio de intensidad en el uso del suelo de la cuenca alta del río Nazas.

La degradación de la calidad física del suelo que se observa en el estudio comparativo de esas dos superficies muestra que es necesario tomar las precauciones necesarias para evitar que las superficies de pastizal degradado por pisoteo y sobre pastoreo del ganado bovino aumenten en superficie ya que pueden ocasionar una disminución del flujo de agua hacia horizontes profundos del suelo y exacerbar el proceso de


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erosión que sufre la zona. Las repercusiones hidrológicas de un aumento en tales superficies deben ser objeto de un mayor control de las actividades productivas en la zona y de estudios finos de hidrodinámica superficial para conocer mejor el funcionamiento hidrológico de los suelos forestales y para poder generar información útil a la toma de decisiones. El fomento y control de las actividades pecuarias en esta zona deberían estar fundamentados en los resultados de estos estudios que ayudan a orientar el manejo de cuencas hacia un futuro más sostenible.

LITERATURA CITADA Bouma, J., Jongerius, A. and Schoonderbeek, D. 1979.

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INTEGRACIÓN DE UN SIG EN LA CUENCA BAJA DEL RÍO NAZAS: ENFOQUE Y METODOLOGÍA

Integration of GIS in a Low River Basin Nazas: Approach and Methodology

Juan Estrada Avalos1, Ignacio Orona Castillo2, Ramón Trucios Caciano1 y Miguel Rivera González1

1Centro Nacional de Investigación Disciplinaria en Relación Agua-Suelo-Planta-Atmósfera, INIFAP, Km 6.5 margen derecha. Canal Sacramento, Gómez Palacio, Durango, México. E-mail: [email protected]

2Universidad Juárez del Estado de Durango. Facultad de Agricultura y Zootecnia. Apartado Postal 1-145 en Gómez Palacio, Dgo.

RESUMEN

En este trabajo se plantea el enfoque y la metodología de la integración de un Sistema de Información Geográfica (SIG) que contenga información espacial de las actividades agropecuarias de la Región Lagunera, específica-mente las que se realizan en la planicie de la Laguna, en los municipios del estado de Durango (Gómez Palacio y Tlahualilo), y del estado de Coahuila (Torreón, Matamoros, Francisco I. Madero y San Pedro). La integración espacial de esta información se plantea en tres grandes apartados: información agrícola; información hidroagrícola e información cartográfica disponible del INEGI. Para llevar a cabo la integración de la información, se utiliza fotointerpretación supervisada, auxiliada con el análisis de imágenes del satélite SPOT, y a partir de imágenes multiespectrales obtenidas en vuelo aéreo realizado en Julio 2009. Aunada a esta información, se integra información cartográfica disponible del INEGI a la escala 1:50,000 (temas de edafología, uso del suelo y vegetación, topografía y geología). Toda la información cartográfica se digitaliza y se establecen cada uno de sus atributos correspondientes para ser integrados al SIG. Palabras clave: SIG, Información agropecuaria, Región Lagunera.

SUMMARY

This paper presents the approach and

methodology for the integration of a Geographic Information System (SIG) containing spatial information of agricultural activities in the Region

Lagunera, specifically those made in the plain of the La Laguna in the municipalities the state of Durango (Gomez Palacio and Tlahualilo), and the state of Coahuila (Torreón, Matamoros, Francisco I. Madero and San Pedro). Spatial integration of this information arises in three sections: agricultural information, hydro information and mapping Information available from INEGI. To carry out the integration of information, photo interpretation is used supervised, assisted with the analysis of SPOT satellite images, and multispectral imagery from air flight made in July 2009. Coupled with this information, also integrates mapping information available from the 1:50,000 scale INEGI (issues of soil science, land use and vegetation, topography and geology). All mapping information is digitized and down each of their corresponding attributes to be integrated into a GIS. Key words: GIS, Farming information, Region Lagunera

INTRODUCCIÓN

La geomática, cuya definición entre los

especialistas de habla francesa se establece como el conjunto de técnicas y medios tecnológicos que permiten la adquisición, análisis y la integración de un medio geográfico, está tomando un rol preponderante en el manejo de los recursos naturales al conjugar la dimensión espacial y temática en la representación precisa de los componentes territoriales. Así, el uso de la geomática permite realizar un mejor aprovecha-miento del territorio al integrar información espacial sobre un tema específico a través de una plataforma denominada Sistema de Información


100

Geográfica (SIG), base de la agricultura de precisión (Yang et al., 2003; Zhang et al., 2007).

Con ello, es posible establecer la detección de cambios de la ocupación del suelo cuyo objetivo primordial es el de proveer información fundamental para la gestión y planificación del territorio a diferentes escalas, así como la realización de estudios ambientales, riesgos y catástrofes naturales. No obstante, muchos de estos trabajos están enfocados hacia aplicaciones más específicas tales como: el impacto causado por los incendios (García-Haro et al., 2001), la degradación de los recursos naturales (Huete et al., 2003), la desertificación (Geerken y Ilaiwi, 2004), y los estudios de detección de cambios centrados especialmente en el seguimiento de los procesos de deforestación (Roberts et al., 1998; Maldonado et al., 2002).

En México, se han realizado diversos esfuerzos en la integración de la información espacial en un SIG. De los estados de la República que mayor avance llevan en este sentido, se encuentra el estado de Guanajuato donde el proceso de integración se relaciona, entre otros temas, con información agropecuaria a nivel de predio, llegando incluso a establecer el tipo u origen del agua que se utiliza en la agricultura (presa, tratada, no tratada y subterránea). Este avance ha sido posible a través de la firma de un convenio entre el Gobierno del Estado de Guanajuato y el Instituto Nacional de Estadística y Geografía (INEGI), con el objeto de coordinar las actividades que deban realizar las autoridades federales y estatales en materia estadística y geográfica, bajo la aplicación de normas y principios homogéneos. Los avances se presentan en la página web: http://mapas.guanajuato.gob.mx/app3/.

Las ventajas de integrar la información agropecuaria en un SIG son importantes y permiten el análisis del uso territorial y la identificación de áreas de oportunidad para mejorar la producción agrícola (Novara y Bondel, 2006). Entre estas ventajas se encuentran: 1. La determinación precisa de superficies sembradas así como los tipos de cultivo a través del año; 2. La identificación de aquellas zonas donde los cultivos presentan un menor desarrollo y su posible asociación a determinadas características

de los suelos; 3. La identificación de los diferentes sistemas de riego (rodado, aspersión o acolchado), en los cuales a partir de la identificación de sus principales características (largo y ancho de melgas en el caso de riego rodado), es posible establecer áreas de oportunidad para la transferencia de tecnología en riegos; 4. Finalmente, entre otras ventajas, se encuentra la de contar con una base de datos espacial que sirva de apoyo en los diferentes programas gubernamentales que se aplican en política agropecuaria.

Con base en lo anterior, el objetivo de la presente publicación es la de establecer el enfoque y la metodología que se utiliza actualmente en la conformación de un SIG agropecuario para la Región Lagunera, utilizando para ello diversos recursos de la geomática.


La integración del SIG se circunscribe a la

parte baja de la cuenca del río Nazas, en la planicie que conforman los municipios de Torreón, San Pedro y Matamoros Coahuila, y los municipios de Gómez Palacio y Tlahualilo en Durango (Figura 1). En esta área, se desarrolla la mayor actividad agropecuaria de la Región Lagunera, abarcando la mayoría de los módulos del Distrito de Riego 017.

El periodo seleccionado para la integración de la información corresponde al año 2009, basándose en dos aspectos principales: la digitalización de la información disponible a escala 1:50,000, y la fotointerpretación de imágenes aéreas con supervisión en campo. Fuentes de Información Base cartográfica

La integración del SIG contempla

diferentes fuentes de información. A la escala 1:50,000, se considera la integración de las cartas edafológicas, geológicas y de uso del suelo y vegetación disponibles para el área por parte del INEGI. Estas cartas son, en general, información disponible de los años 70, las cuales fueron realizadas con fotografías aéreas disponibles para el periodo de 1970 a 1972.


101

Figura 1. Área de estudio.

En los tres casos, se digitalizan las cartas

con una resolución de 400 ppp (pixeles por pulgada), para posteriormente georeferenciarlas en ArcGIS 9.0. Una vez georeferenciadas, se procede a realizar la digitalización considerando todas las variables disponibles en las cartas. Así, para la carta edafológica, se consideran dos capas de información integradas al SIG: la primera que contiene las características del suelo (tipo, clase textural, fases físicas y químicas, y la clave correspondiente a la carta); y la segunda que contiene los puntos donde se realizaron las descripciones del suelo y los resultados encontrados en cada uno de los sitios (datos de campo, y datos analíticos de las muestras). Para el caso de la carta geológica, se integran cuatro capas de información: material geológico (rocas ígneas, sedimentarias, metamórficas y suelos); estructuras (falla, fractura, sinclinal, etc.); puntos de interés (mina, banco de material, etc.); y puntos de verificación de campo. Finalmente, para el caso de Uso del Suelo y Vegetación, se consideran dos capas de información: tipo de vegetación y puntos de verificación.

Aunado a lo anterior, se integra la

información topográfica a la misma escala, 1:50,000. En este caso, se integran diversas variables tales como: caminos y carreteras, líneas de electricidad, curvas de nivel y los modelos digitales de elevación correspondientes, entre otras.

Imágenes multiespectrales Por otra parte, la fotointerpretación se

realiza a partir de la toma de imágenes aéreas multiespectrales tomadas entre el 28 y 30 de Julio 2009 (Figura 2). Para ello, se planeo la realización de un vuelo con la finalidad de cubrir el área de estudio con dos objetivos principales: el primero que sirva para integrar la información espacial en los temas de las actividades agrícolas y pecuarias, así como la infraestructura disponible en el área; mientras que el segundo, con el objeto de realizar una clasificación supervisada de los cultivos establecidos en esta fecha de toma de imágenes.

Figura 2. Toma de imágenes aéreas en el área de estudio.

El equipo utilizado para la toma de imágenes permitió la definición del tamaño del pixel de 1 m por 1 m. Esta precisión se encuentra por debajo de la mayoría de las ortofotos disponibles para el área, con la ventaja que se tiene el análisis multiespectral de las mismas. Los tres canales que se utilizaron en la toma fueron: el cercano al infrarrojo, el rojo y el verde. Cada una de las imágenes cubrió una superficie aproximada de 2.64 km2 (2.2 por 1.2 km), tomándose en total una cantidad aproximada a las 1800 imágenes para toda el área. En la Figura 3 se presenta un ejemplo de las imágenes tomadas donde se aprecia parte de la información a integrar en el


102

SIG, en relación a las actividades agrícolas (pivote central), y las actividades pecuarias (infra-estructura).

Figura 3. Ejemplo de imagen aérea multiespectral del área de estudio.

Durante la toma de las imágenes (28 al 30

de Julio 2009), se realizó la supervisión en campo de la condición y tipo de los cultivos, su altura y estado fenológico en el que se encontraba (Figura 4). Esta verificación permitirá, a través del análisis de las imágenes, establecer el tipo de cultivo así como su superficie. En la parte derecha de la Figura 4 se aprecian, en color amarillo y rojo, los diferentes sitios supervisados en campo donde se abracó tanto los cultivos de la región, sistema de riego y estados de desarrollo.

Figura 4. Supervisión y puntos de verificación en campo del estado de los cultivos.

Así, las imágenes aéreas son utilizadas

tanto para fotointerpretación como para la determinación de los cultivos establecidos en la

región a la fecha de la toma aérea. No obstante, para el resto del año se cuenta con un cubrimiento de imágenes satélite SPOT para las fechas de enero, marzo, junio, agosto, octubre y diciembre de 2009. Con estas imágenes, de 10 m por 10 m el pixel, se extrapolará la información al resto del año. Otra información complementaría

Aunado a la anterior información, al SIG se

le integra los modelos digitales de elevación a la escala 1:50,000, la ubicación de las localidades así como los datos poblacionales de 1990 a la fecha. Criterios de Integración de la Información

Para integrar la información en el SIG de la

región, se siguen cuatro criterios básicos: actividades agrícolas; actividades pecuarias; infraestructura hidroagrícola y áreas urbanas.

En el caso de las actividades agrícolas, se consideran: 1. Parcelas con los parámetros de largo y ancho de melgas, y superficie de tablas; 2. Pivotes centrales con el número de torres, distancia entre torres y la división de la superficie; 3. En el caso de nogaleras, se consideran los atributos de tipos de plantación (tresbolillo, cuadrado, rectangular), ancho de copa, distancia entre árboles, número total de árboles del área señalada y estado de desarrollo que guarda la nogalera.

En el caso de las actividades pecuarias, se considera el tipo de establo (lechero ó para producción de carne), superficie aproximada, silos y sombras.

En la infraestructura hidroagrícola, se consideran los estanques (superficie), canales de riego e instalaciones diversas.

Finalmente, en el caso de las áreas urbanas, estas consideran manzanas, campos deportivos y parques.

Toda esta información será integrada dentro del SIG con la finalidad de contar con un inventario completo de la zona agrícola de la Laguna, el cual podrá ser actualizado conforme sea necesario. La plataforma utilizada es ArcMap 9.0 con proyección UTM y datum WGS84.


103

CONCLUSIONES

Contar con una base espacial de datos relacionados con las actividades agrícolas y pecuarias al nivel que se plantea, permite una serie de ventajas que son derivadas del análisis de la propia información.

La fotografía aérea permite, en primera estancia, identificar aquellas zonas donde se presentan problemas de desarrollo de los cultivos asociados principalmente a las características de los suelos. Por otra parte, la longitud y ancho de melgas puede ser un indicador del riego agrícola y el uso eficiente del agua que en él se utiliza. En el caso de las nogaleras se puede identificar el gradiente de desarrollo de los árboles y analizar las posibles causas desde un punto de vista espacial.

Estos aspectos son parte de la utilidad de contar con un SIG para el área de la Laguna, sin embargo, también es posible realizar análisis de cambio en el uso del suelo al utilizar fotografías anteriores tales como las de 1970. Al contar con ello, se puede establecer una evolución del aprovechamiento del suelo y agua en la región, estableciendo también el cambio en el patrón de cultivos, el crecimiento de las actividades pecuarias, así como la evolución de los diferentes sistemas de riego. Todo ello podrá ser valorado a través de la integración de este sistema para la región.

LITERATURA CITADA

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105

ANÁLISIS TEMPORAL DEL CAMBIO EN LA COBERTURA VEGETAL Y USO DE SUELO EN EL NORTE DE LEÓN, GUANAJUATO

Land Use Change Temporal Analysis in the North of Leon, Guanajuato

Ramón Trucíos Caciano1, Miguel Rivera González1, Juan Estrada Ávalos1 e Ignacio Orona Castillo2

1Centro Nacional de Investigación Disciplinaria en Relación Agua Suelo Planta Atmósfera. Canal Sacramento Km. 6.5 Margen derecha. CP 35140. Gómez Palacio, Durango. México. E-mail: [email protected]

2Universidad Juárez del estado de Durango. Facultad de Agricultura y Zootecnia. Apartado postal 1-145 en Gómez Palacio, Dgo.

RESUMEN

La dinámica del cambio en el uso de suelo, se manifiesta por la tendencia de este cambio, es decir, los usos de suelo actuales están directamente relacionados con las actividades productivas para el hombre. El área de estudio con 26 mil 989 ha incluye el norte del Municipio de León, Guanajuato, y el área común que describe con el sur del área natural protegida (ANP) Sierra de Lobos. La importancia de esta zona radica en que dicha ANP es el área de captación de escurrimientos para el Valle de León y éstos a su vez están altamente relacionados con la vegetación que en ella se distribuye. El objetivo de este trabajo consistió en determinar el cambio de uso de suelo en el área de estudio considerando la Serie I de uso de suelo y vegetación de INEGI (1976) en comparación con la interpretación monoscópica de una ortofoto de fotografía multiespectral de 2007. Los resultados muestran que en el área de estudio se ha presentado una disminución de 8.2 por ciento en vegetación boscosa pasando de 7 mil 488 a 5 mil 275 ha, de igual forma, los matorrales mostraron un decremento de 3 mil 853 ha que corresponde a 14.3 por ciento. Las áreas agrícolas también han sido afectadas disminuyendo 2 mil 213 ha y se presentó un incremento en pastizales de 5 mil 270 a 12 mil 935 ha. Finalmente, hubo categorías que se agregaron como áreas urbanas y cuerpos de agua (85 y 201 ha respectivamente) que denotan la presencia de comunidades y la necesidad de abastecimiento de agua para las actividades agropecuarias en el área. Palabras clave: Actividades productivas, Vegeta- ción, Interpretación monoscópica, multiespectral.

SUMMARY

The dynamics of change in land use is manifested by the tendency of this change, ie, current land uses are directly related to productive activities for men. The study area (26.989 ha) includes the North of Municipality of Leon, Guanajuato, and common area with the South describes the Protected Natural Area (PNA) Sierra de Lobos. The importance of this area is that the PNA is the catchment runoff for Leon Valley and these in turn are highly related to vegetation in it are distributed. The aim of this study was to determine the change in land use in the study area considering the Series I Land use and vegetation from INEGI (1976) compared with monoscopic interpretation of multispectral photography orthophoto in 2007. The results show that in the study area there has been a 8.2 percent decline in forest vegetation from 7.488 to 5.275 ha, similarly, the shrubs showed a decrease of 3.853 ha that corresponds to 14.3 percent. Agricultural areas have also been affected decreasing 2.213 ha and there was an increase in grasslands from 5270 to 12.935 ha. Finally, there were categories that were added as urban areas and water edges of water (85 and 201 ha respectively) that indicate the presence of communities and the need of water for agricultural activities in the area. Key words: Productive activities, Vegetation, Monoscopic interpretation, Multispectral.

INTRODUCCIÓN

Los ecosistemas terrestres han sido, de acuerdo a la historia, el sustento y abrigo de las especies animales a lo largo del tiempo, dichas


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asociaciones de animales, plantas y la interrelación existente, han formado una gran diversidad, asociada también a las condiciones climáticas y topográficas, característica por la cual nuestro país tiene el cuarto lugar a nivel mundial en diversidad de recursos naturales. Sin embargo, y a pesar de esta diversidad, se ha llevado a cabo un desmedido aprovechamiento de los recursos naturales que ha propiciado un avance de la desertificación de nuestro territorio provocado principalmente por el incremento poblacional y el desarrollo de la industria, debido a que las necesidades han sido modificadas por el uso de servicios y tecnologías que cada vez demandan un mayor uso de nuestros recursos. A este respecto, y de acuerdo a la RIODMEX (2008) se estima que alrededor de 120 millones de hectáreas son afectadas por desertificación y se asocia el 93 por ciento de la degradación de la tierra a malas técnicas de manejo, como sobrepastoreo y uso de agroquímicos.

La vegetación natural ocupa en México el 72.6 por ciento de la superficie, representada principalmente por matorral xerófilo (26.1 %), bosque templado (16.6 %) y selva subhúmeda (12.1 %); la superficie restante está conformada por usos agropecuario, urbano u otras cubierta antrópicas (SEMARNAT, 2005). En un estudio de

cambio de uso de suelo (SEMARNAT, 2008), a nivel nacional, considerando la carta de uso potencial generada por INEGI a escala 1:1000,000 como la vegetación original, se reporta una pérdida de 222 mil km2 de selva, 129 mil de bosque, 51 mil de matorrales y 60 mil de pastizales, tan solo de 1970 a 1993 14 millones de ha de bosques, selvas, matorrales y pastizales fueron alterados y /o remplazados por comunidades secundarias a un ritmo de 823 mil ha año-1 afectando principalmente a bosques y selvas (276 mil ha año-1 y 341 mil ha año-1, respectivamente). Dicha pérdida implica problemáticas en azolvamiento de cuerpos superficiales y disminución de la recarga de los acuíferos por las características que tiene la vegetación respecto al escurrimiento superficial (TRAGSATEC, 1998 y Viramontes y Decroix, 2001).

Con respecto al cambio de uso del suelo, existen estados en los cuales ha sido menor el impacto a los recursos naturales como en el caso de los estados en la frontera norte (Figura 1), sin embargo, estados como Zacatecas, Tlaxcala y Veracruz tienen un bajo porcentaje de su superficie con vegetación natural, siendo en los dos últimos por el marcado cambio hacia actividades agropecuarias (SEMARNAT, 2008).

Figura 1. Vegetación Natural remanente por Estado de la República Mexicana en 2002. (SEMARNAT, 2008).

Como se puede observar en la figura anterior, el estado de Guanajuato se ubica en el

promedio, con respecto a la presencia de vegetación natural en el uso de suelo del territorio


107

estatal. Cuenta con un ordenamiento ecológico territorial decretado como instrumento de política ambiental para gestionar, regular o inducir el uso del suelo y las actividades productivas, con el fin de lograr la protección del medio ambiente y el adecuado manejo de los recursos del estado (LEEGEPA, 1998). Uno de los rubros que se contemplan dentro de este ordenamiento es el Sistema de 21 áreas naturales protegidas decretadas por el gobierno estatal y una decretada por el gobierno federal que suman 263 mil ha, comprendiendo 26 municipios que forman parte del patrimonio Estatal (http://ecologia.guanajuato.gob.mx/2009/eco.php?id=20).

Por su parte, la Sierra de Lobos se integra

el 2 de septiembre de 1997 al Sistema de Áreas Naturales Protegidas del Estado de Guanajuato con la categoría de Área de Uso Sustentable (SANPEG, 1997). Los ejidos del ANP están habitados por productores de escasos recursos económicos, que cuentan con baja escolaridad, con una edad de 55 años en promedio, considerada como edad avanzada, familias numerosas, desconocen en su mayoría que habitan un área natural protegida y las actividades que ahí se deben realizar, lo cual puede limitar la adecuada realización de las actividades agrícolas, forestales y pecuarias, así como las acciones de conservación y uso sustentable de los recursos que comprenda un plan de manejo para dicha área de estudio (Castro et al., 2009).

Al sur de esta ANP se localiza el municipio

de León, que por sus características socioeconómicas, es uno de los más importantes del centro de México y en el año 2000 contaba con una población de 1‘134,842 habitantes (INEGI, 2004a). En relación con la aportación que estos sectores tienen en el valor de la producción, destaca la industria manufacturera con 28 mil 570 millones de pesos, mientras que la producción agrícola, pecuaria y forestal genera 1186 millones de pesos, por otra parte, a nivel estatal es el municipio con mayor aporte al producto interno bruto (PIB) con un 30.61 por ciento en el año 2000, cifra que ha tenido poca variación desde 1970 pues aportaba 27.12 por ciento al PIB estatal

en ese entonces, de donde se concluye la importancia económica de este municipio para el estado (INEGI, 2004b).

Por lo anterior, el objetivo planteado para este trabajo fue determinar el cambio de uso de suelo ocurrido en el área que comparten el Municipio de León, Guanajuato y el ANP Sierra de Lobos considerando como vegetación inicial la Serie I de INEGI (1976) en comparación con la ortofoto con base en fotografía multiespectral de 2007 elaborada por INIFAP.


El estudio aquí presentado es producto del proyecto “Manejo Integral de los Recursos Naturales en el Ámbito de la Ciudad de León, Guanajuato”; el cual se desarrolló por parte de investigadores del Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias (INIFAP) con sede en el Centro Nacional de Investigación Disciplinaria en Relación Agua, Suelo, Planta, Atmósfera (CENID-RASPA) en Gómez Palacio, Dgo. y participando también el Campo Experimental Bajío en Celaya, Gto., así como el campo experimental Pabellón en Aguascalientes. Localización del Área de Estudio

El área natural protegida “Sierra de Lobos” está ubicada al noroeste del municipio de León, Gto., al poniente colinda con el Estado de Jalisco, al Sur con el Municipio de León, al Noreste y al oriente colinda con el municipio de San Felipe y al norte con el municipio de Ocampo. Geográficamente, se encuentra entre los paralelos 21°08’51.94” y 21°30’16.50” de latitud norte y los meridianos 101°43’17.40’’ y 101°17’20.59’’ de longitud oeste. El área de estudio comprende la superficie común entre el sur del área natural protegida “Sierra de Lobos” y el norte del municipio de León, Guanajuato, con una superficie de 26 mil 989 hectáreas, es decir, el 25.8 por ciento de la superficie total del área natural protegida.


108

Figura 2. Ubicación del área de estudio comprendida en el área común entre el Municipio de León, Gto. y el ANP Sierra de Lobos.

Generación de Bases de Datos La conformación de la base de datos para

el análisis de cambio de uso de suelo en el área de estudio se llevó a cabo en el Laboratorio de Sistemas de Información Geográfica Agua y Suelo del CENID – RASPA.

La información para la capa

correspondientes al uso de suelo y vegetación, fue obtenida a partir de la digitalización de las cartas temáticas de 1973 a 1976 (Serie I) escala 1: 50,000 del INEGI, mismas que fueron digitalizadas para extraer la información en papel a formato digital, conservando sus características de clasificación original.

En abril de 2007 se realizó un cubrimiento

con fotografía aérea en la zona norte del Municipio de León. Gto. y la parte que corresponde al sur del área natural protegida “Sierra de Lobos”. Se utilizó una cámara para toma de imágenes con sensor multiespectral. Posteriormente se generó un mosaico de imágenes correspondiente al área de estudio que permitió tener, para esta fecha, el estado de los recursos en el área de estudio como insumo básico para la realización de este estudio.

Figura 3. Ubicación del área de estudio comprendida en el área común entre el municipio de León, Gto. y el ANP Sierra de Lobos.


109

Interpretación de la Información Con la base de datos anteriormente

descrita, se sobrepuso la capa de uso de suelo y vegetación de la serie I al mosaico de fotografía multiespectral y se asignaron las coberturas vegetales con base en la interpretación visual o monoscópica de los cambios reconocibles en la vegetación existente. Como apoyo para el análisis, se realizaron combinaciones de bandas que permitieron un mejor contraste en los límites de la vegetación, lo cual facilitó el proceso de interpretación. Posterior a la interpretación, la información se verificó con imagen de satélite y ortofotos (2003 y 1995 respectivamente), principalmente en rasgos que resultaran evidentes tales como las áreas agrícolas y cuerpos de agua principalmente.

La proyección utilizada para este estudio es Universal Transversa de Mercator (UTM) con datum WGS84, seleccionada por ser una proyección predeterminada en los programas utilizados (ArcView, ArcGIS y AutoCAD).

RESULTADOS Y DISCUSIÓN Se realizó una caracterización de los

recursos dentro del área de estudio y a continuación se destacan la geología, edafología y la dinámica de cambio de uso de suelo determinada.

En el área de estudio el tipo de roca predominante como se observa en el Cuadro 1 es

extrusiva ácida con 41.26 por ciento de la superficie, esquisto con 16.94 por ciento, toba con 15.74 por ciento y diorita con 12.21 por ciento. En conjunto estos cuatro tipos de roca cubren más del 86 por ciento del área. En el siguiente cuadro se puede observar la distribución geológica del área. Cuadro 1. Distribución superficial de la geología en el área de estudio entre el municipio de León, Gto. y el ANP Sierra de Lobos.

Tipo de roca Superficie (ha)

Porcentaje

Aluvial 650 2.41%Arenisca conglomerado 87 0.32%Basalto 751 2.78%Conglomerado 298 1.10%Diorita 3295 12.21%Esquisto 4571 16.94%Extrusiva ácida 11137 41.26%Granito 997 3.69%Intrusiva intermedia 107 0.40%Residual 21 0.08%Riolita 826 3.06%Toba 4249 15.74%Total 26989 100.00%

En la Figura 4 se observan los tipos de

roca y su distribución dentro del área de estudio.

Figura 4. Distribución del tipo de roca en el área de estudio.


110

Con respecto a la edafología, en el Cuadro 2 se observa que el suelo predominante en el área de estudio es el Phaeozem háplico con 56.66 por ciento, seguido de Litosol con 18.63 por ciento del área de estudio, en conjunto estos dos tipos de suelo cubren más del 75.29 por ciento. Cuadro 2. Distribución superficial de la edafología en el área de estudio entre el municipio de León, Gto. y el ANP Sierra de Lobos.

Tipo de suelo Superficie (ha)

porcentaje

Cambisol eutrico 8 0.03%Litosol 5028 18.63%Luvisol férrico 47 0.17%Luvisol órtico 1479 5.48%Phaeozem háplico 15291 56.66%Phaeozem lúvico 1035 3.83%Planosol mólico 1655 6.13%Regosol eutrico 2375 8.80%Vertisol pélico 71 0.26%Total 26989 100.00%

La Figura 5 representa de manera espacial

la ubicación de los tipos de suelo en el norte del Municipio de León.

Análisis de Cambio de Uso de Suelo y Vegetación

En el Cuadro 3 se observa la superficie que ocupaban los diferentes usos de suelo y vegetación de la Serie I de INEGI realizada a escala 1:50,000 para el año de 1976, de la misma forma la distribución de la vegetación en 2007 como resultado del análisis de la ortofoto digital. Bosques, Matorral y Pastizal

La dominancia de especies de pino (Pinus) y oyameles (Abies), aunque también están los pinabetes (Pseudotsuga), enebros (Juniperus) y cedros (Cupressus) en seis ha del área de estudio en 1976, se vio disminuida por la predominancia de encinos (vegetación de hoja ancha principalmente Quercus), integrándose ésta a la superficie de bosque de encino, que para 2007 se encontró en un 16.35 por ciento del área. A pesar de haber integrado el bosque de pino, ha

disminuido el bosque de encino debido a que en esta agrupación se debe considerar también la vegetación de chaparral, que en conjunto conformaban 5 mil 154 ha.

Con respecto al matorral, vegetación típica de zonas áridas y semiáridas que está compuesta por matorrales rosetófilos, sarcocaules, crasicaules, etc. y dominado por arbustos, tuvo una disminución de 48.58 por ciento de 1976 a 2007. En la serie I contaba con 7 mil 932 ha y para 2007 la superficie fue de 4 mil 079 ha, es decir, se han perdido en promedio 12 mil 429 ha cada año de esta vegetación denotando su fragilidad ante el cambio de uso de suelo.

Considerando una agrupación de pastizales, el cual comprende a pastizales naturales e inducidos, presenta un notable crecimiento pasando de 5 mil 270 ha a poco menos de 12 mil 935 ha resultando en un incremento de 7 mil 665 ha. Representa una comunidad que puede ser el resultado del clima, de la naturaleza del suelo y de la degradación de la vegetación natural original.

La tendencia antes mencionada es la observada a nivel nacional por parte de SEMARNAT en 2008, estudio en el cual se tienen diferencias en el período de 1976 – 2002. La diminución de la superficie vegetada por bosques y matorrales a nivel nacional es representada por bosque de pino, oyamel, cedro y táscate; así como de todos los tipos de matorrales con excepción del sarcocrasicaule. Respecto al incremento de pastizales, se ha presentado principalmente en los pastizales naturales y halófitos. Agricultura

La superficie agrícola disminuyó 2,213 ha, sin embargo, esta información no refleja la dinámica de cambio de superficies de vegetación que ha existido en el área de estudio. Esto quiere decir, que existen desaparición de área de vocación agrícola y área que se incrementaron principalmente aquellas que se encuentran cerca de los aprovechamientos de pozos profundos. Esto también es reforzado por las presas y pequeños presones o bordos de contención de agua que se extienden a lo largo del área de estudio con una superficie de 201 ha, lo cual ha beneficiado el desarrollo de la agricultura, sin em-


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Figura 5. Distribución del tipo de suelo en el área de estudio.

bargo, ha modificado de cierta forma los escurrimientos superficiales aguas abajo de la Sierra de Lobos, situación que se relaciona a lo encontrado por Viramontes y Decroix en 2001 para la Comarca Lagunera con respecto a la cuenca alta del río Nazas. Zona urbana

Esta categoría no aparece en la Serie I de INEGI posiblemente por su poca o casi nula presencia en relación a las demás categorías de uso de suelo, sin embargo, para 2007 la superficie que representa esta categoría es de 85 ha, lo cual

representa un incremento en aprovechamiento de recursos y cambio de la vocación del suelo a aquellos usos que tengan un mayor aprovechamiento hacia actividades antropo-génicas, lo cual se ha visto reflejado en la disminución de bosque y matorrales así como el aumento de áreas para pastoreo de ganado. Esto principalmente se ha presentado en áreas ejidales como se describe en el estudio realizado por Castro et al. (2009), en donde se destaca que los ejidatarios han distribuido su superficie asignada en el ejido hacia áreas agrícolas y de pastoreo, y el área de uso común la han dedicado al pastoreo y aprovechamiento de la vegetación para leña.

Cuadro 3. Distribución superficial del uso de suelo y vegetación para 1976 y 2007 en el área de estudio entre el municipio de León, Gto. y el ANP Sierra de Lobos.

USV 1976 ha % USV 2007 ha %

Agricultura de riego 2 0.01% Agricultura de temporal nómada 67 0.25% Agricultura de temporal permanente 7,419 27.49%

Agricultura 5,275 19.54%

Bosque natural de pino 6 0.02% Bosque natural de encino 4,627 17.14% Chaparral 521 1.93%

Bosque de encino 4,414 16.35%

Erosión 1,146 4.25% Matorral espinoso 570 2.11% Matorral inerme 3,521 13.05% Matorral subinerme 3,841 14.23%

Matorral 4,079 15.11%

Pastizal inducido 4,563 16.91% Pastizal natural 707 2.62% Pastizal 12,935 47.93%

Cuerpo de agua 201 0.74% Zona Urbana 85 0.31% Total 26,989 100.00% 26,989 100.00%


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A continuación se presentan las Figuras 6 y 7 que representan la distribución del uso de suelo y vegetación en 1976 y 2007, respectivamente.

CONCLUSIONES

La cada vez mayor presencia de

comunidades y actividades realizadas por el hombre, se han manifestado en el uso de suelo que se está realizando actualmente en el área común del ANP Sierra de Lobos y el Norte del Municipio de León, Gto. Dicho uso, está dominado por pastizales, agricultura, cuerpos de agua y áreas urbanas que en conjunto reúnen la superficie de 18 mil 496 ha representando más del 67 por ciento del área de estudio.

La disminución de la vegetación como matorrales y bosques de 13 mil 086 a 8 mil 493 ha, representa una amenaza hacia la recarga de mantos acuíferos, además de un incremento en el flujo superficial debido a que la vegetación es una barrera natural del escurrimiento, lo cual significa un mayor arrastre de suelo provocando una erosión laminar potencial (aun cuando se encuentren en suelos con vocación agrícola y con propiedades para soportar pastizales se tienen pendientes mayores a las consideradas como favorables para disminuir el proceso de erosión), lo cual también es una fuente de azolve a los cuerpos de agua que se encuentran aguas abajo y esto significa una disminución en la capacidad de recarga de estos cuerpos de agua.

Figura 6. Distribución del tipo de vegetación en el área de estudio para 1976.

Figura 7. Distribución del tipo de vegetación en el área de estudio para 2007.


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LITERATURA CITADA

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115

VARIACIONES ESTACIONALES DE PARÁMETROS FISICOQUÍMICOS EN AGUA RESIDUAL A LO LARGO DEL VALLE DE JUÁREZ CHIHUAHUA

Seasonal variations of physic-chemical parameters in waste water throughout the Juarez Valley Chihuahua

Miguel Palomo Rodríguez1, Yasmín Ileana Chew Madinaveitia1, Uriel Figueroa Viramontes1 y

Rodolfo Faz Contreras1

1Investigadores de INIFAP-Campo Experimental La Laguna. Blvd. José Santos Valdez 1200 Pte., Matamoros, Coahuila México, CP 27440. E-mail: [email protected]

RESUMEN

El objetivo de la investigación fue establecer las variaciones estacionales de diferentes contaminantes fisicoquímicos del agua residual en primavera-verano (P-V) y otoño-invierno (O-I) para el Valle de Juárez, Chihuahua. Las muestras fueron colectadas en los sitios: a) Loma Blanca (km 17); b) San Isidro (Km. 24), b) Tres Jacales (km. 41), c) Guadalupe D. B. (Km. 48), d) Praxedis, G. Gro. (km. 62) y e) San José de Paredes (km. 75). La frecuencia de muestreos se realizó en forma mensual y los parámetros evaluados fueron: DBO, DQO, grasas y aceites, detergentes ó sustancias activas al azul de metileno (SAAM), fenoles, fluoruros, turbidez y sólidos (volátiles, sedimentables y suspendidos). Se analizó mediante geoestadística el comportamiento espacial ocasionado por la dilución del agua residual a lo largo del DR-009. Las propiedades de variabilidad espacial indican que el efecto de dilución se caracteriza por presentar una continuidad decreciente en la concentración de cada parámetro fisicoquímico, donde los valores de semivarianza se encuentran estrechamente asociados con distancia. Los mejores modelos de ajuste corresponden para fenoles, turbidez, DBO, SAAM, así como grasas y aceites, con coeficientes de correlación altamente significativos. Durante el ciclo O-I el agua residual registra una mayor concentración de DBO, DQO y fenoles que son 95, 77 y 65 por ciento superiores al periodo P-V, respectivamente; en tanto sólidos sedimentables, gasas y aceites, turbidez, sólidos volátiles y SAAM son 84, 71, 61, 39 y 16 por ciento superiores en el ciclo P-V comparado con O-I.

Palabras clave: Contaminación, Variabilidad espacial, Caracterización del agua.

SUMMARY

The objective of this research was to establish the seasonal variations of different physic-chemical contaminants in waste water, sampled in spring-summer (S-S) and fall-winter (F-W) in the Juarez Valley, Chihuahua. The samples were collected in: a) Loma Blanca (km 17); b) San Isidro (km 24), b) Tres Jacales (km 41), c) Guadalupe D.B. (km 48), d) Praxedis, G. Gro. (km 62) and e) San Jose de Paredes (km 75). Samples were collected on a monthly basis, and the evaluated parameters were: BOD, QOD, oils, detergents or active substances to methylene blue (MBAS), phenols, fluoride, turbidity and solids (volatile, sedimentable and suspended). The spatial relationship caused by the dilution of waste water along the irrigation District 009 was analyzed by means of geoestatistic. The properties of spatial variability indicate that the dilution effect is characterized by lower concentrations of each one of the physic-chemical parameter with increasing distance, where the values of semivariance were closely associated with distance. The best adjustment models correspond to phenols, turbidity, BOD, MBAS, as well as oils, with highly significant coefficients of correlation. During the A-W season, the waste water registered the greater concentration of BOD, QOD and phenols that were 95, 77 and 65 percent higher than those in the S-S season; sedimentable solids, volatile gauzes and oils, turbidity, solids and MBAS were 84, 71, 61, 39


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and 16 percent higher S-S season compared with A-W. Key words: Contamination, Spatial variability, Water characterization.

INTRODUCCIÓN El agua residual generada por Ciudad Juárez, Chihuahua ha aumentado progresivamente con el crecimiento de la población, industria, servicios de potabilización y alcantarillado que se extienden hacia diferentes rumbos de la ciudad. Actualmente se generan 3.8 M3 seg-1, lo que se traduce en 119 millones de metros cúbicos (Mm3) anuales de aguas residuales, mismas que se utilizan en el riego agrícola del Valle de Juárez. El agua residual se mezcla con dos fuentes de abastecimiento, con el propósito de ocasionar una dilución y amortiguar la carga contaminante, para lo cual se utiliza agua del Tratado Internacional entre México y Estados Unidos (74 Mm3) anuales, así como agua de bombeo de naturaleza salina y salina-sódica (16 Mm3), (Palomo y Figueroa, 2005)

Existen dos periodos definidos sobre la calidad del agua residual, el primero de ellos comprendido de abril a septiembre donde el agua residual se mezcla con agua de bombeo y agua del Tratado Internacional y coincide este periodo con la mayor demanda evapotranspirativa de los cultivos. El periodo O-I que define la calidad del agua residual se presenta en los meses octubre a marzo, durante el cual no se mezcla con otras fuentes de abastecimiento, aunque ocasional-mente se incorpora agua de bombeo para complementar el aniego de parcelas que serán sembradas con algodonero.

Durante el periodo invernal (O-I) en que no se lleva a cabo el mezclado de agua residual con agua del río Bravo y agua de bombeo profundo, puede presentarse un proceso de auto purificación físico con una consecuente degradación y descomposición de la materia orgánica en las corrientes contaminadas, hasta un punto tal que el agua residual recupera parcialmente su condición física y química, ya que interviene el tiempo, distancia de recorrido dentro del Distrito de Riego,

temperatura, abastecimiento de oxigeno y factores ambientales que regulan el desarrollo biológico.

Por otro lado la dilución que se presenta en el ciclo P-V permite una remoción significativa de parámetros físico químicos y nutrientes del agua residual (Palomo y Figueroa, 2005), así como de coliformes fecales y totales (Palomo y Figueroa, 2006), aunque el proceso de dilución está en función del volumen de mezclado. El objetivo de la investigación fue establecer las variaciones estacionales de diferentes contaminantes fisicoquímicos del agua residual para los ciclos O-I y P-V, así como establecer la variabilidad espacial ocasionada por el efecto de dilución.


La investigación se desarrolló en el Valle de Juárez, Chihuahua ubicado al norte del Estado de Chihuahua y localizado entre los meridianos 105° 30’ y 106° 30’ de longitud oeste y los paralelos 30° 56’ y 31° 45’ de latitud norte; la zona indicada, se presenta en forma alargada a lo largo del río Bravo y comprende los municipios de Juárez, Guadalupe y Praxedis, G. Guerrero. Previo a la inauguración y operación de las plantas de tratamiento de agua residual de Ciudad Juárez, se llevó a cabo el presente estudio, mismo que forma parte del proyecto “Contaminación en la agricultura del Valle de Juárez, por el uso de agua residual” y que fue financiado por CONACYT-INIFAP y Junta Municipal de Agua y Saneamiento de Ciudad Juárez (JMAS). Se colectó agua residual durante el periodo octubre-marzo (O-I), que regularmente es cruda y eventualmente se mezclan algunos pozos de bombeo a lo largo del DR-009, además se muestreó el agua residual mezclada durante abril-septiembre (P-V). Los sitios de muestreo correspondieron para agua residual cruda en Loma Blanca (Km. 17 de la carretera Juárez-Porvenir) y aguas abajo se involucraron los sitios que corresponden para San Isidro (Km. 26), Tres Jacales (Km. 39), Guadalupe D. B. (Km. 48), Praxedis, G. Gro. (Km. 60) y San José de Paredes (Km. 74); la frecuencia de muestreos se realizó a intervalos mensuales.

La colecta, preservación, transporte y análisis de muestras se realizó bajo los


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procedimientos de APHA-AWWA-WPCF (1992) y los parámetros analizados fueron: Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO), Demanda Química de Oxígeno (DQO), fenoles, detergentes o sustancias activas al azul de metileno (SAAM), grasas y aceites, turbidez, fluoruros y sólidos en sus diferentes formas (volátiles, sedimentables y suspendidos totales).

Se utilizó el método geoestadístico de estimación para modelizar los datos que se encuentran correlacionados con el espacio, tal como lo indican Miyamoto y Cruz (1987), Cámara y Cluis (1991), Assadian et al., (2003); los análisis de variación espacial fueron realizados con GSPLUS (GS+) versión 2.11, Clark (1982).

Dentro del análisis geoestadístico, los variogramas fueron expresados como la media aritmética de todos los cuadrados de las diferencias entre pares de valores experimentales separados una distancia h, o lo que es lo mismo la varianza de los incrementos de la variable regionalizada en las localizaciones separadas por una distancia h, del cual se establece la relación: Z (x+h) - Z(x) = 2γ (h), de esta forma la función γ (h) denominada semivarianza, fue obtenida por la expresión:

[ ]∑=

+−=)(

1

2)()()(2

1)(hNp

iii hxZxZ

hNphγ

Donde γ (h) representa la semivarianza de

cada parámetro fisicoquímico del agua residual (valor medio para el ciclo P-V y O-I), a lo largo del DR-009 donde se registra una continuidad decreciente en la concentración de cada parámetro, de acuerdo al planteamiento establecido por Weerts y Bierkens (1993) y Chica-Olmo (1987), indicados además por Quintín-Cuador (2005). El resto de los parámetros que conforman el modelo son:

Np (h) = Número de pares a la distancia h h = Incremento Z (xi) = Valores experimentales Xi =Localizaciones donde son medios los valores z (xi)


Existe una similitud en el comportamiento de las variaciones estacionales (O-I y P-V) para los parámetros DBO, DQO, grasas y aceites, detergentes o sustancias activas al azul de metileno (SAAM), fenoles, turbidez y sólidos en sus diferentes formas (volátiles, sedimentables y suspendidos totales); la única variante registrada corresponde para O-I y P-V, ya que DBO, DQO y fenoles registran una mayor concentración durante el periodo P-O, comparado con P-V, en tanto turbidez, SAAM, grasas y aceites, sólidos volátiles y sólidos suspendidos, poseen su mayor concentración en el ciclo P-V. Para las localidades Loma Blanca (km 17), San Isidro (km 26) y Tres Jacales (km 39) se presenta un aparente equilibrio en la concentración de todos los parámetros y a partir de este último sitio de muestreo, inicia un progresivo decremento en su concentración, debido a la incorporación de diversos pozos de bombeo al canal principal de riego, ya que durante el ciclo P-V se tiene que abastecer principalmente, la demanda evapotranspirativa de cultivos como algodón, alfalfa y sorgo, en tanto para O-I se abastece de riego a avena y alfalfa. La incorporación de pozos de bombeo ocasiona una dilución progresiva del agua que originalmente era residual-cruda en Loma Blanca y después de Tres Jacales (km 39), se registra un punto de inflexión marcado con un decremento en la concentración de cada parámetro. Las propiedades de variabilidad espacial a lo largo del DR-009 indican que el efecto de dilución del agua residual se caracteriza por presentar una continuidad decreciente en la concentración de cada parámetro fisicoquímico (Cuadro 1) y los valores de semivarianza se encuentran estrechamente asociados a distancia. Los mejores modelos de ajuste corresponden para fenoles, turbidez, DBO, SAAM, así como grasas y aceites, con coeficientes de correlación altamente significativos. El modelo lineal segmentado predomina para describir la estructura espacial del semivariograma experimental para turbidez, DBO, SAAM, así como grasas y aceites, donde el rango de la dependencia espacial va desde 42 a 50 km a


118

lo largo del DR-009 (Cuadro 1). Fenoles es el parámetro que se encuentra más fielmente representado en su variabilidad espacial, donde el modelo de menor ajuste tiene un rango de dependencia espacial (Ao) de 98 km. Los parámetros DBO, DQO y fenoles registran un comportamiento similar y el punto de inflexión que denota el efecto de dilución inicia en la localidad Tres Jacales, con una continuidad decreciente en su concentración (Figura 1). La prueba de DBO fue evaluada para medir la

cantidad de oxígeno consumido por los microorganismos al oxidar la materia orgánica; este parámetro registra una concentración mayor del 95 por ciento para el periodo invernal comparado con P-V. La prueba de DQO evaluada para medir la capacidad de oxidar las substancias orgánicas bajo el concepto de consumo de oxígeno por la oxidación, es mayor durante el periodo O-I en un 77 por ciento comparada con P-V. Por otro lado la concentración de fenoles es 65 por ciento mayor en O-I que en P-V.

Cuadro 1. Modelos ajustados a los semivariogramas de algunas propiedades fisicoquímicas del agua residual en Valle de Juárez Chihuahua. Parámetro Modelo de mejor ajuste Co Co+C Ao R2 DBO Lineal segmentado 1.00 2113 42.40 0.940 ** DQO Lineal segmentado 10.00 00.000124 40.00 0.645 ns SAAM Lineal segmentado 0.01 24.01 43.70 0.935 ** Fenoles Gaussiano 1.00 2111 98.00 0.989 ** Turbidez Lineal segmentado 10.00 5458 50.20 0.977 ** Grasas y aceites Lineal segmentado 0.10 273 47.10 0.921 ** Fluoruros Gaussiano 0.0001 0.1848 134.20 0.563 ns Solid. volátiles Gaussiano 10.00 9120 81.50 0.833 *

Figura 1. Variaciones estacionales que registran la DBO, DQO y fenoles en agua residual para los ciclos O-I y PV a lo largo del DR-009 del Valle de Juárez, Chihuahua. Para turbidez y SAAM (Figura 2), se presenta una mayor concentración durante P-V, debido a dos situaciones: 1. El periodo de entrega de aguas del río Bravo estipulada en el Tratado Internacional de 1906, ocurre durante este periodo abril-septiembre y son aguas superficiales de naturaleza turbia con una alta proporción de sólidos sedimentables y por otro lado, 2. Es durante el periodo P-V cuando se intensifica el uso de detergentes entre la población. Los parámetros turbidez y SAAM son simi-

lares en su comportamiento, ya que su punto de inflexión inicia en forma similar en Tres Jacales, lo que denota un decremento en su concentración hacia el final del DR-009; grasas y aceites inicia su punto de inflexión en Guadalupe D. B. sólo que con un irregular comportamiento, ya que en este sitio de muestreo se incrementa su concentración y tiende a disminuir progresivamente (Figura 2). Para el caso de SAAM es en promedio 116 por ciento mayor en el ciclo P-V comparado con O-I, en tanto grasas y aceites registra una concentra-

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ción mayor del 71 por ciento en P-V comparado con O-I. Por otro lado sólidos volátiles y sedimentables guardan un comportamiento similar al mostrado por DBO, DQO, turbidez y SAAM, donde su punto de inflexión se localiza en forma marcada para la localidad de Tres Jacales (Figura 3). La concentración de sólidos volátiles, sólidos sedimentables y sólidos suspendidos es mayor

para el ciclo P-V en 39, 84 y 5 por ciento comparado con O-I. Fluoruros permanece prácticamente estable en todo el DR-009 para P-V y O-I, excepto que en el último sitio de muestreo que corresponde a San José de Paredes, se registra la mayor concentración en O-I, seguramente porque se registran concentraciones de este parámetro en agua de bombeo para las localidades comprendidas entre Colonia Esperanza y hasta San José de Paredes.

Figura 2. Variaciones estacionales de turbidez, detergentes (SAAM), así como grasas y aceites en agua residual para los ciclos O-I y PV a lo largo del DR-009 del Valle de Juárez, Chihuahua.

Figura 3. Variaciones estacionales de sólidos volátiles, sólidos sedimentables y fluoruros en agua residual para los ciclos O-I y PV a lo largo del DR-009 del Valle de Juárez, Chihuahua.

CONCLUSIONES

Las fluctuaciones periódicas de comporta-miento que registran los parámetros fisicoquímico del agua residual, está influenciado por fenómenos de disponibilidad, distribución y operación de los recurso del agua de riego para los ciclos P-V así

como O-I en Valle de Juárez; estas variaciones se encuentran íntimamente correlacionadas a los volúmenes de agua que se utiliza para el mezclado y que corresponden a agua del río Bravo y bombeo respectivamente. El efecto de dilución del agua residual presenta una continuidad decreciente en la

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concentración de cada parámetro fisicoquímico evaluado, excepto para fluoruros que muestra una estabilidad a lo largo del DR-009. Los valores de semivarianza se encuentran estrechamente asociados a distancia y los mejores modelos de ajuste corresponden para fenoles, turbidez, DBO, SAAM, así como grasas y aceites, con coeficientes de correlación altamente significativos. Durante el periodo O-I los parámetros DBO, DQO y fenoles son 95, 77 y 65 por ciento superiores al periodo P-V respectivamente; por otro lado los parámetros turbidez, SAAM, grasas y aceites, sólidos volátiles y sólidos sedimentables fueron 61, 110, 72, 39 y 84 por ciento superiores en el ciclo P-V comparado con el ciclo O-I.

LITERATURA CITADA APHA-AWWA-WPCF. 1992. Standard methods for the

examination of water and wastewater. 17 Edition. American Public Health Association, American Water Works Association, Water Pollution Control Federation. USA

Assadian N. W., C. Vogel., Z. Sheng, U. Figueroa V., and M. Palomo-Rodríguez. 2003. Heavy metal distribution in open canals and drains in the upper Rio Grande Basin. Soil and Sediment Contamination 12(3):305-323

Camara, D. O. and Cluis, D. 1991. Spatial variability of some physico-chemical properties in an experimental plot affected by salinity in northwestern Mexico. Intenational seminar on efficient water use. Mexico, p. 312-319

Chica-Olmo, M. 1987. Análisis Geoestadístico en el Estudio de la Explotación de Recursos Minerales, Tesis Doctoral, Universidad de Granada, España, 387 p.

Clark, I. 1982. Practical geostatistics. Department of mineral resources engineering. Royal school of mines. Imperial College of Science and technology. London UK. Applied Science publishers LTD, London. 228 p.

Miyamoto, S. and Cruz I. 1987. Spatial variability of soil salinity in furrow irrigated torrifluvents. Soil Sci. Soc. Am. J. 51:1019-1025

Palomo R. M. y Figueroa V. U. 2005. Variabilidad espacial de nutrientes en agua residual del Valle de Juárez, Chihuahua. Agrofaz 5(3):95-103

Palomo R. M. y Figueroa V. U. 2006. Variabilidad espacial aplicada a coliformes en agua residual a lo largo del Distrito de Riego 009. Ciencia en la frontera 4(1): 32-37

Quintín-Cuador, G. 2005. Elementos de geoestadística. Departamento de informática. Universidad del Pinar del Río. Cuba.

Weerts, H. J. T., and Bierkens, M. F. P. 1993. Geostatistical Analysis of Over Bank Deposits of Anatomising and Meandering Fluvial Systems; Rhine-Meuse Delta. The Netherlands Sedimentary Geology 85. Elsevier Sciences Publishers B.V., pp. 221-232.

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MORFOLOGÍA Y CRECIMIENTO DE UNA PLANTA NATIVA (Agave victoriae-reginae) DEL NORTE DE MÉXICO CON ANALIZADOR DE IMAGEN

Morphology and Growth of a Native Plant (Agave victoriae-reginae) from the North of Mexico; with an Image Analyzer

Guillermo González Cervantes1, Eduardo Chávez Ramírez1, José Luis González Barrios1,

Luis Manuel Valenzuela Núñez1 y María del Carmen Potisek Talavera1

1Investigadores del INIFAP CENID-RASPA. Apartado postal 35140 Cd. Lerdo Durango. E-mail: [email protected]

RESUMEN

Este artículo presenta una técnica de análisis de imagen que describe la morfología de embrión y semilla y el crecimiento en área foliar de una Agavacea, bajo micro-computadora. Para ello se obtuvieron semillas y plántulas de 6,12 y 18 meses de edad, los resultados muestran que, a la edad de 6 meses las plántulas presentan dos hojas perpendiculares donde aún no se define el pequeño rosetón, a los 12 y 18 meses, la planta muestra una roseta compuesta de cinco y ocho hojas respectivamente, donde el crecimiento es lento durante los primeros seis meses, enseguida se incrementa de manera exponencial hasta los 12 meses, para cambiar a una tendencia lineal y de mayor crecimiento a los 18 meses. Palabras clave: Agavacea, Análisis de imágenes, Plántula.

SUMMARY

This article shows a technique of image

analysis that describes the morphology of egg and seed and the growth of an Agavacea, in micro-computer. In order to achieve these results were obtain seed and plantlets of six, twelve and eighteen month’s age. The results show at six month’s age the plantlet presents two perpendicular leaves where are not still define the little rosette, at twelve and eighteen months, the plant shows a composite rosette of five and eight leaves respectively, where growth is slow during the six first months, after that, increase in an exponential way until twelve months, to change to a lineal tendency and mayor growth at eighteen months.

Key words: Agavacea, Image analyzers, Plantlet.

INTRODUCCIÓN

Más de dos terceras partes del territorio mexicano presentan aridez climática, que se manifiesta con sequías de períodos cortos y fluctuaciones climáticas a largo plazo (Descroix et al., 2004), en estas regiones, la fragilidad climática y la degradación superficial del suelo mediante los diferentes sistemas de explotación extensiva (ganadería) que ahí se realizan, generalmente impactan en el crecimiento y desarrollo de plantas nativas, así también la explotación irracional de plantas xerófitas a través del saqueo comercial, lo anterior como principal actividad económica (Anaya y Barral,1995), El Desierto Chihuahuense y altiplano se ubican al norte del país, donde se presenta un gradiente climático de árido a semiárido (Estrada, 1999) con una vasta vegetación nativa de tipo xerófita, considerada única en el país y emblemática a nivel mundial, como las agavaceas (tequila, noa) y las cactáceas (nopal). En la actualidad, estas plantas emblemáticas están disminuidas y en peligro de extinción, debido a un consumo desmedido, a la fabricación de licores y al uso en medicina homeopática, para satisfacer al mercado nacional e internacional. Para conservar las especies en peligro de extinción y propagar su desarrollo y expansión, se requiere de la interacción del conocimiento acumulado de diversas tecnologías combinadas en estrategias integradas (Martínez y Chávez, 1996), estas pueden ser válidas y deben explorarse, cuidando de no poner en peligro a la propia naturaleza o a la especie (Martínez y Chávez, 1996)

RECURSOS FORESTALES – AGROFAZ VOLUMEN 9 NÚMERO 3, 2009

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Dada la fragilidad de estas plantas ante el hombre, se propone un método de aproximación para describir el crecimiento de una planta nativa (Agave victoriae reginae) y con problemas de disminución y extinción, basado en sus características morfológicas, lo cual se puede realizar a través de un analizador de imagen, procedimiento que cuenta ya con un importante desarrollo en el estudio de la biodiversidad de plantas, dendocronología y porosidad del suelo (Bouma et al., 1979; Stengel, 1979; German y Beven, 1981; Bullock y Mc Keague, 1984; Bruand, 1986; Curmi, 1988; Grimaldi y Boulet, 1989-90; Hallaire, 1997; Hallaire et al., 1997; González, 2002). Por lo anterior se presenta el siguiente objetivo implementar una técnica de aproximación mediante la obtención y análisis de imagen de embrión, semilla, hoja y plántula de una Agavacea (Agave victoriae-reginae), disminuida y en vía de extinción, para describir su morfología y crecimiento.


Características del Área de Recolección de Semillas Este estudio se inició a partir de un recorrido de campo en el Cañón de Fernández ubicado en el altiplano mexicano dentro del Desierto Chihuahuense. El Cañón se localiza entre 25º 16´ y 25º 18´ N y 103º 46´ y 103º 48´ O, dentro del municipio de Lerdo Dgo. El clima árido de la región se caracteriza por una precipitación media anual de 250 mm, con una estación de lluvias estival de mayo a septiembre con 80 y 90 por ciento del total de la lluvia. Las lluvias invernales de noviembre a enero representan entre el 10 y 15 por ciento de este total.

Obtención de Semilla y su Germinación

En un recorrido de campo realizado los meses de marzo a septiembre en el Cañón de Fernández, se detectaron y seleccionaron plantas de noa (Agave victoriae-reginae) para su reproducción en condiciones de protección externa, para ello se seleccionaron plantas in situ

y en estado reproductivo, enseguida se procedió a colectar semilla, mediante la separación del escapo maduro, para obtener la semilla y transportarla al laboratorio para, con posterioridad, separarla del recubrimiento orgánico que la protege mediante una cámara de selección a base de viento. La germinación de la semilla se realizó con un total de 5,000 semillas en diferentes momentos, en un túnel cubierto con plástico, prevaleciendo una temperatura máxima de 40 0C y una mínima de 15 0C. Se inició con la inmersión de semilla en agua de la llave durante ocho horas, después se depositaron en charolas de unicel en dimensiones de 64 x 32 x 6 cm para 200 semillas y se utilizó sustrato germinativo (peat moss), con una composición orgánica de sphagnun (humus) de Canadá 70 por ciento, perlita 10-15 por ciento y vermiculita 10-15 por ciento. Finalmente se cubrió la charola con plástico negro para acelerar la germinación y se colocaron bajo condiciones de protección ambiental externa. Este procedimiento se repitió cada seis meses durante dos años, con la finalidad de obtener plantas de diferentes edades para su análisis por imagen. Manejo de las Plántulas

Los primeros 30 días posteriores a la germinación de las plántulas, se irrigaron cada 24 horas lo suficiente para humectar el sustrato; posterior a los 30 días, el riego se aplicó cada 48 horas considerando la temperatura ambiental, la regulación de ésta al interior del túnel se realizó con la apertura y cierre de las puertas. Selección de Plántulas

Lo anterior se realizó cada seis meses durante dos años, para obtener y seleccionar plántulas de diferentes edades 6, 12 y 18 meses (Figura 1). Las semillas germinadas (plántulas), se transplantaron a macetas de plástico de 10 cm de diámetro y se mantuvieron en el túnel hasta el momento en que se aplicaron los tratamientos de humedad y nutrición, después de lo cual se colocaron en macetas de mayor diámetro (15 cm) y se mantuvieron bajo una maya sombra del 50 por ciento.


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(a)

(b)

©

Figura 1. Plántulas de (a) 18, (b) 12 y (c) 6 meses de edad.

La Técnica de Análisis de Imagen

La obtención y análisis de imagen se realizó con la ayuda de una cámara digital de 4.1 mega píxeles, para hacer tomas fotográficas de las plántulas de diferentes edades. La cámara se ubicó a una distancia de 70 mm, en seguida la digitalización se realizó bajo la forma de la matriz rectangular de 84 x 62 mm, es decir, 5 mil 208 mm2, con una resolución espacial de 37 µm por píxel. El tratamiento de la imagen se realizó con la ayuda de un analizador Image Pro Plus® v4.5 (Media Cybernética, Maryland, USA) empleando micro computadora personal en el laboratorio del CENID - RASPA en Gómez Palacio, Durango perteneciente al INIFAP. Características Morfológicas

La caracterización de la superficie foliar se realizó a partir del área de su sección expresada sobre la imagen y descrita por la Ecuación 1 (Coster y Chermant, 1985).

T = 4π x área (1) El perímetro de las plántulas se calculó a

partir del área y perímetro de la sección de cada plántula observada sobre la imagen y que se

describe por la ecuación 2 (Coster y Chermant, 1985; Hallaire et al., 1997).

F = (perímetro)2 / 4π x área (2) La morfología del embrión se obtuvo al

realizar dos cortes transversales y cortes en la parte superior y basal de la semilla, enseguida se extrajo el embrión de la parte central de la misma y se obtuvieron imágenes para su análisis.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN La morfología de la semilla presenta una forma de media luna en su parte superior y circular en su parte basal o inferior, el color de esta semilla es café intenso y presenta una rugosidad que parte en dos a la semilla (Figura 2).

(a) (b)

Figura 2. Morfología de la semilla de noa: (a) imagen normal, (b) imagen binaria. Variables Medidas

Las mediciones hechas para el embrión y

la semilla fueron: ancho (mm), largo (mm), área (mm2) y el perímetro (mm2) y para las plántulas se consideró la longitud (mm), ancho (mm), ángulo (grados), área de la hoja (mm2) y el área total (mm2).

Se correlacionó el área foliar y la edad de la plántula de la roseta para describir su crecimiento. El Cuadro 1 presenta las caracteris-ticas morfológicas de semillas y embrión, donde la longitud de la semilla varía de 7.9 a 10.1 mm, su anchura de 5.6 a 6.0 mm, con una área superficial de 37.9 a 50.7 mm2, estas variaciones sugieren cuantificar las dimensiones del embrión con la finalidad de realizar estudios para relacionar aquellas semillas que tengan mayor probabilidad


124

de sobrevivencia mediante la caracterización del embrión.

Cuadro 1. Características de la semilla y embrión de noa.

Semilla Embrión Ancho en mm

promedio desviación estándar

6.0 5.7 5.6 5.8 5.8

0.17

1.0 0.9 0.9 1.0 1.0 0.14

Largo en mm


10.1 8.9 9.1 7.9 9.0

0.90

7.2 5.8 5.8 5.5 6.1 0.76

Área en mm2


50.7 40.5 44.6 37.9 43.4 5.58

8.1 4.8 5.0 5.1 5.8 1.57

Perímetro en mm2


29.0 25.2 27.0 24.1 26.3 2.15

15.5 12.6 12.7 12.0 13.2 1.56

Características del Embrión

Se observaron embriones en forma de bacilos de longitud alargada (Figura 3) y coloración de blanco a beige. El Cuadro 1 presenta sus características, donde se observa que hubo variación en la longitud del embrión de 5.5 a 7.2 mm, anchura de 0.9 a 1.2 mm y área superficial de 4.8 a 8.1 mm2. Al comparar las dimensiones de la semilla y el embrión, se observa que el embrión ocupa la décima parte del área total de la semilla y es cinco veces menor en amplitud, pero en la longitud sólo es 0.3 mm menor, diferencia debida a los cortes realizados para su extracción. El área ocupada por el embrión representó la séptima parte del área total de la semilla.

(a)

(b)

Figura 3. Embrión de semillas de noa mediante el análisis de imagen;

Al ser más grande la semilla se tiene mayor cantidad de reserva disponible, por lo tanto, mayor posibilidad de sobre vivencia. Características de la Roseta de la Noa

En la Figura 4 se muestra la roseta de plántulas de edades diferentes, la parte oscura de la imagen, representa la manera de cómo se analizó cada hoja para obtener los valores promedios que se muestran en el Cuadro 2. este análisis muestra que a la edad de seis meses las plántulas presentan dos hojas perpendiculares todavía sin definir el pequeño rosetón; a los 12 meses, la planta muestra una roseta compuesta de cinco hojas; y a 18 meses, la roseta es de mayor diámetro y formada por ocho hojas.

(a) (b)

(c)

Figura 4. Morfología de hojas de noa. (a) 18; (b) 12; (c) 6 meses.


125

En el Cuadro 2 se aprecia que las plántulas de seis meses de edad muestran una cantidad menor de hojas (2) longitud de 4 mm, anchura 1 mm y un ángulo de 174°, con una área foliar total de 11 mm2, las plántulas de 12 meses presentan un incremento en la longitud (11 mm), anchura (4 mm), área foliar (188 mm2) y un decremento en el ángulo (94°), finalmente las plántulas de 18 meses muestran un incremento en su longitud (21 mm), anchura (5 mm) y área foliar (652 mm2) y también se disminuyó el ángulo hasta 54°. Las plántulas de 6 meses carecen de la roseta, ello se constata por el ángulo existente entre las hojas (Figura 5); en cambio en plantas de 12 y 18 meses el ángulo disminuye y se incrementa el número de hojas.

La roseta presenta un crecimiento lento en área foliar durante los primeros seis meses, enseguida se incrementa el crecimiento de forma exponencial, para tener un desarrollo constante de tendencia lineal de los 12 a los 18 meses.

Esto sugiere que durante los primeros seis meses la noa requiere de mayor protección a los factores externos, ello puede ayudar a explicar los índices elevados de mortandad durante el proceso de sobre vivencia de plántulas, ya que es el

período crítico de adaptación a las condiciones ambientales y al tipo de explotación irracional.

CONCLUSIONES

La búsqueda de relaciones entre el

crecimiento y las características de la semilla, embrión y plántula de noa (Agave victoriae-reginae) permitió describir su morfología y crecimiento mediante el análisis de imagen.

Este análisis de la semilla y embrión a

partir de sus características morfológicas, permitió demostrar, que el embrión ocupa la décima parte del área total de la semilla y es cinco veces menor en amplitud, pero en la longitud sólo es 0.3 mm menor. El área ocupada por el embrión representó la séptima parte del área total de la semilla.

Por otra parte, la roseta presenta un

crecimiento lento en área foliar durante los primeros seis meses, enseguida se incrementa el crecimiento de forma exponencial, para tener un desarrollo constante de tendencia lineal de los 12 a los 18 meses.

Cuadro 2. Valores promedio de tres plántulas de noa.

Edad (meses) Longitud (mm) Ancho (mm) Ángulo Área de la hoja (mm2) Área total (mm2)

18 21 5 54° 72 652 12 11 4 94° 31 188 6 4 1 174° 4 11

Promedio 12 3.3 107.3 35.7 283.7 Desviación estándar 8.5 2.1 61.1 34.2 331.0

Correlación Área Foliar - Edad de la Plántula

y = 0.0131x3.7799

R2 = 0.9946

0

200

400

600

800

0 6 12 18 24

Edad en meses

Are

a su

perf

icia

l m2

Figura 5. Correlación de crecimiento en área foliar de plántulas de noa.


126

LITERATURA CITADA Anaya, E. y H. Barral. 1995. La ganadería y su manejo

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127

TRATAMIENTOS A LA SEMILLA DE ORÉGANO (Lippia graveolens HBK) PARA INCREMENTAR EMERGENCIA Y CRECIMIENTO DE PLÁNTULAS

Oregano (Lippia graveolens HBK) Seed Treatments to Increase Seedling Emergence and Growth

Ma. Magdalena Villa Castorena1, María de Lourdes González López1, Ernesto Alonso Catalán Valencia1,

Marco Antonio Inzunza Ibarra1 y Abel Román López1

1Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias, CENID RASPA Km 6.5 Margen Derecha Canal Sacramento, Gómez Palacio, Dgo, México. 35140. E-mail: [email protected]

RESUMEN

El orégano es una especie aromática con gran potencial económico, ya que tiene demanda a nivel internacional por sus usos en la industria farmacéutica, de alimentos, cosmética y en la elaboración de plaguicidas. La semilla de orégano tiene bajos porcentajes de germinación por lo que el propósito del presente estudio fue evaluar diferentes tratamientos a la semilla para incrementar la emergencia y crecimiento de plántulas de orégano. El estudio se condujo en un invernadero de clima controlado ubicado en Gómez Palacio, Durango. Se evaluaron doce tratamientos a la semilla que consistieron en la inmersión en ácido giberélico y agua a diferentes tiempos. Se utilizó un diseño experimental de bloques al azar con cuatro repeticiones, cada unidad experimental comprendió un grupo de 100 semillas. Éstas se sembraron en charolas de poliuretano expandido llenas con turba húmeda, las plántulas se regaron una o dos veces al día con un sistema de riego por aspersión tipo nebulizador. Se contabilizó el número de plantas emergidas a partir del quinto día y hasta los 35 días después de la siembra (dds), También se registró la altura de planta, área foliar y peso seco del vástago y de la raíz a los 110 dds. Los tratamientos a la semilla afectaron la emergencia y el crecimiento de plántulas de orégano; el tratamiento con ácido giberélico a una concentración de 250 ppm y un tiempo de 12 h mostró la emergencia más alta (47 %) en tanto que el tratamiento con ácido giberélico a 200 ppm y un tiempo de inmersión de 24 promovió el porcentaje más bajo (24 %).

Palabras clave: Altura de planta, Área foliar, Peso seco.

SUMMARY

Oregano is an aromatic species with great

economic potential because it has worldwide demand for its applications in the pharmaceutical industry, food, cosmetics and the development of pesticides. Oregano seed has low germination rates, thus, the purpose of this study was to evaluate different seed treatments to improve emergence and seedling growth of oregano. The study was conducted in a climate-controlled greenhouse located at Gomez Palacio, Durango. Twelve seed treatments, which consisted of immersion in gibberellic acid and water at different times, were evaluated. A randomized block experimental design with four replications was used and each experimental unit consisted of a group of 100 seeds. These were planted in expanded polyurethane trays filled with moist peat moss; seedlings were irrigated once or twice daily with a sprinkler system type nebulizer. The number of plants emerged was registered from the fifth day until 35 days after sowing (das), also plant height, leaf area and dry weight of shoot and root were measured at 110 das. The seed treatments affected the emergence and seedling growth of oregano, treatment with gibberellic acid at a concentration of 250 ppm and a time of 12 h showed the highest emergence (47 %), while gibberellic acid treatment 200 ppm and a soak time of 24 promoted the lowest percentage (24 %). Key word: Plant height, Leaf area, Dry weight.


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INTRODUCCIÓN

La búsqueda de nuevas alternativas de producción agrícola en las zonas áridas de México tiene que contemplar métodos que permitan hacer un mejor uso del agua y/o especies tolerantes a la sequía. Dentro de estas últimas se encuentran las especies nativas de estas zonas que por estar adaptadas a baja disponibilidad de agua representan una opción viable para su explotación como cultivo.

El orégano es una especie nativa de las zonas áridas de México donde se recolecta y se comercializa para generar ingresos a las familias de esas zonas. Es una especie aromática con gran potencial económico, ya que tiene demanda a nivel internacional por sus usos en la industria farmacéutica y cosmética (Silva, 2003). Actual-mente se estudian y prueban sus propiedades como conservador de alimentos, anticancerígeno, plaguicida y antimicrobiano (Martínez-Rocha et al., 2008; Portillo et al., 2004; Zheng y Wang. 2001). También se estudia la composición química del tallo de orégano por su contenido importante de flavonoides que pueden contribuir al desarrollo de nuevos compuestos con aplicaciones en la agronomía y medicina (González et al., 2007) lo cual le da aún más importancia.

México es uno de los países con mayor producción de orégano, con alrededor de 4 mil toneladas anuales, y uno de los mayores exportadores de esta especie, superado sólo por Turquía (Huerta, 1997). Debido a la composición química de sus aceites esenciales, el orégano mexicano es considerado como el de más alta calidad, lo que le ha permitido un mayor despegue a su comercialización en los últimos años. El costo promedio de la hoja seca de orégano por kilo varía de ocho a once pesos (CONAFOR, 2007).

El orégano puede propagarse por semilla (Corella et al. 2007; Olhagaray et al., 2005: Silva, 2003), por estacas (Benavides, 1991) o por clonación in vitro (Armendáriz, 1991). Cada método tiene sus propias limitaciones. Por ejemplo, en la propagación por semilla se ha visto que se tiene muy bajo porcentaje de germinación, por lo cual se han estudiado diferentes tratamientos pregerminativos incluyendo el remojo en agua, tratamiento con ácido giberélico, manitol

y tratamiento con nitrato de potasio (Corella et al., 2007; Silva, 2003), aun así se reporta baja germinación. El propósito del presente estudio fue evaluar diferentes tratamientos a la semilla para incrementar la emergencia y crecimiento de plántulas de orégano.


El presente estudio se llevó a cabo durante

los meses de octubre a diciembre del 2008 y enero del 2009 en un invernadero de clima controlado ubicado en Gómez Palacio, Dgo. Está cubierto con policarbonato en sus lados laterales y frontales y de polietileno en el techo.

Se evaluaron doce tratamientos a la semilla que consistieron en la inmersión en ácido giberélico y agua a diferentes tiempos (Cuadro 1). Se utilizó un diseño experimental de bloques al azar con cuatro repeticiones; cada unidad experimental comprendió un grupo de 100 semillas. Estas se sembraron en charolas de poliuretano expandido llenas con turba (peat moss) húmeda, se cubrieron con una capa delgada de turba, se regaron, se envolvieron con plástico negro y se colocaron en bancales dentro del invernadero. Cuadro 1. Tratamientos a la semilla evaluados. Tratamiento Tiempo de

inmersión 1. Ácido giberélico 100 ppm 24 h 2. Ácido giberélico 200 ppm 12 h 3. Ácido giberélico 200 ppm 24 h 4. Ácido giberélico 250 ppm 12 h 5. Agua caliente (50°) 12 h 6. Agua caliente (50°) 24 h 7. Agua caliente (40°) 12 h 8. Agua caliente (40°) 24 h 9. Agua a temperatura ambiente 24 h 10. Agua a temperatura ambiente 48 h 11. Agua a temperatura ambiente 5 d 12. Testigo (sin tratar)

Al quinto día, las charolas se destaparon y

se contabilizó el número de plantas emergidas, lo cual se hizo en forma diaria hasta los 35 días después de la siembra (dds). Las plántulas se regaron una o dos veces al día con un sistema de


129

riego por aspersión tipo nebulizador con tiempos variantes desde los dos hasta cinco minutos, dependiendo de las condiciones ambientales en el invernadero. La Figura 1 muestra detalles del tratamiento a la semilla y siembra.

El estudio se condujo hasta los 110 dds y

en ese momento se registraron altura de planta, área foliar y peso seco del vástago y de la raíz.

Estas mediciones se hicieron en diez plantas tomadas al azar en cada tratamiento y repetición.

El análisis de la información se hizo en dos formas: los datos del porcentaje de emergencia a través del tiempo se ajustaron a un modelo matemático mediante regresión lineal y los datos de crecimiento de la plántula se analizaron mediante análisis de varianza y comparación de medias con la prueba Duncan (P=0.05).

Figura 1. Semilla tratada, siembra y emergencia de plántula.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN Emergencia

Los datos de porcentaje de emergencia de plantas hasta los 35 días después de la siembra (dds) se ajustaron a un modelo polinomial de segundo grado (Cuadro 2). Todos los modelos explicaron arriba de un 85 por ciento la emergencia en función del tiempo (R2). El tratamiento cuatro mostró la mayor tasa de emergencia de plántulas (coeficiente de X) con respecto al resto de los tratamientos y al testigo; superó en un 31, 44 y 68 por ciento a la tasa observada en los tratamientos dos, uno y tres, respectivamente, todos ellos con aplicación de ácido giberélico pero con diferente concentración y tiempo de inmersión. También el tratamiento cuatro superó a todos los tratamientos con agua y al testigo. Tuvo una tasa de emergencia superior en un 30 por ciento al tratamiento seis; 72 por ciento mayor, en promedio, que los tratamientos diez y once; 80 por ciento mayor que los tratamientos siete, ocho y nueve. Además la tasa

de emergencia de plántulas en el tratamiento cuatro fue el doble de la observada en el tratamiento cinco y superior al testigo en un 55 por ciento (Cuadro 2). Los días a máxima emergencia fluctuaron entre los 24 y 28 dds, con el mínimo valor para el tratamiento tres y el máximo para el tratamiento nueve. La mayoría de los tratamientos tuvo su máxima emergencia de plantas a los 25 dds (Cuadro 2).

En general, el porcentaje de emergencia de plántulas fue bajo, con sólo un 47 por ciento para el mejor tratamiento (cuatro), le siguieron los tratamientos dos, el testigo y el siete, con un 9, 11 y 13 por ciento menos emergencia, respectivamente. Esos tratamientos tienen en común el tiempo de inmersión de la semilla que fue de 12 h, aunque difirieron en la sustancia empleada, en los dos primeros tratamientos se usó ácido giberélico variando la concentración y en el tratamiento siete se usó agua a 40 °C (Cuadro 2). Las emergencias más bajas se registraron en los tratamientos tres y diez con apenas 51 y 55 por ciento, respectivamente de la emergencia obtenida con el mejor tratamiento.


130

Cuadro 2. Modelos matemáticos para el porcentaje de emergencia de plántula en función del tiempo en días después de la siembra para cada tratamiento. Tratamiento

Modelo†

R2

Días a máx. emerg.

% máx. de emergencia

1. Ácido Gib.100 ppm, 24h Y= 12.33 +1.593X - 0.031X2 0.92 26 33 2. Ácido Gib.200 ppm,12h Y= 20.65 +1.753X -0.035 X2 0.89 25 43 3. Ácido Gib.200 ppm, 24h Y= 7.01 + 1.366X - 0.028 X2 0.93 24 24 4. Ácido Gib.250 ppm, 12h Y= 17.79 + 2.298X -0.045 X2 0.88 25 47 5. Agua 50°, 12h Y= 22.57 +1.064X -0.021 X2 0.85 25 36 6. Agua 50°, 24h Y= 16.00 +1.773X -0.035 X2 0.87 25 38 7. Agua 40°, 12h Y= 24.78 +1.293X -0.025 X2 0.85 26 41 8. Agua 40°, 24h Y= 14.55 +1.263X -0.025 X2 0.89 25 30 9. Agua 24°C (amb), 24h Y= 20.98 +1.275X -0.023 X2 0.96 28 39 10. Agua 24°C (amb), 48h Y= 7.82 +1.351X -0.025 X2 0.95 27 26 11. Agua 24°C (amb), 5d Y= 12.06 +1.325X -0.025 X2 0.96 26 30 12. Testigo Y= 22.31 +1.480X -0.028 X2 0.96 26 42

†Y = porcentaje de emergencia, X= días, R2= coeficiente de determinación.

En estudios anteriores sobre tratamientos a la semilla de orégano se reportan desde bajos hasta altos porcentajes de emergencia. Silva (2003) obtuvo un 40.8 por ciento de germinación de semillas tratadas con manitol -1.0 Mpa. Ortega-Nieblas et al., (2007) señalan que la emergencia de orégano es arriba del 80 por ciento cuando las semillas son tratadas con ácido giberélico a diferentes concentraciones y tiempos de inmersión, lo cual supera considerablemente a los resultados encontrados en este estudio. Esto tal vez se deba a las diferencias en las especies evaluadas y condiciones ambientales de los estudios. Altura y Área Foliar

Los tratamientos a la semilla afectaron de manera significativa (P=0.01) a la altura y al área foliar de las plántulas al final del estudio. Los tratamientos cuatro, tres y ocho mostraron plantas más altas que el resto de los tratamientos, ellos fueron estadísticamente similares entre sí y mostraron una altura de planta promedio de 2.8 cm (Cuadro 3). Los tratamientos uno, dos, cinco, seis, siete nueve y el testigo no fueron estadísticamente diferentes entre ellos y tuvieron en promedio una altura de 2,2 cm. El tratamiento con agua y el mayor tiempo de inmersión (once) produjo las plantas más pequeñas con sólo un 57 por ciento de la altura obtenida en los mejores tratamientos.

Los tratamientos con ácido giberélico, excepto el de más baja concentración, promovieron mayor área foliar que el resto de los tratamientos (Cuadro 3). Estos tuvieron en promedio 2.61 cm2 y no fueron estadísticamente diferentes entre ellos. Les siguen en orden descendente el tratamiento ocho y el testigo, los cuales fueron estadísticamente similares entre sí, con un 16 por ciento menos de área foliar. Los tratamientos uno, cinco, seis, siete y nueve con una reducción promedio del área foliar del 26 por ciento y los tratamientos diez y once con 38 y 65 por ciento menor área foliar que los mejores tratamientos. Cuadro 3. Medias de altura y área foliar por planta en cada tratamiento.

Altura† AF† Tratamiento cm cm2 1. Ácido Gib.100 ppm, 24h 2.2 bc 1.89 c 2. Ácido Gib.200 ppm,12h 2.4 bc 2.55 a 3. Ácido Gib.200 ppm, 24h 2.7 a 2.58 a 4. Ácido Gib.250 ppm, 12h 2.9 a 2.69 a 5. Agua 50°, 12h 2.2 bc 1.90 c 6. Agua 50°, 24h 2.2 bc 1.94 bc 7. Agua 40°, 12h 2.1 bc 1.97 bc 8. Agua 40°, 24h 2.7 a 2.29 b 9. Agua 24°C (amb), 24h 2.1 bc 2.02 bc 10. Agua 24°C (amb), 48h 2.0 c 1.62 d 11. Agua 24°C,(amb),5d 1.6 d 0.92 e 12. Testigo 2.4 bc 2.09 b

†Medias seguidas por la misma letra dentro de cada columna no son estadísticamente diferentes (Duncan, P = 0.05).


131

Peso Seco de la Planta

Los efectos de los tratamientos evaluados en el peso seco del vástago, raíz y planta fueron altamente significativos (P=0-01). El tratamiento con la mayor concentración de ácido giberélico y tiempo de 12 h promovió la mayor producción de biomasa del vástago, raíz y planta que el resto de los tratamientos y el testigo (Cuadro 4). Este produjo un 27, 16 y 18 por ciento más de peso seco en el vástago, raíz y planta, respectivamente, que los tratamientos con ácido giberélico 200 ppm,

12 y 24 h los cuales fueron estadísticamente similares entre ellos y ocuparon la segunda posición en la producción de biomasa.

El tratamiento cuatro, también produjo 5,

4.4 y 4.6 veces más de peso seco en el vástago, raíz y planta, respectivamente, que el tratamiento once, el cual mostró el menor peso seco. También el tratamiento con ácido giberélico y tiempo de 12 h produjo 2.2, 1.7 y 1.9 más del peso seco del vástago, raíz y planta, respectivamente que los mostrados en el testigo (Cuadro 4).

Cuadro 4. Medias del peso seco del vástago, raíz y planta en cada tratamiento. Peso seco (g) Tratamiento Vástago† Raíz † Planta† 1. Ácido Gib.100 ppm, 24h 0.107 cd 0.043 de 0.150 cd 2. Ácido Gib.200 ppm,12h 0.126 b 0.062 ab 0.188 ab 3. Ácido Gib.200 ppm, 24h 0.121 bc 0.060 bc 0.181 bc 4. Ácido Gib.250 ppm, 12h 0.157 a 0.071 a 0.218 a 5. Agua 50°, 12h 0.084 de 0.041 de 0.125 d 6. Agua 50°, 24h 0.105 cd 0.051 cd 0.166 cd 7. Agua 40°, 12h 0.085 de 0.050 cd 0.135 d 8. Agua 40°, 24h 0.100 cd 0.054 cd 0.154 cd 9. Agua 24°C (amb), 24h 0.087 de 0.048 cde 0.135 d 10. Agua 24°C (amb), 48h 0.065 e 0.033 e 0.098 d 11. Agua 24°C,(amb),5d 0.031 f 0.016 f 0.047 e 12. Testigo 0.072 de 0.042 de 0.114 d

†Medias seguidas por la misma letra dentro de cada columna no son estadísticamente diferentes (Duncan, P = 0.05).

CONCLUSIONES

Los tratamientos a la semilla afectaron la emergencia y el crecimiento de plántulas de orégano. El tratamiento con ácido giberélico a una concentración de 250 ppm y un tiempo de 12 h mostró la mayor emergencia y crecimiento de plantas. Las semillas de orégano tuvieron baja emergencia con un 47 y 24 por ciento para el mejor tratamiento y peor tratamiento, respectiva-mente. Agradecimientos

Se agradece el apoyo financiero del Fondo Mixto FOMIX-DGO para llevar a cabo este estudio que forma parte del proyecto “Técnicas de Cultivo para Obtener Alta Producción de Biomasa y Calidad de Aceites Esenciales en Orégano” CLAVE:DGO-2008-C01-88093.

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BOSQUES DE GALERÍA CON AHUEHUETE (Taxodium mucronatum Ten.) EN EL RÍO NAZAS: TASAS DE CRECIMIENTO Y RESPUESTA CLIMÁTICA

Riparian Ecosystems with Mexican Baldcypress in the Nazas River: Annual Radial

José Villanueva Díaz1, Julián Cerano Paredes1, Vicenta Constante García1 y Juan Estrada Ávalos1

1INIFAP CENID-RASPA. Km 6.5 Margen Derecho del Canal Sacramento, Gómez Palacio, Durango. 35150. E-mail: [email protected]

RESUMEN

Los bosques de galería con dominancia de ahuehuete son parte del paisaje del río Nazas. La construcción de dos presas en el cauce principal del río a mitad del siglo pasado, alteró el comportamiento hidrológico de la cuenca del Nazas con impacto en los ecosistemas riparios. Se analizó la dinámica poblacional de ahuehuete en tres parajes, aguas abajo de las presas Lázaro Cárdenas y Francisco Zarco. La dinámica del ahuehuete en estos sitios, se presume estuvo más influenciada por actividades humanas que por el impacto hidrológico de las obras mismas, este efecto, se debió a la remoción de arbolado para ampliar la frontera agrícola, aunque otras acciones como incendios provocados y sobrepastoreo con ganado caprino pudieron haber alterado la composición estructural de las poblaciones de ahuehuete. Las edades dominantes estuvieron en el rango de 100 a 300 años y se observaron individuos longevos con más de 1000 años, particularmente en sitios protegidos y de difícil acceso al humano. Cronologías de anillo total con más de 500 años de extensión se generaron para dos de los sitios, aunque la cronología más corta no superó los 250 años. Las cronologías estuvieron correlacionadas significativamente, lo que indica, una respuesta común del arbolado a la variabilidad hidroclimática que afecta de manera similar a toda la cuenca hidrológica, situación que se deduce por la presencia de sequías y períodos húmedos comunes para todas las series de tiempo dendrocronológicas. La ubicación de arbolado viejo a lo largo del cauce del río Nazas, constituye un incentivo más para el desarrollo de planes de protección, que garanticen la continuidad de los beneficios ecológicos de los bosques de galería para las futuras generaciones.

Palabras clave: Ahuehuete, Río Nazas, Dinámica, Dendrocronologías, Conservación.

SUMMARY

The riparian ecosystem in the Nazas River is dominated by baldcypress a main component of the landscape of this ecosystem. The building of two dams in the middle of the 20th century at strategic points along the main stream altered the hydrological behavior of the watershed. The population dynamics of cypress was analyzed in three sites located downstream of the Lazaro Cardenas and Francisco Zarco dams. The cypress dynamics was more influenced by human activities than by the hydrological impact of the reservoirs, Human activities have been focused in removing trees to increase agricultural lands by clearcutting, damaging trees by fires, pruning and injuring of branches, and goat overgrazing. The cypress age structure was dominated by trees in the range of 100 to 300 years but trees over 1000 years old were found in specific microsites protected to humans by physical barriers. Tree-ring chronologies over 500 years were developed for two of the sites, and the other one was near to 250 years length. The chronologies were significantly correlated which means that they are responding to common climatic factors affecting the whole watershed. Low frequency events were present in the chronologies indicating frequent droughts, but pluvials were also present. The geographical location of scattered ancient trees along the river banks is an additional input that may help to promote the conservation of this ecosystem for the coming human being generations. Key words: Mexican baldcypress, Nazas river, Forest dynamics, Tree-ring chronologies, Ecosys-


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tem conservation.

INTRODUCCIÓN Los ecosistemas riparios o de galería han sido objeto de un uso antropogénico intenso durante varias décadas y todos ellos manifiestan deterioro y contaminación en cierto grado, debido a que gran parte de los desechos urbanos e industriales tanto de núcleos urbanos como rurales son vertidos directamente y sin control en los cauces de ríos, sin el mínimo tratamiento; en otros casos, los árboles son eliminados para ampliar la frontera agrícola o bien las áreas son sobrepastoreadas con impacto en la dinámica de la especie. Estos sitios constituyen áreas de recreo, situación que favorece la compactación del suelo y contaminación por basura y el uso de fogatas ha ocasionado que algunos individuos longevos hayan sido quemados o dañados a propósito. Los daños originados a los individuos arbóreos favorecen el proceso de pudrición, debilitamiento por plagas y enfermedades y finalmente su muerte. Uno de los elementos dominantes y más importantes de estos ecosistemas es el sabino o ahuehuete (Taxodium mucronatum Ten.), desafortunadamente ha sido también una de las especies más afectadas por cambios en el uso del suelo, sobrepastoreo, construcción de presas con fines de riego y contaminación de cauces (Villanueva et al., 2006, 2007). El efecto benéfico de las áreas riparias en la biodiversidad, estabilización de bancales, recarga de mantos acuíferos, mejoramiento de la calidad de agua, microclima, etc., es innegable, sin embargo, pocas han sido las acciones emprendidas para conservar estos sitios de gran belleza escénica y más bien pareciera que las actividades humanas de manera consciente o inconsciente se encaminaran a desaparecerlas. El ahuehuete es el árbol nacional de México, es la especie más longeva, con varios cientos de años y probablemente logre hasta un par de milenios, ya que se han detectado individuos con una edad cercana a 1,700 años (Villanueva et al., 2003a, 2003b, 2006). La destrucción de individuos longevos no sólo implica la muerte de individuos viejos, si no también la desaparición de un cúmulo de información paleoclimática almacenada en sus anillos de creci-

miento anual (Villanueva et al., 2007a). Conservar los bosques de galería demanda

de un conocimiento técnico, que aunado a acciones normativas y de educación de la población, puede coadyuvar a su continuidad, para beneplácito de futuras generaciones. Por lo anterior, el objetivo de este estudio fue determinar el impacto de diversas acciones de cambio en el uso del suelo y la construcción de presas en el crecimiento anual de diversas poblaciones de ahuehuete en transectos del río Nazas y analizar su respuesta climática a través del tiempo.

Ubicación del Área de Estudio

El río Nazas forma parte de la Región Hidrológica 36 y tiene su origen en la parte alta de este sistema hidrológico y específicamente en la cuenca del Nazas, con un drenaje natural hacia la parte baja de dicha cuenca. El escurrimiento del río Nazas se estima anualmente en un volumen de 1,300 x 106 m3 (Loyer et al., 1993; Descroix et al., 2002). El flujo de este río ha sido almacenado en dos grandes reservorios denominados Presas “Lazaro Cárdenas” (Palmito), que inició su funcionamiento en 1946 y “Francisco Zarco” (Las Tórtolas) en 1968, los cuales proveen agua para irrigar una superficie promedio de 67 mil ha, suprficie ubicada en la parte baja conocida como Comarca Lagunera, que forma parte del área limítrofe en los estados de Durango y Coahuila (Jasso et al., 2003). La discontinuidad del flujo natural en este río, aguas abajo de las presas hasta su desembocadura en la Laguna de Mayrán, se presume provocó efectos serios en su funcionamiento hidrológico, así como en la vegetación riparia que dependía de un flujo constante de agua para su estabilidad y desarrollo (Valencia, 2002); situación que pudo haber alterado su estructura y tasas de crecimiento anual.

MATERIALES Y MÉTODOS Transectos de 50 m de longitud por 4 m de

ancho se establecieron sistemáticamente en los márgenes derecho e izquierdo del río Nazas, aguas abajo de la presa “Francisco Zarco” hasta la comunidad de Sapioriz, en una longitud


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aproximada de 18 km. El número total de sitios (parcelas) establecidos fue de 46, es decir 23 en cada margen. En cada uno de los sitios, se midió el diámetro normal (a la altura del pecho), altura total y se obtuvieron núcleos de crecimiento (virutas) de individuos representativos de la distribución de diámetros existentes, para propósitos de estimación de edades, crecimiento radial anual e impacto del clima. Otro sitio de muestreo, se estableció en el sitio “Adjuntas”,

Rodeo, Durango en las coordenadas geográficas 25o 04’ 41” N, 104o 15’ 31” WG; elevación de 1,320 m; sitios adicionales se ubicaron aguas abajo de la presa “Lázaro Cárdenas” a lo largo de un transecto de más de 3 km de longitud (Figura 1). En los dos últimos sitios, sólo se midió diámetro normal de especímenes seleccionados y se obtuvieron virutas para análisis de crecimiento anual y para estimación de edades.

Figura 1. Distribución geográfica de los sitios de muestreo de ahuehuete en la cuenca del río Nazas.

La edad de los individuos muestreados, se

determinó en función al conteo de anillos de crecimiento en los núcleos obtenidos. A este número, se le agregó otra cantidad de años, que son aquellos crecimientos faltantes para llegar al centro del árbol, aunque esta situación sólo fue para el caso en que el incremento radial obtenido, no alcanzara el centro del árbol o debido a problemas de pudrición del fuste principal. Finalmente se agregó un cierto número de años, que son los requeridos para que el árbol logre la altura a diámetro normal o altura de pecho. Este procedimiento, proporciona una estimación más adecuada de la edad del árbol (Villanueva et al., 2003).

Los núcleos de crecimiento fueron montados y procesados acorde a técnicas dendrocronológicas estándar (Stokes y Smiley, 1968). Ya fechados los crecimientos, estos se

midieron a una precisión de 0.001 mm con un sistema de medición Velmex (Robinson y Evans, 1980). Para detectar posibles errores en el fechado de las muestras, se corrió el programa COFECHA (Holmes, 1983; Grissino-Mayer, 2001) y finalmente los índices se estandarizaron, para poder comparar crecimientos tanto de la parte interna como externa del árbol (Cook, 1985), ya que una comparación directa conduce a una conclusión errónea, puesto que los crecimientos internos normalmente son mayores que los externos, al distribuirse este crecimiento anual en una menor superficie geométrica (Fritts, 1976).

La distribución de diámetros y edades se representó de forma gráfica y los resultados se discutieron en términos de cambios en el uso del suelo. Las series de tiempo generadas para los tres sitios, se compararon entre sí y se discutió su variabilidad en el tiempo como función del clima.


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RESULTADOS Y DISCUSIÓN Tramo Presa Francisco Zarco-Sapioríz

La edad dominante de los individuos de ahuehuete en los márgenes izquierdo y derecho del río Nazas fue menor a 300 años, lo que representa aproximadamente el 80 por ciento de la población muestreada; no obstante, se encontraron especímenes aislados que superaron 800 años de edad, pero, algunos otros individuos debido a pudriciones de la parte interna del fuste pudieran superar el milenio (Figura 2). Los árboles longevos se ubicaron en sitios con menor disturbio, situación favorecida por inaccesibilidad del sitio, presencia de suelos rocosos, ubicación aledaña a faldas de cerros, características que

favorecen una calidad de sitio pobre y por ende ocasionan lento crecimiento de la especie (Villanueva et al., 2006).

Los sitios cercanos a poblaciones rurales

mostraron alto disturbio, originado por un pastoreo intensivo de ganado caprino y escasa o nula regeneración de ahuehuete, provocado por el consumo directo de las plántulas en sus etapas juveniles. Una gran cantidad de los árboles adultos en estos sitios mostraron serios daños físicos, como cortaduras de ramas y raíces, heridas al fuste principal y presencia de fuego; lo que probablemente explique también la ausencia de arbolado viejo, que al sufrir estos daños queda expuesto al ataque de plagas y enfermedades, lo que produce más tarde su muerte.

Figura 2. Distribución de edades de ahuehuete en el margen izquierdo del río Nazas, tramo Presa “Francisco Zarco”-Sapioriz.

La relación observada entre diámetro y edad para esta especie no fue significativa en el sitio Francisco Zarco-Sapioriz (Figura 3), lo que indica que diámetros mayores no necesariamente implican más edad o viceversa; resultados similares se han observado para otros sitios de ahuehuete en ecosistemas del centro de México

(Villanueva et al., 2003; Enriquez, 2005). La velocidad de crecimiento en grosor de esta especie, más bien parece estar relacionada con la calidad de sitio, ya que en suelos fértiles con adecuado suministro de agua, el ahuehuete se desarrolla de manera rápida, tanto en diámetro como en altura.


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Figura. Relación entre diámetro y edad para los ahuehuetes en el sitio Francisco Zarco-Sapioriz.

La cronología de anillo total para este sitio se

extiende por 504 años (1500-2003) e indica alta variabilidad en el tiempo, con períodos en los que el crecimiento se vio seriamente afectado por el clima (con valor inferior a 1.0), muy probablemente asociado con períodos secos, tal es el caso de las décadas de 1500 a 1520, 1550, 1580, 1600, 1610-

1620, 1640, 1690, 1710, 1760, 1790, 1820, 1910, 1820 a 1830, 1950, 1980 y 2000 (Figura 4). Los períodos de mayor crecimiento (valor superior a 1.0) fueron menos frecuentes y generalmente se relacionan con la presencia de períodos húmedos, como fue el caso de las décadas de 1530, 1650, 1700, 1830, 1870, 1900 y 1960.

Figura 4. Cronología estándar de anillo total para el tramo Presa “Francisco Zarco”-Sapalinamé, Durango.

En el sitio “Las Adjuntas, Rodeo” se muestreó un transecto de aproximadamente 300 m de longitud, donde el arbolado forma un dosel

continuo. El muestreo fue dirigido, es decir, se seleccionaron individuos con características fenotípicas de arbolado viejo y se prestó menor


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atención al muestreo de árboles jóvenes. La distribución de edades encontrada se clasifica como coetánea (distribución normal, con presencia de varias clases de edad) y la edad dominante del arbolado muestreado, estuvo en el rango de 150 a 200 años y sólo unos cuantos individuos alcanzaron de 350 a 400 años de edad, lo anterior

implica que, de 150 a 200 años atrás, las condiciones climáticas podrían haber favorecido el establecimiento de un gran número de ahuehuetes en este sitio (Figura 5). Por otra parte, los árboles viejos quizás han sido removidos del sitio o muerto de manera natural debido a pudriciones, presencia de plagas y enfermedades u otras causas.

Figura 5. Frecuencia de edades de individuos de ahuehuete en el sitio “Adjuntas”, Nazas, Durango.

La relación entre el diámetro y la edad en este sitio indicó una correlación positiva (r = 0.35, p<0.02), esta relación no es del todo común,

aunque el muestreo en este sitio fue dirigido y los árboles evaluados correspondieron a individuos adultos (Figura 6).

Figura 6. Relación entre diámetro normal y edad para individuos de ahuehuete en el sitio Adjuntas, Nazas, Durango.


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La serie de tiempo dendrocronológica para este sitio se extendió por 247 años (1760 a 2006). Los índices indican períodos en el que el crecimiento del arbolado fue afectado por cuestiones climáticas, especialmente sequías prolongadas que al parecer tuvieron lugar en las

décadas de 1780 a 1790, 1800 a 1820, 1860, 1890, 1930 a 1930, 1950, 1980 y primeros años del siglo XXI. Períodos húmedos ocurrieron en algunos años de 1790, 1830, 1900, 1970 y 1990 (Figura 7).

Figura 7. Serie dendrocronológica de anillo total de ahuehuete para el sitio Benito Juárez, Nazas, Durango. Sitio Presa “Lázaro Cárdenas”, Indé, Durango

El muestreo de árboles de ahuehuete en este sitio se realizó en un transecto discontinuo de 3 km de longitud, ubicado aproximadamente a 1 km aguas abajo de la cortina de la presa “Lázaro Cárdenas” o “Palmito”. El muestreo fue dirigido y se obtuvieron incrementos radiales sólo de aquellos árboles seleccionados, que en su mayoría mostraron características de arbolado

adulto. En diversos sitios de colecta se detectó poco renuevo, debido a la presencia de ganado caprino y vacuno, que consumen las plántulas jóvenes. En este sitio, se detectaron individuos mayores de 600 años de edad y algunos que superaron el milenio. Debido a que el muestreo se avocó hacia árboles viejos, el gráfico muestra la dominancia de estos árboles, aunque esta situación no es para todo el transecto (Figura 8).

Figura 8. Relación entre diámetro normal y edad para individuos de ahuehuete en el sitio Palmito, Indé, Durango.


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La relación entre diámetro y edad en este sitio indicó una correlación de 0.4, que se considera significativa (p<0.03) (Figura 9). Sería importante realizar un análisis más detallado de la relación

edad-diámetro en este sitio, al considerar arbolado joven, así como para diversas categorías diamétricas.

Figura 9. Relación entre diámetro normal y edad para individuos de ahuehuete en el sitio Palmito, Indé, Durango.

La cronología de anillo total para este sitio

se extiende por más de 700 años, aunque para fines comparativos con el resto de las cronologías, sólo se exponen los últimos 509 años (1500 – 2008). La serie de tiempo dendrocronológica indica alta variabilidad en el tiempo, debido al impacto en la disponibilidad de agua con períodos de bajo crecimiento relacionados con sequías y de

alto crecimiento con períodos húmedos (Figura 10). Escaso crecimiento se observa para las décadas de 1530-1560, 1590-1600, 1660, 1720, 1760, 1860, 1890, 1950, 1980 y 2000. Períodos de mayor crecimiento ocurrieron en las décadas de 1500, 1570, 1640, 1680, 1740, 1830, 1880 y 1960-1970.

Figura 10. Serie dendrocronológica de anillo total de ahuehuete para el sitio Palmito, Indé,Durango.


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Comportamiento en Crecimiento de las Series Dendrocronológicas Para determinar la respuesta común de las series de tiempo dendrocronológicas a través del tiempo, estas se compararon entre sí para un período común y para subperíodos de 50 años (Figura 11). Las cronologías Palmito y presa Francisco Zarco tuvieron un comportamiento similar, como lo demuestra el valor de correlación de 0.3 (p<0.0001) para un período superior a 500 años. Correlaciones hasta de 0.8 entre ambas cronologías se encontraron para subperíodos de 50 años. La correlación entre las cronologías Palmito-Adjuntas y Francisco Zarco-Adjuntas fue también significativa, con valores de 0.35 y 0.30, respectivamente. La falta de una asociación más elevada entre las cronologías se debe a la influencia de condiciones fisiográficas y climáticas específicas para cada sitio. No obstante, años muy húmedos o muy secos fueron registrados de manera similar por los árboles en todos los sitios analizados, lo que indica que estos eventos se presentan simultáneamente en una superficie muy extensa de la cuenca e inclusive a nivel regional, como ha sido constatado mediante el desarrollo de

series paleoclimáticas para el norte y noreste de México (Stahle et al., 1998; Cleaveland et al., 2003; Villanueva et al., 2007b), cuya variabilidad climática está influenciada por la influencia significativa de patrones circulatorios, particularmente El Niño-Oscilación del Sur (Magaña et al., 1999). El impacto de la construcción de las presas, parece no haber tenido una influencia significativa en el crecimiento de la especie, al menos cuando se compararon sitios aguas abajo de estas estructuras. La liberación de un gasto mínimo de agua, aunado a filtraciones procedentes de las presas en una época fuera del período de riego (abril-Julio), parece haber compensado los requerimientos hídricos de la especie para su crecimiento, de tal manera, de ser similar al que se hubiera presentado sin la construcción de estos reservorios. Esta hipótesis tiene que ser evaluada con un mayor número de sitios, particularmente aquellos que se ubican aguas arriba de las presas, donde el flujo natural no ha sido alterado drásticamente, excepto por cambios en el comportamiento hidrológico derivado de cambios en el uso del suelo.

Figura 11. Comportamiento en el tiempo de las cronologías de anillo total de ahuehuete para la cuenca del río Nazas.


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CONCLUSIONES

Los cambios en el uso del suelo han afectado la dinámica de la vegetación riparia, particularmente de individuos de ahuehuete en sitios aguas abajo de las presas Lázaro Cárdenas y Francisco Zarco. Estos cambios, han sido más severos en parajes cercanos a poblaciones rurales, donde los individuos viejos han sido removidos para ampliar la frontera agrícola, o bien quemado o infringido daño físico al arbolado, lo que ha provocado su muerte posterior. El pastoreo con ganado caprino, remueve la regeneración natural e individuos jóvenes y con ello, limita la dinámica de la especie y afecta la estabilidad ecológica del ecosistema mismo, así como el funcionamiento hidrológico del cauce. La presencia de individuos viejos (más de 800 años) se favorece en sitios de difícil acceso al humano, cercanos a taludes de cerros y en suelos muy someros, de baja fertilidad, donde el crecimiento anual de la especie se torna mínimo. Individuos con más de 1000 años de vida fueron encontrados en varios parajes y es de esperar que algunos individuos superen esta edad, no obstante, la presencia de pudriciones en el fuste principal hace difícil una estimación real de la edad de estos especímenes longevos.

Dos de las series de tiempo dendrocronológicas superaron los 500 años y una más alcanzó cerca de 250 años. El comportamiento de estas cronologías fue estadísticamente similar, no obstante su separación una de otra, que para el caso de las cronologías Palmito y Francisco Zarco es mayor a 100 km; lo que indica, que fenómenos hidroclimáticos extremos impactan de manera similar los árboles de ahuehuete a lo largo del cauce principal del río Nazas, con crecimiento radial escaso en años de sequía y elevado durante períodos húmedos. Eventos de baja frecuencia representados como crecimiento limitado, se presentaron en las décadas de 1530-1560, 1590-1600, 1660, 1720, 1760, 1860, 1890, 1950, 1980 y 2000, lo que probablemente se asocie a períodos de sequía, como se ha demostrado con reconstrucciones históricas de precipitación para el norte de México. Períodos de mayor crecimiento ocurrieron en las décadas de 1500, 1570, 1640,

1680, 1740, 1830, 1880 y 1960-1970, que puede asociarse con alta disponibilidad de agua, influenciado por la presencia de patrones atmosféricos de circulación general.

El conocimiento de la dinámica de las especie y de sus tasas de crecimiento anual, constituyen elementos técnicos fundamentales para realizar planeas de conservación y restauración de ecosistemas riparios. La ubicación de arbolado viejo es un elemento adicional importante que puede coadyuvar a la implementación de planes para la conservación de estos sitios; además de que estos individuos contienen en sus anillos de crecimiento anual información paleoclimática de valor incalculable. Dada la amplia distribución del ahuehuete aguas abajo y arriba de las presas es pertinente continuar con este tipo de análisis, lo cual generará información técnica que fundamente planes para su conservación en los ecosistemas de galería del río Nazas.

Agradecimientos

Este trabajo fue desarrollado gracias al financiamiento otorgado a través de fondos del Instituto Interamericano para Investigación del Cambio Climático (IAI), proyecto CRN # 2047, a su vez financiado por el US/Nacional Science Foundation (Grant GEO-0452325) y con fondos fiscales del INIFAP a través del proyecto número PRECI 1526880F, denominado “Reconstrucción de clima, flujos y potencial ecoturístico de los bosques de galería de ahuehuete (Taxodium mucronatum Ten.) en México”.

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LAS ACTIVIDADES ECONÓMICAS DEL ESTADO DE TLAXCALA, MÉXICO Economic Activities in Tlaxcala State, México

Ignacio Orona Castillo1, Juan Estrada Ávalos2, Miguel Rivera González2 y Ramón Trucios Caciano2

1Universidad Juárez del Estado de Durango. Facultad de Agricultura y Zootecnia. Km. 28 Carretera Gómez Palacio - Tlahualilo,

Ejido Venecia, Durango. E-mail: [email protected] 2CENID RASPA – INIFAP Km. 6.5 margen derecha Canal Sacramento, Gómez Palacio, Durango.

RESUMEN

La producción de bienes y servicios para satisfacer las necesidades de una sociedad en crecimiento impactan la conservación del medio ambiente y aún más si no se hace un uso sustentable de los recursos naturales. El presente trabajo tiene por objetivo presentar la evolución de la producción de bienes y servicios en el estado de Tlaxcala, para el período 1999-2004, caracterizado por ser la entidad más pequeña de México. Para ello se utilizaron fundamentalmente las esta-dísticas generadas por el Instituto Nacional de Estadística, Geografía e Informática, encon-trándose que el sector manufacturero a pesar de que registra un menor crecimiento en el período indicado, es el que más participación tiene en la población ocupada, concluyendo que el sector agropecuario, aunque presentó una tasa de crecimiento mayor a la industria manufacturera, genera menor valor de la producción y empleos. Palabras clave: Economía, Producción, Empleo.

SUMMARY

The goods and services production to satisfy the needs of a continuous society growth hits the environment conservation still more and if a viable natural resources use does not becomes. The present study had by objective to present/display the evolution of the production of goods and services in the state of Tlaxcala, for the 1999-2004 periods, characterized for being the smallest state of Mexico. For it the statistics generated by the National Institute of Statistic, Geography were used. It was found out that in spite of the manufacturing sector registers a smaller growth in the indicated period, is the one

that more participation has in the occupied population, concluding that the farming sector, although presented/displayed a rate of greater growth to the manufacturing industry, generates minor value of the production and uses. Key words: Economy, Production, Employment.

INTRODUCCIÓN

La actividad económica de una región se significa por el desempeño que tiene su aparato productivo y los agentes económicos que en el proceso productivo intervienen. Sin embargo, la dinámica mostrada por los distintos sectores de actividad varía de acuerdo a la importancia que el mercado y la sociedad asignan a éstos. En la búsqueda constante de incrementar las riquezas generadas localmente para satisfacer las demandas sociales, se incurre ineludiblemente en el uso, algunas veces excesivo, de los recursos naturales (vegetación, agua, suelo, flora y fauna).

Con la finalidad de conocer la situación actual que guarda la zona hidrológica que cubre el río Zahuapan, principal fuente abastecedora de agua, y cuya cuenca comprende alrededor del 80 por ciento de la superficie de la entidad de Tlaxcala, en el año 2007 se aprobó el proyecto interdisciplinario Manejo Integral de los Recursos Naturales en la Cuenca del río Zahuapan, donde participa personal investigador del Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias representado por el Centro Nacional de Investigación Disciplinaria en Relación Agua, Suelo, Planta Atmósfera (INIFAP–CENID RASPA) y la Facultad de Agricultura y Zootecnia, de la Universidad Juárez del Estado de Durango (FAZ-UJED), cuyos objetivos generales son: desarrollar y proponer acciones encaminadas a la

COMERCIALIZACIÓN – AGROFAZ VOLUMEN 9 NÚMERO 3, 2009

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conservación y manejo sustentable de los recursos naturales vegetación, agua y suelo, así como la propuesta de medidas específicas que permitan revertir su deterioro en el área de influencia del río Zahuapan, principal cuenca del estado de Tlaxcala tanto por sus recursos naturales como por las actividades económicas que ahí se realizan (Estrada et al., 2007).

Espejel y Carrasco (2000), consignan que los cambios en los modos de vida culturales y socioeconómicos, el crecimiento demográfico, la mancha urbana, el desarrollo industrial y la carencia de programas específicos para la protección ambiental que genere un equilibrio en el desarrollo, ha traído como consecuencias negativas hacia el medio ambiente, un desequilibrio ecológico, en el estado de Tlaxcala en las últimas décadas del siglo XX; como resultado, se han presentado una serie de problemas ambientales que preocupan a las instituciones gubernamentales.

En este sentido, el área de socioeconomía, a cargo de personal docente e investigador de la FAZ UJED, plantea como objetivo en este artículo dar a conocer la evolución de las actividades económicas presentes en el estado de Tlaxcala, México en el período 1999-2004.


Ubicación

El estado de Tlaxcala se localiza geográficamente en la región centro-oriental de la república mexicana entre los 97°37´07´´ y los 98°42´51´´ de longitud oeste y los 19º05´43´´ y los 19°44´07´´ de latitud norte situado en las tierras altas del eje neovolcánico, sobre la meseta de Anáhuac. Colinda al norte con los estados de Hidalgo y Puebla; al este y sur con el estado de Puebla; al oeste con los estados de Puebla, México e Hidalgo, Figura 1.

Figura 1. Localización del estado de Tlaxcala y la zona de estudio. Cuenca del río Zahuapan.


147

Es el estado de la federación mexicana con menor superficie ya que su extensión territorial es de 4 mil 060.93 kilómetros cuadrados, lo que representa el 0.2 por ciento del territorio nacional. Su altitud media es de 2 230 metros sobre el nivel del mar, por lo que su clima es templado-subhúmedo, semifrío-subhúmedo y frío. Las precipitaciones medias anuales son mayores en el centro y sur, donde van de 600 a 1,200 milímetros, en tanto que en el noroeste y oriente las lluvias son menores de 500 milímetros al año.

Los resultados que se presentan tienen como base estadística fundamental las publicaciones del Instituto Nacional de Estadísticas, Geografía e Informática (INEGI), quien para los años 1999 y 2004 reporta que esta entidad aportó el 0.5 y 0.6 por ciento del valor del Producto Interno Bruto a nivel nacional; es decir, su participación creció en este período 20 por ciento, (INEGI, 2007).

RESULTADOS Y DISCUSIÓN Demografía

El estado de Tlaxcala para el año 2005, de acuerdo al II Conteo de Población y Vivienda 2005 (INEGI, 2005) registró una población de 1 068 207, de las cuales 517 mil 477 son del sexo masculino, (48.4%), y 550 730 (51.6%) del sexo femenino. De acuerdo al Conteo de Población y Vivienda de 1995 y el XII Censo General de Población y Vivienda 2000, el estado registró una tasa de crecimiento media anual del 2.0 por ciento. De acuerdo al INEGI (2004), las remuneraciones que recibe anualmente en promedio cada trabajador en Tlaxcala son de $56,624, inferiores al promedio nacional que son de $79,551.

El estado de Tlaxcala en el año 2000 tuvo una densidad poblacional de 237.1 habitantes por km2. Las densidades de población más elevadas se registraron en los municipios de: Apizaco, Tlaxcala y Apetatitlán de Antonio Carvajal con 1 190.8, 1 759.9 y 1 629.4 habitantes por km2 respectivamente y las menores en los municipios de Atlangatepec, Españita y Terrenate con 43.9, 51.6 y 52.5 habitantes por km2 respectivamente.

Para el año 2004 la densidad poblacional se elevó a 259.95 habitantes por Km2. Producto Interno Bruto (PIB)

El Producto Interno Bruto (PIB) del estado de Tlaxcala durante el período 1999-2004 creció en 17 por ciento, (INEGI, 2007). Por división de actividad económica, el de electricidad, gas y agua registró el mayor crecimiento (53.8 %), seguido por el sector agropecuario, silvicultura y pesca, con un 43.3 por ciento; al que le siguieron los sectores de transporte, almacenaje y comunicaciones así como el comercio, restaurantes y hoteles con un 38.4 y 31.3 por ciento, respectivamente.

La participación en el PIB por gran división de actividad económica se presenta en la Figura 2, donde se observa que a pesar de que la industria manufacturera creció sólo 7 por ciento, aporta el 28.2 por ciento del valor del PIB y que electricidad, gas y agua a pesar de su amplia tasa de crecimiento participa con el 1.8 por ciento de dicho valor. Por su parte, la división agropecuaria, silvicultura y pesca aportan el 6.6 por ciento del valor del PIB.

La participación que tiene el estado de

Tlaxcala en el total nacional representa apenas el 0.6 por ciento, lo que la coloca como una entidad con escasa importancia económica. Para el año 2006, INEGI (2006) reportó una participación del 0.5 por ciento; es decir, tiende a disminuir, respecto al período 1994-2004.

La participación que en el PIB manufacturero tuvo cada división industrial para los años 1999 y 2004 se presenta en el Cuadro 1, donde se advierte que productos alimenticios, bebidas y tabaco tiene la mayor importancia; sin embargo, tiende a disminuir.

Los sectores cuya participación aumentó en el período señalado son el de textiles, prendas de vestir e industria del cuero; sustancias químicas, derivados del petróleo, productos de caucho y plástico; productos metálicos, maquinaria y equipo, como se observa en el Cuadro 2.


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a = agropecuario, silvicultura y pesca; b = minería; c = industria manufacturera; d = construcción; e = electricidad, gas y agua; f = comercio, restaurantes y hoteles; g = transporte, almacenaje y comunicaciones; h = seguros, actividades inmobiliarias y de alquiler; i = servicios comunales, sociales y personales; j = servicios bancarios imputados

Figura 2. Estructura porcentual del Producto Interno Bruto por gran división de actividad económica para el estado de Tlaxcala. Período promedio 1999-2004.

Cuadro 1. Participación de las divisiones industriales en el PIB manufacturero en el estado de Tlaxcala. Período 1999 y 2004. División industrial %

1999 2004 Productos alimenticios, bebidas y tabaco 28.4 22.2 Textiles, prendas de vestir e industria del cuero 12.6 15.4 Industria de la madera y productos de madera 0.6 0.7 Papel, productos de papel, imprentas y editoriales 2.6 2.4 Sustancias químicas, derivados del petróleo, productos de caucho y plástico

18.7 21.9

Productos de minerales no metálicos, exceptuando derivados del petróleo y carbón

19.9 17.3

Industrias metálicas básicas 4.0 2.5 Productos metálicos, maquinaria y equipo 10.0 14.8 Otras industrias manufactureras 3.1 2.8

Unidades Económicas por Sector de Actividad y su Importancia en el Estado de Tlaxcala

Para el año 2003, el estado de Tlaxcala registró un total de 38 mil 315 unidades económicas, de las cuales 53 por ciento fueron establecimientos de comercio al por menor, seguidos por industrias manufactureras (14.4 %), y servicios de alojamiento temporal y de preparación de alimentos y bebidas (6.3 %); sin embargo, su

participación en el personal ocupado fue de 30.5, 39.5 y 5.3 por ciento, respectivamente. Es decir, la industria manufacturera no tiene la mayor participación en número de unidades económicas, pero es la que más aporta al valor del PIB. En lo referente a la participación en remuneraciones totales (que para el año 2003 ascendieron a 3,676 millones de pesos) es la industria manufacturera la de mayor importancia. Información a mayor detalle se presenta en el Cuadro 2.

-5 0 5

10 15 20 25 30

a b c d e f g h i j

%


149

Cuadro 2. Unidades económicas y su participación en personal ocupado y remuneraciones totales en el estado de Tlaxcala. 2003. Sector de actividad % Unidades

económicas % Personal

ocupado %

Remuneraciones Agricultura, ganadería, aprovechamiento forestal, pesca y caza 0,12

Minería 0.10 0,17 .04

Electricidad, agua y suministro de gas por ductos al consumidor final 0,80

2.62

Construcción 0.19 1.26 1.03 Industrias manufactureras 14.45 39.55 68.42 Comercio al por mayor 2.71 3.29 4.95 Comercio al por menor 53.O1 30.54 8.68 Transportes, correos y almacenamiento e/ 1.39 2.01 2.60

Información en medios masivos 0.25 0.41 0.63

Servicios financieros y de seguros 0.14 0.21 0.21

Servicios inmobiliarios y de alquiler de bienes muebles e intangibles 1.41 0.84 0.24

Servicios profesionales, científicos y técnicos 1.56 1.23 0.69

Dirección de corporativos y empresas

Servicios de apoyo a los negocios y manejo de desechos y servicios de remediación 1.04 1.69 2.34

Servicios educativos 0.91 2.88 3.14

Servicios de salud y de asistencia social 2.63 1.78 0.55

Servicios de esparcimiento, culturales y deportivos, y otros servicios recreativos 1.10 0.81 0.15

Servicios de alojamiento temporal y de preparación de alimentos y bebidas 6.35 5.35 2.23

Otros servicios excepto actividades del gobierno 12.77 7.06 1.49

CONCLUSIONES

El estado de Tlaxcala representa el 0.2 por ciento de la superficie y participa con el 0.6 por ciento del Producto Interno Bruto nacional.

Por división de actividad económica, el de electricidad, gas y agua; así como el sector agropecuario fueron los que mayor crecimiento presentaron. La industria manufacturera, pese a ser la que mayor aportación al PIB registra, creció sólo 7 por ciento.

Dentro del PIB manufacturero, la división industrial alimentos, bebidas y tabacos tiene la mayor participación; sin embargo, ésta disminuyó ligeramente. Los textiles y prendas de vestir, así como la industria del cuero, registraron un crecimiento neto.

A pesar que las unidades económicas registradas como industrias manufactureras, representan el 14.4 por ciento del total, éstas emplean al 39.5 del personal ocupado.


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LITERATURA CITADA Estrada, A. J., A. Ceballos S., V. Guerra D., J.

Villanueva D., I. Sánchez C., M. Rivera G., I. Orona C., y J.A. Cueto W. 2007. Manejo Integral de los Recursos Naturales en la Cuenca del Río Zahuapan, en el estado de Tlaxcala. Proyecto de Investigación. 15 p. Gómez Palacio, Durango.

Espejel, R. A., y Carrasco R. G. 2000. El deterioro ambiental en Tlaxcala y las políticas de desarrollo estatal 1988-1999. Instituto Nacional de Ecología, Tlaxcala, Tlaxcala.

INEGI. 2004. Censos Económicos.

Instituto Nacional de Estadística, Geografía e Informática (INEGI). Sistema Automatizado de Información Censal (SAIC). 2004.

INEGI. 2005. II Conteo de Población y Vivienda. Principales resultados por localidad 2005. Estados Unidos Mexicanos. Disco Compacto.

Instituto Nacional de Estadística, Geografía e Informática (INEGI) 2006. Sistema de Cuentas Nacionales de México. Producto Interno Bruto por entidad federativa 2001-2006.

INEGI. Banco de Información Económica. Producto Interno Bruto por Entidad Federativa. Consulta en internet el 11 de junio de 2007: www.inegi.gob.mx

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CONTROL QUÍMICO DE LA CENICILLA (Leveillula taurica (Lév) G. Arnaud) DEL CHILE (Capsicum annuum L.)

Chemical Control of Powdery Mildew (Leveillula taurica (Lév) G. Arnaud) of Pepper (Capsicum annuum L.)

Yasmín Ileana Chew Madinaveitia1, Arturo Gaytán Mascorro1 y Miguel Palomo Rodríguez1

1Campo Experimental La laguna-INIFAP. Blvd. Prof. José Santos Valdés #1200 Pte. Col. Mariano Matamoros. Matamoros, Coah.

E-mail: [email protected]

RESUMEN

La cenicilla es una enfermedad que esta presente en la mayoría de las regiones productoras de chile. Esta enfermedad provoca pérdidas de rendimiento y calidad del fruto. Este ensayo fue realizado para evaluar la efectividad de productos químicos preventivos y curativos para el manejo de la cenicilla en una parcela de chile tipo mirasol en el Municipio de Nazas, Durango durante 2007. Los tratamientos evaluados fueron: Tratamiento 1, Azufre (Sultrón 725, 2.5 l ha-1) - Myclobutanil 40% (Rally 40 W, 114 g ha-1); Tratamiento 2, Azufre (Sultrón 725, 2.5 l ha-1) - Boscalid 25.2% + Pyraclostrobin 12.8% (Cabrio, 0.8 kg ha-1) y Testigo sin aplicación de productos químicos. El inicio de los tratamientos fue a los 82 días después del trasplante (ddt). En el Tratamiento 1 se realizaron tres aplicaciones preventivas de azufre (Sultrón 725) y cuatro de myclobutanil (Rally 40 W). En el Tratamiento 2, se realizaron tres aplicaciones de azufre y cuatro de boscalid 25.2%+pyraclostrobin 12.8% (Cabrio). En los tratamientos se evaluó la incidencia y severidad. Existen diferencias altamente significativas (p≤0.0001) entre los tratamientos. En el Tratamiento 2, se tuvo la menor incidencia y severidad de la enfermedad, con 8.2 por ciento y 0.10, respectivamente. En el Tratamiento 1, se tuvo un 43.0 por ciento de incidencia y 0.43 de severidad. En el testigo, 96.0% de incidencia y 3.45 de severidad. El control químico con productos preventivos y curativos es una alternativa para el manejo integral de la cenicilla del chile. Palabras clave: Control químico, Manejo del cul-

tivo, Leveillula taurica, Capsicum annuum.

SUMMARY

Powdery mildew (Leveillula taurica (Lév) G. Arnaud) is a disease, which affects fruit quality and yield in the majority of the producing regions of pepper. The objective of the present assay was to evaluate the effectiveness of preventive and curative chemicals agent for the handling of powdery mildew in a commercial planting of pepper type Mirasol in a community of the Municipality of Nazas, Durango, Mexico during 2007. The evaluated treatments were: T1, Sulphur (Sultrón 725, 2.5 l has-1) - Myclobutanil 40% (Rally 40 W, 114 g has-1); T2, Sulphur (Sultrón 725, 2.5 l has-1) - Boscalid 25.2% + Pyraclostrobin 12.8% (Canrio, 0.8 kg has-1); and T3, control without application of chemical agents. Treatments began 82 days after the transplant. In T1, three preventive applications of sulphur (Sultrón 725) and four of myclobutanil were done (40 Rally W). In T2, applications of sulphur used in T1 combined with four applications of boscalid 25.2%+pyraclostrobin12.8% were performed (Cabrio). In the treatments were evaluated the incidence and severity of disease. Statistical differences (p≤0.0001) were founded among treatments to severity and incidence levels caused for powdery mildew. The lowest incidence and severity of this disease was registered in T2, with values of 8.2 percent and 0.10, respectively. For T1, the levels of incidence and severity were 43.0 percent and 0.43, respectively. The control treatment had 96.0 percent of incidence and 3.45 of severity. The use of preventive and curative chemical products is an alternative that should be

EDUCACIÓN Y ASISTENCIA TÉCNICA – AGROFAZ VOLUMEN 9 NÚMERO 3, 2009

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considered as part integral of handling of powdery mildew in pepper. Key words: Chemical control, Crop management, Leveillula taurica, Capsicum annuum.

INTRODUCCIÓN

La cenicilla (Leveillula taurica (Lév) G. Arnaud) es una de las enfermedades foliares que pueden causar pérdidas en la producción y calidad del cultivo de chile. En regiones con climas áridos y semiáridos, la cenicilla puede causar graves pérdidas en rendimiento. En condiciones protegidas (invernaderos), también es factible que se desarrolle (Cerkauskas y Buonassisi 2003). Los primeros síntomas de la cenicilla se observan en las hojas basales, en donde se detectan pequeñas lesiones de aspecto polvoso de color blanquecino en el envés de las hojas; en el haz se observan lesiones cloróticas o de color café. En ataques severos, produce defoliación afectando la calidad del fruto al quedar expuesto al sol; además el número y tamaño de los frutos será menor. La cenicilla infecta también al tomate, berenjena, alfalfa, cebolla y maleza (Mendoza y Pinto, 1985; Velásquez et al., 2002; Goldberg, 2003; Velásquez y Medina, 2006; Chew et al., 2008).

La cenicilla se reportó en el norte centro de México y Chihuahua en 1999 atacando parcelas de chile ancho, mirasol y jalapeño (Velasquez y Valle, 1999). En la Región Lagunera, la cenicilla se ha incrementado en las áreas productoras de chile en donde se observa diferencias entre incidencia y severidad de la enfermedad, la cual varía año con año, de acuerdo a las condiciones de clima (Chew et al, 2007a).

En la región de Nazas, Dgo., importante área productora de chile tipo mirasol, en el año 2005 predominaban las enfermedades virales, con una incidencia de 93.0 por ciento, y en porcentajes bajos marchitez (Fusarium spp., Rhizoctonia solani, Phytophthora spp.) con 2.0 por ciento y cenicilla con 1.7 por ciento. En el año 2006, la incidencia de estas enfermedades cambió, siendo la cenicilla la enfermedad más frecuente con 98.9 por ciento de incidencia, después virosis con 34.0 por ciento y marchitez con 19.8 por ciento (Chew et al., 2007b). Esta dinámica de las enfermedades,

está influenciada por las condiciones climatológicas y también por la acción del hombre en parte por el monocultivo, el desconocer las enfermedades y por no realizar ningún manejo de las enfermedades, lo cual va incrementando el inóculos de los fitopatógenos. Debido a que la cenicilla tiene una amplia gama de hospederos y que sus esporas se diseminan fácilmente por el viento, se requiere de un control químico que restinga la infección y establecimiento de la enfermedad en cultivo e integrarlo como una práctica mas del manejo de la cenicilla del chile. El objetivo del presente trabajo fue evaluar un programa de productos químicos preventivos y curativos para el control de la cenicilla (Leveillula taurica (Lév) G. Arnaud) del chile (Capsicum annuum L.).


El experimento se estableció en una parcela de chile tipo Mirasol Criollo de un productor cooperante en el Ejido 25 de Diciembre, Municipio de Nazas, Dgo.

El trasplante se realizó el 14 de marzo de 2007, el manejo de la parcela fue de acuerdo al productor, solo se tuvo injerencia en el manejo de la cenicilla.

Para el control de la cenicilla, se evaluaron dos tratamientos de productos químicos para el control de la cenicilla del chile, que se comparó con un testigo sin aplicación. Los tratamientos constaron de aplicaciones de productos preventivos (azufre) complementados con productos curativos (myclobutanil 40% y boscalid 25.2%+pyraclostrobin 12.8), los cuales se presentan en el Cuadro 1.

La distribución de los tratamientos fue en bloques al azar con cuatro repeticiones. Cada repetición constó de parcelas de 12 surcos de 15 m. de largo y 1.3 m de ancho y una distancia entre plantas de 30-35 cm.

La aplicación de los fungicidas se realizó con una aspersora motorizada de mochila, a la cual se le adaptó un aguilón con dos o cuatro boquillas de abanico cónico Tee Jeet 8002. El volumen de agua fue variando dependiendo del desarrollo de la planta para tener un buen cubrimiento del follaje.


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Cuadro 1. Tratamientos de productos químicos para el control de la cenicilla del chile. INIFAP-CELALA. 2007.

Tratamientos Producto Dosis Tratamiento 1

Azufre (Sultrón 725) Myclobutanil 40% (Rally 40 W)

2.5 l ha-1 114 gha-1

Tratamiento 2 Azufre (Sultrón 725) Boscalid 25.2% + Pyraclostrobin 12.8% (Cabrio)

2,5 l ha-1 0.8 kg ha-1

Testigo Sin aplicación de productos -

Para evaluar incidencia y severidad de la cenicilla, semanalmente se muestrearon 25 plantas al azar por repetición para tener un total de 100 plantas por tratamiento. Las evaluaciones se realizaron en los seis surcos centrales de cada parcela.

Para la severidad, se utilizó una escala visual arbitraria adaptada y modificada por la propuesta por Windles y Holen (1989) donde: 0 = planta sana 1 = 1-25 por ciento del follaje dañado o inicio de síntomas 2 = 26-50 por ciento del follaje dañado 3 = 51-75 por ciento del follaje dañado 4 = 76-100 por ciento del follaje dañado o planta muerta

Los datos de incidencia y severidad se

sometieron a un análisis de varianza y separación de medias de tratamientos por la diferencia mínima significativa (DMS). Los datos de incidencia, antes de su análisis se transformaron por medio del arco-seno.


La aplicación de los Tratamientos 1 y 2 inició a los 82 días después del trasplante (ddt) (junio, 4). En el Tratamiento 1 se realizaron tres aplicaciones preventivas de azufre (Sultrón 725) y cuatro de myclobutanil (Rally 40 W). En el Tratamiento 2, también se realizaron tres aplicaciones de azufre y posteriormente cuatro de boscalid 25.2%+pyraclostrobin 12.8% (Cabrio). El intervalo entre las aplicaciones fue de siete a diez días. Las aplicaciones terminaron a mediados de agosto (160 ddt). Estadísticamente, existen diferencias altamente significativas (p≤0.0001) entre los tratamientos en cuanto al control de la cenicilla del

chile. En el testigo se tuvo la mayor incidencia final de plantas enfermas (96.0 %), seguido del Tratamiento 1 (azufre-myclobutanil) con un 43.0 por ciento, y en el Tratamiento 2 (azufre-boscalid+pyracolstrobin) se tuvo la menor incidencia de cenicilla con un 8.25 por ciento (Cuadro 2). También hubo diferencias altamente significativas (p≤0.001) en cuanto a la severidad, siendo mayor el daño en el testigo (3.45), y el menor en el Tratamiento 2 (0.10) (Cuadro 2). Aunque entre los Tratamientos 1 y 2 hubo diferencias estadísticas en cuanto a la incidencia, éstos fueron estadísticamente iguales en la severidad. En los dos tratamientos solo se detectó inicio de la enfermedad (pocas pústulas o lesiones en el envés de las hojas basales), en comparación al testigo en donde se observaron los síntomas (lesiones) tanto en el haz y envés de las hojas, además de enrollamiento de las mismas y defoliación, lo cual coincide con un daño severo reportado por varios autores (Chew et al., 2008; Goldberg, 2003; Velásquez et al., 2002) El Tratamiento 2 (azufre – boscalid+pyraclostrobin) fue el que controló mejor a la cenicilla, al presentarse en él la menor incidencia y severidad de la enfermedad. La cenicilla es una enfermedad que esta muy relacionada con las condiciones ambientales, se requiere de alta humedad relativa (90-95 %) y temperaturas de 10-25 °C para infectar las plantas; posteriormente, la enfermedad se desarrolla rápidamente a temperaturas de 30 °C en el día y 25 °C por la noche (Goldberg, 2003). A temperaturas mayores a 25 °C, la germinación de las esporas es menor (Elad et al., 2007). Esta condición se presenta en la región de Nazas, Dgo. en los meses de junio-julio, cuando por lo general ocurren algunas precipitaciones, lo que origina condiciones ambientales favorables para el desarrollo de la cenicilla. Con base en esto, las


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aplicaciones preventivas de azufre en los Tratamientos 1 y 2 iniciaron a principios de junio para proteger a la planta de infecciones tempranas de la enfermedad, ya que a menor edad de la planta al momento de la infección, es mas severo el daño. En el Testigo, los primeros síntomas se presentaron a finales de junio (107 ddt), en el tratamiento 1 a los 110 ddt y en el tratamiento 2 a los 125 ddt. En el Testigo, la incidencia y severidad se incrementó hasta alcanzar un 96.0 por ciento de incidencia y 3.45 de severidad

(Cuadro 2). Las plantas de estas parcelas presentaron defoliación y menor altura que las de los tratamientos de control químico. En el tratamiento 1, la enfermedad se dispersó (incidencia, 43.0%), pero sólo se detectó inicio de síntomas en las plantas afectadas (0.43 % de severidad). En el Tratamiento 2, la aplicación de los productos químicos protegieron a la planta del establecimiento y desarrollo de la cenicilla, al registrarse solamente un 8.2% de incidencia y 0.10 de severidad (Cuadro 2).

Cuadro 2. Efecto de los tratamientos de control químico en la incidencia y severidad de la cenicilla del chile. INIFAP-CELALA. 2007. Tratamientos Incidencia severidad† Testigo 96.0a†† 3.45a Tratamiento 1 Azufre (Sultrón 725) - Myclobutanil 40% (Rally 40 W)

43.0 b 0.43 b

Tratamiento 2 Azufre (Sultrón 725) - Boscalid 25.2%+Pyraclostrobin 12.8% (Cabrio)

8.2 c 0.10 b

C. V. 10.47 18.96 †0= planta sana; 1=0-25% follaje dañado; 2=26-50% follaje dañado; 3=51-75% follaje dañado; 4= 76-100% follaje dañado o planta muerta. †† Valores con la misma literal en cada columna son estadísticamente iguales (DMS p≤0.0001). C.V. = Coeficiente de variación.

En la región productora de chile de Zacatecas y Aguascalientes, el manejo de la cenicilla comprende la destrucción de los restos del cultivo y control de la maleza dentro y fuera de la parcela. Como ésta enfermedad se dispersa por el viento, no es suficiente esta práctica por lo que recomiendan aspersiones de productos a base de azufre. Otros fungicidas que emplean para el control de la cenicilla con buenos resultados es el Trifloxystrobin (Flint) y el Triadimefon (Bayleton) (Velásquez et al., 2002).

En este experimento, el azufre aplicado de manera preventiva y complementado con productos curativos pueden controlar a la cenicilla. Sería conveniente evaluar los productos Trifloxystrobin (Flint) y el Triadimefon (Bayleton) en la región para incorporarlos al esquema de manejo de la cenicilla y tener opciones de control de la enfermedad y evitar resistencia a los productos químicos. El éxito de las aplicaciones es la oportunidad de las mismas, ya que en parcelas muy infectadas el control no será el mismo que en una parcela con inicio de síntomas (pequeñas lesiones de aspecto polvoso en el envés de las

hojas basales). Otro aspecto importante es la forma de aplicación, la cenicilla inicia en la parte baja de la planta y en el envés de las hojas, por lo que se debe realizar una aspersión que cubra en completamente a la planta con los productos.

CONCLUSIONES

El programa de aplicaciones preventivas y curativas a base de azufre (Sultrón 725, 2.5 l ha-1) complementado con Boscalid 25.2%+Pyraclostrobin 12.8% (Cabrio, 0.8 kg/ha), controló eficientemente a la cenicilla. En este tratamiento se tuvo una incidencia final de 8.25 por ciento y una severidad de 0.10 (inicio de síntomas). En el tratamiento de aspersiones de azufre (Sultrón 725, 2.5 l/ha) complementado con Myclobutanil 40% (Rally 40 W, 114 g ha-1), se tuvo una incidencia del 43.0% de cenicilla, aunque la severidad fue leve (0.43, inicio de síntomas). En el testigo sin aplicación de productos químicos, se tuvo una incidencia de cenicilla de 98.0 por ciento y una severidad de 3.48 (plantas


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con lesiones de aspecto polvoso en el haz y envés de las hojas, clorosis y defoliación). Para un control adecuado de la cenicilla del chile, las aspersiones deben hacerse de manera preventiva o al inicio de los síntomas, procurando cubrir por completo a la planta.

LITERATURA CITADA

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SEQUÍAS EN EL NORESTE DE MÉXICO EN LOS ÚLTIMOS 600 AÑOS Drougths in Northeastern Mexico for the Last 600 Years

Julián Cerano Paredes1, José Villanueva Díaz1, Vicenta Constante García1y Juan Estrada Ávalos1

1Centro Nacional de Investigación Disciplinaria en Relación Agua-Suelo-Planta-Atmósfera, INIFAP. Km. 6.5, Margen Derecha Canal

Sacramento, Gómez Palacio, Dgo. México. CP. 35140 Tel: (871) 159 01 04 y 159 01 05. E-mail: [email protected]

RESUMEN

La generación de series de tiempo con base en técnicas dendrocronológicas permite el análisis histórico del comportamiento de diferentes variables climáticas. La dendrocronología representa una excelente alternativa cuando se carece o se dispone de bases de datos instrumentales poco extensas, que limitan analizar históricamente su variabilidad, con base en esta técnica y empleando como proxy los anillos de crecimiento de Pseudotsuga menziesii, se generaron series de tiempo (cronologías) que permitieron reconstruir la variabilidad de la precipitación para un período mayor a los 400 años para la región de Saltillo y 600 años para la región sur de Nuevo León, logrando observar y analizar con base en archivos históricos importantes sequías que tuvieron fuerte impacto en la sociedad, en términos de agricultura, ganadería, disponibilidad de agua, entre otros. Las sequías en la región noreste de México presentan una ocurrencia cíclica, a intervalos de cien años; caso concreto son las sequías detectadas en 1490, 1590, 1690, 1790, 1890 y 1990; sin dejar de señalar el hecho igualmente importante, de la frecuencia de sequías a mediados de cada siglo, es decir, 1450, 1560, 1660, 1750-1760, 1850-1870 y 1950-1960, con una intensidad severa y otras de gran impacto social y económico como la reciente de mediados del siglo XX (1950-1965), solo comparada con la sequía del período 1850-1870. Este tipo de información, además de permitir analizar la variabilidad histórica de la precipitación, brinda información elemental para la modelación de procesos para diferentes escenarios climáticos; conocer la probabilidad de eventos climáticos extremos y alimentar modelos de predicción, fundamental para la toma de decisiones en el uso

y manejo del agua en la región noreste de México.

Palabras clave: Dendrocronología, Sequías, Sociedad, Agua.

SUMMARY

The development of dendrochronological

time series allows a historical analysis of climatic variables. Tree ring series can be used as “proxy” of climate data, particularly when instrumental records are short and of poor quality limiting a study of historical climate behavior. Tree ring series of Pseudotsuga menziesii were developed to reconstruct historical precipitation variability for the last 400 and 600 years for Saltillo, Coahuila and southern Nuevo Leon, respectively. The reconstructed precipitation was verified with archival data relating grain scarcity, food availability, livestock production, and human calamities with droughts and wet periods. The analysis of the reconstructed precipitation showed that droughts in this region occurred every 50 years (i.e., 1490, 1450, 1560, 1590, 1660, 1690, 1750-1760, 1790, 1850-1870, 1890, 1950-1960, and 1990). The severity of these droughts was different, but some of them had a high social impact like the ones taken place in the 1850´s and 1950´s. The information derived from paleoclimatic studies allows a better understanding of climate variability and is useful to model climatic scenarios. The frequency of extreme events is also useful for decision makers to manage limited water resources in regions with high water demand such as northeastern Mexico. Key words: Dendrochronology, Droughts, Human society, Water.


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INTRODUCCIÓN

Las sequías están indisolublemente ligadas a la ausencia, retraso o déficit de lluvias, por lo que se les puede definir como la precipitación pluvial significativamente más baja que el promedio o que un valor específico durante un período de tiempo. Dada la frecuencia y la intensidad con que el fenómeno de las sequías se ha hecho presente en nuestro territorio, a lo largo de miles de años que abarcan tanto la historia como la prehistoria del país, podríamos a cotarlas como situaciones relativamente normales dentro de las oscilaciones climáticas propias de esta zona, que se detectan fácilmente en lapsos de una o dos décadas (Sánchez, 2001).

Por otro lado, el cambio climático global en los últimos años se refiere a las alteraciones en los patrones generales del clima que generan cambios en variables atmosféricas como la precipitación y la temperatura. Si bien estas alteraciones son normales en la climatología terrestre, el problema estriba en la rapidez con que estos cambios se están suscitando en los últimos años, sin dar tiempo a los seres vivos de adecuarse en consecuencia (Prager y Earle, 2001). Situaciones no relativamente normales dentro de la variabilidad climática histórica.

Las reconstrucciones climáticas además de permitirnos conocer y analizar la variabilidad climática a través del tiempo, pasado y presente, son un soporte adicional para sustentar las hipótesis de que condiciones climáticas extremas prevalecieron e interactuaron magnificando los impactos de hambre, epidemias, mortandad, abandono de pueblos, conflictos sociales y políticos de los grupos humanos establecidos, oscilaciones climáticas consideradas normales. De igual manera, las series de tiempo permiten analizar la variabilidad de fenómenos de circulación general como El Niño Oscilación del Sur (ENSO, por sus siglas en ingles), la Oscilación Decadal del Pacífico (PDO, por sus siglas en ingles) y cómo su ocurrencia y efectos han variado ha causa del calentamiento global y a su vez estos como han modificado las condiciones climáticas, situaciones fuera de la variabilidad climática histórica.

La dendrocronología, ciencia que permite

con base en los crecimientos anuales de los árboles, reconstruir variables climáticas como precipitación, temperatura, flujos de ríos, regimenes ecológicos de incendios etc., tan extensas como longevos sean los árboles, para algunas partes del mundo como Estados Unidos se cuenta con reconstrucciones milenarias, para México actualmente se cuenta con más de 60 series de tiempo para el norte y centro del país, algunas con extensiones de más de 500 y 600 años, y cronologías milenarias en proceso. Esta técnica representa una excelente alternativa cuando se carece o se dispone de bases de datos instrumentales poco extensas, que limitan analizar históricamente esta variabilidad.

Este tipo de información además de permitir analizar la variabilidad histórica de la precipitación, brinda información elemental para la modelación de procesos bajo diferentes escenarios, conocer la probabilidad de eventos climáticos extremos y alimentar modelos de predicción, fundamental para la toma de decisiones en el uso y manejo del agua en la región noreste de México. El presente trabajo tiene como objetivo principal, analizar la variabilidad climática de los pasados seiscientos años para el noreste de México, y cómo los diferentes fenómenos extremos “sequías” han afectado la población de esta región del país.


El análisis de variabilidad de la precipitación en el tiempo y su efecto en la sociedad del noreste de México es posible gracias a reconstrucciones paleoclimáticas, generadas con base a núcleos de crecimiento o virutas y de secciones transversales obtenidas con taladro de Pressler y motosierra, respectivamente, de especies arbóreas distribuidas en la Sierra Madre Oriental.

En Sierra de Arteaga se generó una serie

de tiempo regional con anillos de crecimiento de la especie conocida como ayarín o Douglas-fir (Pseudotsuga menziesii) que se desarrolla en las partes altas de Sierra de Arteaga, Coahuila y que comprende los parajes El Coahuilón, La Viga, Los Pilares, El Morro y El Tarillal. En las partes media


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y baja de la sierras de Arteaga y de Zapalinamé se tomaron muestras de pino piñonero (Pinus cembroides) y para Peña Nevada, Nuevo León se

analizó la variabilidad común de la precipitación con una serie de anillos de crecimiento con la especie Pseudotsuga menziesii (Figura 1).

Figura 1. Distribución geográfica de cronologías de Pseudotsuga menziesii y de Pinus cembroides para sitios en las sierras de Arteaga, Peña Nevada y Zapalinamé.

Los núcleos de crecimiento, se identificaron, montaron y pegaron en secciones acanaladas de madera para facilitar su manejo; posteriormente estas se pulieron con diversos grados de lija (grano grueso a fino); Se utilizó el mismo procedimiento con las secciones trasversales para resaltar sus estructuras de crecimiento. En el laboratorio de Dendrocronología del INIFAP CENID-RASPA y con el apoyo de un estereomicroscopio trilocular de alta resolución, los anillos se contaron y fecharon al año exacto de su formación, mediante el uso de técnicas dendrocronológicas estándar (Stokes y Smiley, 1968). Una vez fechadas las muestras, cada crecimiento individual de P. menziesii, se seccionó en bandas de madera temprana, tardía y anillo total y posteriormente estas bandas se midieron individualmente con un sistema de medición VELMEX con una precisión de 0.001 mm (Robinson y Evans, 1980). Para el caso de P. cembroides solo se midió anillo total, debido a la

escasa formación y dificultad para diferenciar la madera tardía del resto de traqueidas.

El fechado, calidad de la respuesta climática y exactitud de la medición de cada anillo se verificó con el programa COFECHA (Holmes, 1983; Grissino-Mayer, 2001). Las tendencias biológicas y geométricas no relacionadas con clima, se removieron con el programa ARSTAN, al insertar una curva exponencial negativa o línea recta a la serie de medición y luego al dividir cada valor anual de medición entre el valor obtenido de la curva (Cook, 1987).

Debido a la cercanía geográfica de las cronologías desarrolladas en Sierra de Arteaga (La Viga, Morro, Coahuilón y Los Pilares) con las cronologías de Sierra de Zapaliname en Coahuila y Peña Nevada, en Nuevo León, estas se incluyeron para análisis comparativos, con el fin de tener un conocimiento más detallado de la variabilidad climática histórica de la región y con el apoyo de archivos históricos se analizó el impacto


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de fenómenos extremos, particularmente sequías en aspectos sociales y económicos en el noreste de México.


La reconstrucción de la precipitación con una cronología de 302 años (1700-2001) de extensión para Sierra de Arteaga, indica alta variabilidad interanual y multianual que ha caracterizado la precipitación en los pasados tres siglos en esta región (Figura 2b). La reconstrucción de 410 años (1595-2004) de precipitación para Sierra de Zapalinamé, indica que esta zona ha estado sujeta a una alta variabilidad hidroclimática histórica (Figura 2a).

Ambas con una variabilidad en precipitación común (r = 0.60 p<0.05).

Las reconstrucciones de precipitación presentan diferente grado de magnitud en la variabilidad climática reconstruida, esto se debe principalmente a que la cronología regional de Sierra de Arteaga se empleo para reconstruir la precipitación para Saltillo, se utilizaron datos climáticos observados de la parte baja de la región de Saltillo, y la cronología de Sierra de Zapalinamé dado que se emplearon datos climáticos de estaciones como San Antonio de las Alazanas, Huachichil, El Tunal y Arteaga del municipio de Arteaga, Coahuila, se reconstruyó la precipitación para la parte alta cercana a la zona montañosa, donde la cantidad de lluvia es mayor comparada con la lluvia que se registra en Saltillo (Figura 2).

Figura 2. Reconstrucción de la variabilidad en precipitación estacional invierno-primavera para la región de Sierra de Zapaliname (a) (Constante, 2007) y precipitación regional para Sierra de Arteaga (b) (Cerano, 2004). Las áreas de relleno de color negro indican sequías, períodos que registraron precipitaciones por debajo de la media.

Para la región sureste de Coahuila y centro-oeste de Nuevo León se reconstruyeron importantes sequías para los períodos de 1705-1718, 1729-1737, 1748-1754, 1783-1810, 1850-1884, 1891-1900, 1917-1933, 1945-1964 y 1994-2004. Se detectó una variabilidad común entre ambas series de tiempo; lo anterior se puede atribuir a que las condiciones climáticas del sureste de Coahuila y centro-oeste de Nuevo León

parecen ser moduladas por fenómenos climáticos similares (Villanueva et al., 2007). Para la reconstrucción de precipitación con la cronología de Sierra de Zapaliname, que fue 100 años más extensa que la de Sierra de Arteaga, se observan cuatro fuertes sequías que comprenden los períodos de 1595-1609, 1641-1648, 1663-1671 y 1687-1694. Sobresalen por su extensión e impacto los períodos 1783-1810, 1850-1884, 1917-1933,


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1945-1965 y 1994 a los primeros años del siglo XXI (Figura 2).

De igual manera, ambas reconstrucciones muestran simultáneamente eventos húmedos en los períodos 1719-1728, 1740-1747, 1766-1780, 1813-1818, 1840-1849, 1885-1890, 1901-1915 y 1934-1944, pero en la parte final de las reconstrucciones, la región de Sierra de Zapalinamé presenta un extenso intervalo de tiempo con precipitación por arriba de la media 1967-1993, a diferencia de esta, la región Sierra de Arteaga se ve afectada en este intervalo de tiempo por un período con disminución de lluvia 1972-1985 (Figura 2). Megasequía en el Siglo XVI en México

La reconstrucción de precipitación generada en Peña Nevada, Nuevo León, con una extensión de 603 años, que comprende el período de 1400-2002 (Figura 3), para el noreste de México, en la Sierra Madre Oriental, presenta una variabilidad similar a las series de tiempo reconstruidas para el sureste de Coahuila. Lo que indica una variabilidad común en las condiciones de precipitación tanto para el centro como para el

sur de Nuevo León. La extensión de esta serie permite el análisis de la Megasequía y sus efectos devastadores en la sociedad del centro de México, denominada Megamuerte y su extensión hasta el noreste del país.

Iniciaremos analizando la primer intensa sequía reconstruida para el sur de Nuevo León, la sequía reconstruida a mediados del siglo XV para el norte de México que comprende el período de 1440-1462 (Figura 3), que debido a la falta de información histórica para esta parte del país es difícil conocer los efectos sociales y económicos ocasionados, pero que de acuerdo a su extensión e intensidad pudo haber causado estragos similares o mayores a las registradas cien años después en el norte y centro del país. Con información para el centro de México, de cuerdo con Sánchez (2001), indica una intensa sequía en la época prehispánica que inició en el año de 1454, en el reinado de Moctezuma IIhuicamina, la cual provocó hambre y mortandad e incluso el emperador autorizó a sus súbditos emigrar, acción inusual en la estricta sociedad azteca. La reconstrucción de precipitación para Nuevo León permite corroborar la intensidad de la sequía y sus efectos hasta el norte del país.

Figura 3. Reconstrucción de 600 años de precipitación para el sur de Nuevo León que permite analizar la megasequía que asotó el norte y centro de México en el siglo XVI (Villanueva et al., 2007), y su comparación con la variabilidad de la precipitación para Saltillo (línea roja) y Sierra de Zapalinamé (línea azul).

Los anillos de crecimiento de los árboles son evidencia, que han permitido reconstruir los

niveles de precipitación, indicando que la peor sequía que causó estragos a Norte América en los


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pasados 500 años se presentó en la mitad del siglo XVI, cuando severas sequías se extendieron de México a los bosques boreales y del Pacífico a las costas del Atlántico. Estas sequías aparecieron interactuando con condiciones ecológicas y sociales, que magnificaron el impacto de las enfermedades infecciosas en la población de México a mediados del siglo XVI (Acuña-Soto et al., 2002).

La población nativa de México experimentó una epidemia tras la conquista europea, la epidemia de viruela de 1519 a 1520 provocó la muerte de cinco a ocho millones de personas (Acuña-Soto et al., 2002). Lo anterior se agudizó ante las condiciones extremas de sequía que asolaban al centro de México y cuyos efectos se sufrieron hasta el norte del país, como se reafirma con la reconstrucción de precipitación para el sur de Nuevo León, que muestra las condiciones adversas de sequía durante 24 años, que comprende el período de 1517-1540 (Figura 3).

Recientes investigaciones sobre epidemio-logía sugieren que los eventos de 1545 a 1576, asociados a una alta mortandad y referidos como cocoliztli (peste en náhuatl), puede haberse tratado de fiebre hemorrágica. Probablemente causada por un virus indígena y trasmitido por las ratas. Estas infecciones fueron agravadas por las extremas condiciones climáticas, las pobres condiciones de vida y el trato recibido de las personas como esclavos, pobremente alimentados y vestidos (Acuña-Soto et al., 2002).

El colapso de la población en México como causa del “cocoliztli” enfermedad letal, fue rápido, el cual se puede dividir en dos etapas, la primera que inicia en 1545 con la muerte estimada de cinco a 15 millones de personas, más del 80 por ciento de la población nativa de México. Una segunda etapa que inicia en 1576 matando adicionalmente de 2 a 2.5 millones de personas, alrededor del 50 por ciento de la población nativa restante (Acuña-Soto et al., 2002). La reconstrucción de la variabilidad climática para el sur de Nuevo León, permite conocer que estas severas sequías no fueron exclusivas para el centro del país, si no que se extendieron hasta el norte de México (Figura 3), cuyos impactos en la sociedad se desconocen ante la falta de archivos históricos, pero que pueden haber ocasionado

severos estragos en la población en los períodos de 1510 a 1540, 1555 a 1575 y agudizándose nuevamente de 1576 a 1590.

Sequías de Final de Siglo XVIII e Inicio y Mediados del Siglo XIX

Aún cuando es muy difícil precisar temporalmente el inicio de una sequía, partiremos de 1,785, por ser éste uno de los momentos en que se inició un período de malas cosechas en la región del sureste de Coahuila y centro-oeste de Nuevo León, que parece disminuir hasta la mitad de la segunda década del siglo XIX, y que además, a partir de este período se dispone de información histórica documentada para el noreste de México, que permite analizar el impacto de fenómenos climáticos extremos en la población (Figura 4).

En 1785 el virrey Gálvez emite un comunicado en el cual se pide socorro por los pueblos ante la escasez de maíz, para el año de 1789, la temporada de “secas” provoca que la escasez de maíz en la provincia de Coahuila continuara. La especulación se hacía evidente, ya que la escasez de maíz se prolongó hasta 1790. En este mismo año, el gobernador y cabildo informaron sobre los resultados de la siembra de maíz, la cual registraba una producción muy baja. Así mismo, se notificó de la “grande necesidad” que reinaba en toda la jurisdicción, propiciada por la escasez del agua para riego. Además de la fuerte escasez de maíz destinada para el propio consumo, se aunaba el problema de la falta de maíz para la nueva siembra (García, 1997). Esto a consecuencia de la intensa sequía que se presentó de 1783-1810 (Figura 4).

Ante esta situación, la respuesta de las autoridades del cabildo de Saltillo, fue la prohibición de la extracción de maíz a lugares vecinos como el Nuevo Reino de León, solicitado por las autoridades correspondientes, lo cual originó un fuerte conflicto entre el ayuntamiento y la autoridad eclesiástica, está última responsabilizaba a las autoridades municipales por no dar cumplimiento a los acuerdos de extracción de maíz y que se notificaría al obispo del Nuevo Reino de León, el obispo manifestó que el cabildo, no tenía la jurisdicción suficiente para


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Figura 4. Intensas sequías con especial impacto en el norte de México (períodos rellenos en color negro), a final del siglo XVIII e inicio y mediados del siglo XIX. ordenar se detuviese el maíz perteneciente al diezmo de la iglesia. La autoridad eclesiástica pidió revocar la orden, en caso contrario, se les declararía incursos en la excomunión. Intimidados por tales sanciones el cabildo determinó concertar acuerdos (García, 1997).

En este mismo período (1785-1786) se registró una de las sequías más intensas que asoló el centro de México, debido a la escasez de alimentos, período conocido como “El Año del Hambre” registrándose una disminución considerable en México y el suroeste de los Estados Unidos (Florescano, 1980; Therrell et al., 2006).

Las sequías continuaban a finales de 1700 y en 1792 nuevamente la región se ve afectada ahora por fuertes heladas y nevadas durante los meses de enero y febrero, causando fuertes estragos a la ganadería; las manadas sufrieron más de ocho mil muertes, las pérdidas no sólo se limitaron a las crías, si no que también murieron cientos de borregos destinados al sacrificio. En 1793, Miguel José de Emparán gobernador de la provincia de Coahuila, ordenó la prohibición, sin previo aviso de ninguna autoridad de la extracción de maíz de la provincia, dictando multas a los jueces que permitieran la extracción (García, 1997).

De 1793 a 1795 no se encontraron registros documentales relacionados con la ocurrencia de sequías, esto debido a un breve lapso con buenas condiciones, lo anterior se puede corroborar en la reconstrucción donde se observa un incremento en la precipitación (Figura 4).

Para el período de 1796 a 1810 la escasez de lluvia provocó fuertes sequías aunadas a las plagas y hongos “chahuixtle” que agudizaron la crítica situación de la escasez de granos en todo el sureste de Coahuila y centro-oeste de Nuevo León. Ante tal situación, las medidas tomadas por las autoridades para disminuir los efectos fueron: 1. La prohibición de la extracción de granos, 2). Obtener préstamos para la compra de granos y 3. Ordenar a todos los hacendados el aumento de las siembras, si fuese posible en dos veces más. Asimismo, para disminuir los efectos de la terrible seca que se estaba experimentando se recurrió a la realización de un novenario de misas cantadas al Señor Cristo de la Capilla y una procesión pública (García, 1997).

Florescano y Swam (1995) mencionan que

antes de la Guerra de Independencia en 1810 el descontento social aumentaba en el norte y centro de México, debido a los altos precios del maíz,


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sequías y hambre, lo cual contribuyo como un posible detonante de la Guerra de Independencia. Sequías en la Segunda Mitad del Siglo XIX

Es importante resaltar que la segunda mitad del siglo XIX constituye un período en el que la información sobre fenómenos hidrológicos potencialmente peligrosos para la población es abundante, debido principalmente a la severidad de los fenómenos ocurridos y a la difusión de los efectos y medidas que tomaron tanto las autoridades políticas y eclesiásticas como la población.

El período de 1850-1884 reconstruido como una intensa sequía con impacto en gran parte del país, pero con efectos drásticos principalmente en la parte norte de México (Figura 4). Durante los años cincuenta la población parecía preocuparse solamente por las guerras civiles, aunque los periódicos difundían información como la noticia procedente de Sinaloa sobre la muerte diaria de 500 cabezas de ganado por la sequía, aunado a heladas que habían arruinado por completo los pastizales (Escobar, 1997).

La década de los sesentas parece más prodiga que las anteriores en lo que se refiere a fenómenos climatológicos adversos, durante este período los estados de Nuevo León, Coahuila, San Luís Potosí, Aguascalientes, Durango, Guanajuato, Morelos, Oaxaca, Veracruz y Chiapas, comunicaron que en algunas regiones de sus territorios se presentó carestía de semillas, en gran medida ocasionada por la escasez de lluvias en importantes regiones productivas. La década de los sesentas representó un período con fuertes estragos, por lo que se catalogaron intensas sequías principalmente para los estados de Nuevo León, Coahuila, San Luís Potosí y Oaxaca (Escobar, 1997).

La situación se complicaba según avanzaba el siglo. La información proveniente de los estados norteños mostraba los serios problemas que había que enfrentar para cosechar los alimentos. En el años de 1878, la mayoría de los estados del norte mexicano sufrieron una sequía que ocasionó una gran escasez y carestía de alimentos en las principales ciudades norteñas.

El norte mexicano siempre ha sido propenso a secas prolongadas debido a las constantes variaciones en la precipitación pluvial, pero a finales de la década de 1870 la situación se tornó crítica. Algunos estados tuvieron que importar semillas de Estados Unidos o de otros estados del sur de la republica para evitar el levantamiento en armas de la población. El estado de Chihuahua reporta la muerte diaria de casi 20 personas por el problema de la falta de alimentos (Escobar, 1997).

La falta de alimentos continúo a causa de las intensas sequías en la década de los ochentas. El gobernador de Nuevo León tuvo que importar maíz de Texas por ferrocarril y a el se sumó Coahuila, Durango, San Luís Potosí y Zacatecas. Los informes de las autoridades de la ciudad de México, mencionaban el incremento de calor, los ríos estaban reduciendo sus caudales, fundamentalmente el Bravo, por lo que no sólo las siembras de temporal se perdieron, sino también las de riego. El año de 1889 marca el inicio de un duro período en especial para los estados de Chihuahua y Tamaulipas. La situación crítica ocasionó el abandono de los campos chihuahuenses, mortandad de ganado, y sólo en los primeros meses de 1890 la escasez de lluvia ocasionó el deceso de 125 mil animales. Una situación similar ocurrió en Tamaulipas (Escobar, 1997).

A finales del siglo XIX en la década de los noventas se presentaron dos importantes sequías. La de 1891, que se concentró en los estados norteños con efectos en el resto de la republica, y la de 1895, durante la cual se reportan pérdidas de cosechas, ganado y muerte de personas por hambre. Sequías en el Siglo XX Las sequías aparecieron con frecuencia en el siglo XX. En la reconstrucción de precipitación en la segunda y tercer década del siglo XX (Figura 5) se observa un período de fuerte sequía (1917-1933). Este período seco se encuentra históricamente documentado (Florescano, 1980). El período de 1910-1930 se caracterizó por sequías frecuentes y de media intensidad, con excepción de las de 1918 y 1919 que fueron leves, las de 1923 y 1927 fueron severas y la de 1925 que fue extremadamente severa. Las sequías


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incluidas en el periodo 1910-1930 tuvieron ocurrencia en México, y en otras partes del continente Americano como las de 1917, 1919, 1922, 1924, 1928 y 1930. Este período de intensa sequía que viene trayendo consecuencias desde un poco antes de 1910 es considerado por historiadores al igual que el período de cien años atrás (1810), como un factor más que contribuyó para la detonación de la revolución mexicana (Florescano, 1980).

Uno de los períodos más importantes de analizar por sus efectos ocasionados tras las intensas sequías en el norte y en general en todo

el país, es la sequía de mediados del siglo XX, considerada como la sequía más severa y extensa observada en los registros instrumentales de clima para México (1900-2008) (Stahle et al., 2009). Las intensas sequías de la década de 1950 y mediados de 1960 (1945-1965) son uno de los eventos secos que al igual que el periodo 1850-1884, han impactado severamente la región sureste de México (Seager et al., 2009) (Figura 5). La década de 1950, se considera como sequía extrema que impacto a México y gran parte del suroeste de los Estados Unidos (Florescano y Swam, 1995).

Figura 5. Reconstrucciones de precipitación que muestran tres de las sequías más intensas en el norte de México en el siglo XX.

Sequías severas reportadas a mediados del siglo XX (1945-1960), reconstruidas con base en anillos de crecimiento, también se han observado para Texas, EUA, en períodos similares a los reportados para México (Stahle y Cleaveland, 1988). Las sequías reportadas para Durango en el período 1950-1965, ha sido una de las sequías más extensas (Stahle et al., 1999; Cleaveland et al., 2003), también se ha registrado en Sonora y Nuevo Mexico 1950-1960, y para este último estado, se considera el período de sequía más extremo durante los últimos 1000 años (Grissino-Mayer, 1995). De igual manera Díaz et al., (2002), reportan para Chihuahua este mismo evento seco 1948-1964, como uno de los periodos

secos más largos de los últimos 346 años. En reconstrucciones recientes realizadas para Chihuahua, se indica también, que este período (1945-1960) ha sido uno de los más intensos que impactó la región noreste de México (Cerano, 2008; Villanueva et al., 2008).

En un análisis de las sequías en el siglo XX, Florescano (1980) señala que México ha sido dañado por frecuentes sequías de 1930-1977, período que presenta 20 sequías severas y seis extremadamente severas. Para la década de 1950, los años de 1950, 1951, 1953, 1956 y 1958, se reportan como años con sequía severa y 1957 como sequía extremadamente severa. La década de 1960, que integra los años de 1960, 1962 y


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1969, se consideran sequías extremadamente severas. Dichas sequías han impactado no únicamente a México, las sequías de los años 1950, 1956 y 1957, impactaron en toda América. En la segunda década 1960, las sequías de 1960 y 1969, golpearon fuertemente todo el continente Americano (Florescano, 1980).

Las sequías severas de 1956 y 1957, ocasionaron desempleo y migración, así como movilizaciones campesinas. La sequía de 1956, afectó esencialmente el norte de México, dañando a 60 mil campesinos, recrudeciendo el bracerismo. Esta crisis económica y ocupacional fue particularmente grave en la Comarca Lagunera, donde por la carencia de agua se paralizaron las labores agrícolas y se incremento de igual manera el bracerismo. En 1957 esta sequía se extendió al centro del país, agudizando el desempleo y la migración de la población a los Estados Unidos. Sin lugar a dudas, una de las luchas campesinas que más destacó fue registrada en la Comarca Lagunera en la década de 1950, que se extendió hasta principio de los sesentas (Florescano, 1980).

Finalmente el siglo XX cierra con una intensa sequía en la década de los noventas, iniciando la disminución en precipitación a partir del año 1994 y que a la fecha continúa causando fuertes estragos a la población del norte de México (Figura 5). Esta intensa sequía de finales del siglo XX y principios del siglo XXI ha sido igualada en algunos aspectos como severidad y persistencia con la sequía de 1950, la cual es considerada como la sequía más severa con base en registros instrumentales para México (Stahle et al., 2009).

La variación climática ha impactado en diferentes sectores productivos, especialmente en el rural, donde se ha incrementado el flujo migratorio interregional, interestatal e internacional. La migración rural ha sido una estrategia empleada por los productores rurales para mitigar los efectos climáticos adversos en sus actividades primarias (Conde et al., 2006; Sánchez-Cohen et al., 2008).

En el año de 1992, el 35.6 por ciento de la población rural sufría de insuficiencia en abasto de alimentos y en los últimos años ha pasado al 52.4 por ciento. En 1992, el 41.8 por ciento estaba en pobreza de capacidades; actualmente se estima un 50 por ciento. La pobreza expulsa a la

población rural hacia las ciudades y a los Estados Unidos, con un promedio diario de seiscientas personas que abandonan su lugar de origen (SEDESOL, 2004).

Para el caso de algunos distritos de riego en el norte de México, como es el caso del Distrito de Riego 017 Comarca Lagunera, en la década de los noventas se presentaron fuertes anomalías en los escurrimientos a los embalses y por consiguiente los volúmenes entregados a usuarios para los distintos ciclos agrícolas se redujeron, esto como consecuencia de la disminución en precipitación dadas las intensas sequías en esta década de fin de milenio (Sánchez-Cohen et al., 2008).

En una perspectiva para el año 2025, la Comisión Nacional del Agua (CONAGUA) y el Consejo Nacional de Población (CONAPO, 2000) reportan seis regiones criticas, de las 13 regiones administrativas en las que la CONAGUA divide al país, padecerán una escasez de disponibilidad de agua baga (regiones II, IV y IX) y extremadamente baja (regiones I, VI y XIII) (CONAGUA, 2007). La región VI comprende gran parte de los estados de Chihuahua y Nuevo León, por lo que resulta importante tomar las medidas necesarias para mitigar este y futuros fenómenos climáticos adversos. Recurrencia de Sequías para los Últimos 600 Años

Con base en al análisis de la precipitación reconstruida para Sierra de Arteaga y Sierra de Zapaliname del estado de Coahuila y Peña Nevada en Nuevo León, se ha observado la recurrencia de sequías importantes cada fin de siglo, en los períodos de 1490, 1590, 1690, 1790, 1890 y finalmente 1990, última década del siglo XX cuya sequía continúa afectando el norte de México en los primero años del siglo XXI (Figura 6).

De igual manera es importante destacar la presencia de severas sequías cada mediados de siglo para el noreste de México, 1450, 1550, 1650, 1750, 1850 y 1950, esta última y más reciente de mediados de siglo XX considerada como la más intensa en México de los últimos 500 años dado su gran impacto social y económico.


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Figura 6. Reconstrucciones de precipitación para el noreste de México que muestran una variabilidad común en la precipitación y permiten analizar la recurrencia de extensas e intensas sequías cada mediado de siglo.

Es importante analizar esta ciclicidad en la variabilidad climática, ya que desde mediados del siglo XV a mediados del siglo XX, se han experimentando intensas sequías cada cien años, resultando cada una de ellas con drásticos efectos en la población, analizar a más detalle esto y la variabilidad en la precipitación más reciente como efecto del cambio climático puede darnos mayores y mejores herramientas para disminuir los efectos negativos de intensas sequías en el futuro ¿2050? (Figura 6).

CONCLUSIONES

La generación de series de tiempo o reconstrucciones de variables climáticas como la precipitación, permiten analizar su variabilidad a través del tiempo y con el apoyo de archivos históricos determinar cuales han sido los efectos económicos, políticos y sociales que han ocasionado tales fenómenos. Por otro lado, permite observar a través del tiempo su recurrencia y conocer la probabilidad de eventos extremos para alimentar modelos de predicción bajo diferentes escenarios climáticos, que permitan una mejor planeación y toma de decisiones en el uso y manejo del agua en esta región de gran desarrollo industrial en el noreste de México.

Las reconstrucciones de precipitación para los últimos 600 años, permitieron observar una recurrencia de intensas sequías, registradas cada mediados de siglos en el noreste de México, la mayoría con efectos intensos en la población desde mediados del siglo XV, si las tendencias continúan de manera similar como en los pasados seiscientos años, existe la probabilidad de que padezcamos una intensa sequía a mediados del siglo XXI, sin dejar de lado las sequías menos intensas y más frecuentes como causa del calentamiento climático. Agradecimientos

Este trabajo fue desarrollado gracias al financiamiento otorgado a través de fondos del Instituto Interamericano para Investigación del Cambio Climático (IAI), proyecto CRN # 2047, a su vez financiado por el US/Nacional Science Foundation (Grant GEO-0452325).

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DINÁMICA DEL CAMBIO DE USO DE SUELO EN LA MICROCUENCA “HERNÁNDEZ ÁLVAREZ” EN LA VERTIENTE SUR DE LA SIERRA DE LOBOS, GUANAJUATO

Use of the Land in the Microbasin “Hernandez Alvarez” in the South of Sierra de Lobos, Guanajuato

Luis Manuel Valenzuela Núñez1, María del Carmen Potisek Talavera1, Guillermo González Cervantes1,

Eduardo Chávez Ramírez1 y José Luis González Barrios1

1INIFAP CENID RASPA. Km. 6.5 Margen Derecha Canal Sacramento. Ejido Las Huertas. Gómez Palacio, Dgo. C. P. 35140

RESUMEN

Por su situación geográfica, la vertiente sur del ANP “Sierra de Lobos” en Guanajuato juega un papel fundamental en la recarga de los mantos acuíferos y cuerpos de agua que abastecen a la cd. de León, Guanajuato. El caso de la microcuenca “Hernández Álvarez” es de particular importancia por abastecer a la ciudad de León Guanajuato de agua potable y por presentar en su superficie una gran extensión de agricultura de temporal dentro del Área Natural Protegida “Sierra de Lobos”. El presente estudio muestra un análisis de la dinámica en el cambio de uso de suelo durante el período de 1974 a 2007 utilizando una metodología basada en el análisis de la cartografía y fotos aéreas disponibles para el área en cuestión. Los resultados muestran un claro deterioro de la cubierta vegetal por la reducción de las unidades de vegetación natural y por el incremento de la vegetación de disturbio y las áreas erosionadas. Es de suma importancia implementar planes de manejo para la mitigación, y en su caso la restauración de la zona. Palabras clave: Vegetación, Manejo de cuencas, Mitigación, Daño ambiental.

SUMMARY

Due its geographical situation, the South slope of the Natural Protected Area " Sierra de Lobos " in Guanajuato plays a fundamental role in the water recharges of the aquiferous mantles and water bodies that supply the Leon City in Guanajuato. The case of the microbasin "The Hernandez Alvarez" performs particular importance for supplying to Leon City of drinkable

water and for being most of surface inside the Natural Protected Area "Sierra de Lobos". This study shows an analysis of the dynamics in the change of use of the land during the period from 1974 to 2007 using a methodology based on the analysis of the cartography and available air photos for the area in question. Results show a clear deterioration of the vegetation coverage due the reduction of natural vegetation units and the increase of the vegetation of disturbance. It performs supreme importance to implement managing plans for the mitigation, and the restoration of the area. Key words: Vegetation, Bassin management, Mitigation, Ambient damage.

INTRODUCCIÓN

La riqueza natural de México se manifiesta por su gran diversidad de especies y paisajes presentes en todo su territorio (SEMARNAT, 2004). La variabilidad de climas y las condiciones orográficas de México explican, en parte, el origen de esta diversidad. Sin embargo, y como sucede en la mayoría de los países del mundo, esta diversidad de especies y paisajes se ve amenazada como consecuencia del crecimiento y desarrollo de sus poblaciones (Terrones et al., 2007). Los estudios sobre el cambio de cobertura uso de suelo proporcionan una base para conocer las tendencias de los procesos de deforestación, degradación, desertificación, y pérdida de la biodiversidad de una región determinada (Bocco et al., 2001, Velázquez et al 2002, Franco et al., 2006,).

Por su desarrollo económico y concentración poblacional, la ciudad de León es


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considerada como la más importante del estado de Guanajuato. De acuerdo al censo del año 2000, la población en este municipio representó poco menos del 25 por ciento de la población total del estado, reportada para ese año en 4 663 mil 032 habitantes. Sin embargo, del año 2000 al 2005, la población del estado se incrementó en términos absolutos en 403 mil 206 habitantes, siendo el municipio de León el que captó el mayor porcentaje de este crecimiento con 131 mil 164 habitantes. Históricamente, la industria del cuero y el calzado ha sido la principal actividad industrial del municipio, aunque en los últimos años se ha incrementado de manera significativa el sector de bienes y servicios. Cabe señalar que este último sector, el terciario, concentra el 56.7 por ciento del PIB estatal, estimado en el año 2003 en 20 mil 333 millones de dólares (Gobierno del Estado de Guanajuato, S/A).

Sin embargo, tanto las actividades que propician el desarrollo económico de la región como la necesidad de satisfacer las necesidades de cada vez un mayor número de habitantes, traen consigo un impacto negativo sobre los recursos naturales y medio ambiente. Aunque este impacto se manifiesta de manera evidente a nivel local a través del cambio de uso del suelo, deforestación, contaminación, etc., todas estas actividades también tienen un efecto negativo a nivel regional (Gobierno del Estado de Guanajuato, S/A; Valenzuela y Estrada, 2007).

La presión que ejercen las actividades antropogénicas sobre los recursos naturales en el ANP “Sierra de Lobos”, radica principalmente sobre la cubierta vegetal y sobre el suelo originando un grave desequilibrio ecológico (Terrones et al., 2004; Valenzuela y Estrada, 2007; Mojica, 2008). Es por ello necesario establecer el planteamiento integral de medidas para la protección, conservación y restauración de los recursos naturales de esta importante reserva natural.

En nuestro país se cuenta con una gran variedad de suelos que son usados en distintas actividades como lo son las agrícolas, pecuarias y las asociadas con la infraestructura urbana, de manera que sólo son algunas de las actividades que propician un deterioro en la cubierta vegetal (SEMARNAT, 2004).

Los recursos naturales en la Sierra de Lobos representan un gran valor regional, ya que su área boscosa, además de retener los suelos y conservar el hábitat de la fauna silvestre, contribuye en la regulación de los escurrimientos superficiales desde las montañas hasta las áreas urbanas, permitiendo la infiltración del agua que posteriormente recarga los acuíferos (Valenzuela y Estrada, 2007; Trucios et al., 2008; Muñoz et al., 2008; Valenzuela et al., 2008; Mojica, 2008).

El área de la Sierra de Lobos es declarada Área Natural Protegida (ANP) en el año de 1997 (Loa, 1997); dentro de los límites territoriales del ANP Sierra de Lobos el presente estudio se centra en una porción de la microcuenca “Hernández Álvarez”, la cual reviste un interés especial para la región, ya que es la que presenta la mayor superficie de áreas agrícolas en el área urbana de la Ciudad de León, Gto., determinando los impactos que se ocasionan a los recursos naturales, sobre todo de suelo y vegetación. A partir de la interpretación de cartas topográficas, fotos aéreas e imágenes se generaron mapas digitales que permitieron procesar y evaluar la información en un SIG (Sistema de Información Geográfica), que nos permitió analizar los resultados y el comportamiento cuantitativo y cualitativo que presentó el cambio de uso de suelo y vegetación durante los últimos 33 años a partir de la fecha de 1974 hasta el año 2007 en la porción de la microcuenca “Hernández Álvarez” contenida dentro del ANP “Sierra de Lobos”.


En el estudio se analizó el cambio que se

presento en el uso de suelo y vegetación para el área que ocupa la microcuenca Hernández Álvarez en la porción sur del ANP Sierra de Lobos en un periodo de 33 años (1974-2007), la cual cuenta con una superficie de 10 mil 611.634 ha. Se hicieron observaciones base en un mosaico de ortofotos para el año de 1974, con el mismo procedimiento para un mosaico de fotos aéreas se observaron y se digitalizaron los mapas para finalmente hacer la comparación.

Únicamente se analizaron los cambios sufridos por la vegetación y el suelo en el transcurso del período de 1974 a 2007


173

determinando el crecimiento o el decremento de las variables que se analizaron. Zona de Estudio

La porción de la microcuenca Hernández Álvarez en estudio se encuentra localizada dentro del ANP “Sierra de Lobos” que a su vez se encuentra en la parte noroeste del estado de

Guanajuato; hacia esa parte colinda con el estado de Jalisco, al sur con el municipio de León, al noreste y al este colinda con el municipio de San Felipe y al norte con el municipio de Ocampo. El límite norte se estableció en base al límite del municipio de León, ya que geográficamente coincide con el parte aguas de las subcuencas vecinas. (Figura 1).

Figura 1. Localización geográfica de la microcuenca “Hernández Álvarez” en Guanajuato.


174

Por su localización geográfica, se encuentra entre los paralelos 21°08’51.94” y 21°30’16.50” de LN y los meridianos 101°43’17.40’’ y 101°17’20.59’’ de LW. La fisiografía de esta zona de estudio forma parte de una zona mayor denominada Mesa del Centro, hacia el sur abarca una pequeña parte del Eje Neovolcánico. La zona de la Sierra de Lobos en su mayoría, está representada por sierras y lomerío.

Los climas predominantes en la zona son C(w2)(w) el más húmedo con un cociente p/t > 55.0 con un porcentaje de lluvia invernal < 5 mm; C(w1) intermedio en cuanto a humedad con un cociente p/t entre 43.2 y 55.0; C(w0) el más seco con un cociente p/t < 43.2. La precipitación pluvial de la zona de estudio es de 600 a 800 mm en promedio por año. Sólo en unas pequeñas partes hacia el norte y el oriente de esta zona es menor a 600 mm. al año. La dirección de los vientos para la zona de estudio se presentan de acuerdo a las estaciones del año de la siguiente manera: en primavera, verano e invierno provienen del sur y en otoño provienen del oeste, por los que se considera que los vientos dominantes provienen del sur y los máximos del oeste.

La vertiente sur de la Sierra de Lobos se encuentra localizada en la parte alta de cinco microcuencas hidrológicas que a su vez se encuentran localizadas dentro de la subcuencas Lerma-Salamanca y Laja: El Palote, Las Amapolas, La Patiña, Pénjamo Irapuato Silao y Hernández Álvarez. El presente estudio abarca la porción de la microcuenca “Hernández Álvarez” incluída dentro del ANP “Sierra de Lobos” y el Municipio de León, Guanajuato. Procesamiento de la Información

Para el análisis de la cobertura del bosque de encino a nivel de la región de estudio se realizaron varias etapas: Interpretación cartográfica y digital de la cobertura del suelo.

Formulación de una leyenda adecuada de cobertura del terreno para la escala del trabajo, diseño de las bases de datos en un Sistema de Información Geográfica (SIG), selección de la

referenciación espacial y proyección cartográfica común para todos los datos.

Conversión en formato digital de la cartografía de cobertura del terreno de INEGI a escala 1:50 000 para la década de 1970.

Interpretación de la cobertura del terreno sobre fotografías aéreas digitales tomadas en el año de 2007 con sensores especiales similares a los sensores que emplean los satélites. Estos datos se interpretaron en forma visual, utilizando por un lado fotointerpretación monoscópica (tono, color, patrón, textura, tamaño, forma, emplazamiento) y por otro, verdad de campo adquirida en reconocimientos y verificación en el terreno, así como la bibliografía disponible. Esta interpretación dio como resultado los mapas de cobertura de suelo reciente a escala 1:50 000. Los mapas fueron digitalizados, etiquetados y sometidos a un proceso de verificación del etiquetamiento y corrección de los polígonos con la ayuda del programa ArcMap ® 9.2.

El planteamiento del presente trabajo persigue como finalidad, realizar un análisis en la evolución de la cubierta vegetal en la microcuenca “Hernández Álvarez” en el ANP “Sierra de Lobos” en el período de 1974 (año en que se realizaron las cartas de uso de suelo y vegetación del INEGI) a 2007 (año en que se realizó un vuelo en la zona con la finalidad de obtener un mosaico de fotos aéreas reciente del área). Fuentes de Información

Para la elaboración del mapa de Uso de Suelo y Vegetación de 1974, se utilizaron las siguientes fuentes de información:

Cartas en formato analógico de uso de suelo y vegetación 1:50 000 INEGI, publicadas en 1972, claves F14-C41; F14-C42; F14-C31 y F14-C32.

Para la conversión a formato digital de las cartas impresas en papel fue necesario realizar un proceso de digitalización interactiva, de acuerdo con los siguientes procedimientos:

Rasterización de las cuatro analógicas para la obtención de imágenes en formato TIF. Para ello se utilizo un escáner de gran formato.

Escalado de los mapas, ajuste ortogonal de las imágenes, georreferenciación de las imágenes.


175

La digitalización de la clasificación de usos de suelo y vegetación se realizó directamente en pantalla; para ello se generó una capa de trabajo y se utilizaron los comandos del ArcMap ® 9.2 para el dibujo de cada uno de los polígonos que representan las áreas de suelo y vegetación y la introducción de las claves de dichas clasificaciones.


La porción de la Microcuenca “Hernández Álvarez” contenida dentro de la vertiente sur del ANP “Sierra de Lobos” presenta un mosaico de cinco coberturas vegetales cuya extensión es dominada por comunidades vegetales de carácter secundario (matorrales y pastizales de carácter inducido), lo que conlleva a poner en evidencia la gran presión sobre los recursos de la zona que se ha venido ejerciendo a lo largo del tiempo.

La distribución espacial del uso de suelo y vegetación existentes en el año de 1974 se presentan en la Figura 2, destacan por su extensión la superficie ocupada por la agricultura de temporal (1,937.510 ha), el pastizal (1,673.39 ha) el bosque de latifoliadas (1,392.762 ha) matorral, cuyo porcentaje corresponde al 36.536, 26.264 y 3.912, respectivamente (Figura 3). El matorral presenta una superficie de 207.489 ha. (3.912% de la superficie total). La erosión es principalmente hídrica y se presenta una superficie de 91.768 ha (1.730 % de la superficie total. Cuadro 1).

Para el año de 2007, la distribución espacial del uso de suelo y vegetación se presenta en la Figura 4. Puede observarse una disminución en la superficie en las unidades de agricultura de temporal (1, 369.544 ha), el bosque de latifoliadas (1,342.399 ha) y el matorral (47.639 ha), mientras que el pastizal tendió a incrementarse considerablemente (2 400.696 ha), correspon-diendo a un 45.27 por ciento de la superficie total de la microcuenca (Figura 5), cabe hacer notar también el aumento de la superficie erosionada (142.641 ha).

La dinámica del uso de suelo y vegetación en el período 1974 – 2007 se muestra en la Figura 6 y en el Cuadro 1.

Figura 3. Uso del suelo en 2007 en la microcuenca “Hernández Álvarez”.

Figura 2. Uso del suelo en 1974 en la microcuenca “La Patiña”.


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Figura 4. Superficies de unidades de uso de suelo y vegetación en porcentaje correspondientes a la microcuenca “Hernández Álvarez” en el año de 1974.

Uso de Suelo y Vegetación 2007 en la microcuenca Hernandez Alvarez

Agricultura de temporalBosque de latifoliadasErosiónMatorralPastizal

Figura 5. Superficies de unidades de uso de suelo y vegetación en porcentaje correspondientes a la microcuenca “Hernández Álvarez” en el año de 2007.

Uso de Suelo y Vegetación 1974 en la microcuencaHernández Álvarez

Agricultura de temporal Bosque de latifoliadas ErosiónMatorralPastizal


177

0 500 1000 1500 2000 2500 3000

Agricultura detemporal

Bosque delatifoliadas

Erosión

Matorral

Pastizal

Uso

del

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20071974

Figura 6. Superficie en ha de los tipos de vegetación y uso de suelo existentes en la microcuenca “Hernández Álvarez” en el ANP “Sierra de Lobos” en 1974 y 2007.

El matorral corresponde al tipo de vegetación que redujo en mayor proporción la superficie en el lapso de estudio (77.04 %) al pasar de 207.48 ha en 1974 a sólo 47.639 ha en 2007 (Cuadro 1). Este tipo de vegetación contiene especies arbustivas que corresponden en algunos casos a especies presentes en las selvas bajas caducifolias, por lo que su dosel cerrado en algunas épocas del año favorece la sucesión ecológica y con ello la regeneración de la vegetación natural. Por el contrario el pastizal aumentó la superficie original de 1974 (1,673.39 ha) en relación a la superficie ocupada en 2007

(2,400.69 ha), lo que representa un 30.29 por ciento en incremento; además, la superficie con erosión aumentó en un 35.66 por ciento al pasar de 91.76 ha en 1974 a 142.64 ha en 2007. Este comportamiento inverso del pastizal y el aumento de la erosión con respecto a las otras unidades de uso de suelo y vegetación está ligado principal-mente al abandono de las superficies de agricultura de temporal y al carácter nómada que es muy común en la zona, además del desmonte con fines de pastoreo y la fuerte presión sobre el bosque de encino para su aprovechamiento.

Cuadro 1. Comparativo de la dinámica del uso de suelo y vegetación de la microcuenca “Hernández Álvarez” en el ANP “Sierra de Lobos” en el período 1974 – 2007.

(Superficie en ha) USV 1974 2007 Dif. (1974 – 2007)

Pastizal 1,673.39 2,400.69 + 727.3 (30.29 %)* Matorral 207.48 47.639 - 159.85 (77.04 %)* Erosión 91.76 142.64 + 50.874 (35.66 %)* Bosque de latifoliadas 1,392.76 1,342.39 - 50.363 (3.61 %)* Agricultura de temporal 1,937.510 1,369.54 - 567.966 (29.31 %)* Total 5,302.91 5,302.91 -

* Reducción en porcentaje de la superficie de 1974 a 2007


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Los matorrales se clasifican como vegetación de sucesión, por lo general prosperan en sitios que fueron sometidos a disturbio, por ejemplo, en sitios de agricultura que fueron abandonados o en sitios de bosque natural con fuerte grado de disturbio. Aunque las especies del matorral se consideran de poco o nulo valor comercial, este tipo de vegetación cumple con un importante rol en la sucesión vegetal, ya que por principio la cubierta vegetal mitiga la pérdida de los suelos por erosión, además de que crea las condiciones para el establecimiento de especies arbóreas.

CONCLUSIONES

El conocer el estado de degradación que guarda la cubierta vegetal a nivel de cuenca, subcuenca y microcuenca es de crucial importancia dado el papel tan importante de la vegetación en la captación de escurrimientos. El caso de la microcuenca “Hernández Álvarez” es de importancia particular, ya que abastece de recursos hídricos a la presa “El Palote”, que a su vez abastece de agua potable a la ciudad de León, Guanajuato y deben tomarse medidas de mitigación del recurso vegetal, ya que presenta un alto grado de deterioro. Este tipo de estudios debe ampliarse a otras microcuencas para llevar a cabo medidas conjuntas para el diseño de programas de manejo que permitan resolver los problemas de daño ambiental que presentan estas zonas, sobre todo tratándose de un área natural protegida.

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ÍNDICE DE AUTORES VOLUMEN 9 AUTHORS INDEX VOLUME 9

Catalán Valencia Ernesto alonso 39 Cerano Paredes Julián 157 Chávez Ramírez Eduardo 85 Chew Madinaveitia Yasmín Ileana 151 Faz Contreras Rodolfo 77 González Barrios José Luis 91 González Cervantes Guillermo 121 Estrada Ávalos Juan 99 Figueroa Viramontes Uriel Inzunza Ibarra Marco Antonio 47 Macias Rodríguez Hilario 7 Muñoz Villalobos Jesús Arcadio 17 Martínez Rodríguez Juan Guillermo 63 Núñez Hernández Gregorio 23 Orona Castillo Ignacio 145 Palomo RodríguezMiguel 115 Potisek Talavera María del Carmen 31 Rivera González Miguel 71 Sánchez Cohen Ignacio 55 Trucios Caciano Ramón 105 Valenzuela Núñez Luis Manuel 171 Villa Castorena María Magdalena 127 Villanueva Díaz José 133

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