Viernes, Octubre 31, 2014
   
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Cómo programar los riegos en el cultivo de maíz

programariegoBajo condiciones variables de climas

El maíz (zea mays l.) es un grano primordialmente para consumo animal en el mundo. En México, este grano ocupa la mayor superficie cultivada al año: de 7 a 8.5 millones de hectáreas, su mayoría en temporal (85%), y el resto (15%) en riego, en el ciclo otoño-invierno. En México, Sinaloa es el principal estado productor de maíz con riego (65% de la producción nacional) durante el ciclo otoño -invierno. A pesar de ser un país maicero, México enfrenta un grave problema de autosuficiencia de este grano: importa anualmente de 3 a 7 millones de toneladas.

Los rendimientos de maíz son bajos con respecto a los potenciales: los mayores rendimientos con riego son 10 toneladas por hectárea en Sinaloa, y en temporal 5 toneladas por hectárea, en Jalisco. El rendimiento promedio nacional para riego es de 5.2 y de 2 toneladas por hectárea para temporal. Esto muestra las diferencias tecnológicas de suelos y ambientales de las zonas maiceras de México.

 Uno de los grandes problemas a que se enfrentan los agricultores es determinar la oportunidad y cantidad del riego. La determinación temporal de los requerimientos de riego es más importante que el total requerido durante el ciclo fenológico del cultivo, ya que un riego innecesario no solamente significa la aplicación extra de agua, sino también costos energéticos y costos laborales adicionales. Por otra parte, el retardar o no aplicar un riego podría significar una reducción en el rendimiento, tanto en calidad como en cantidad de grano.

 Los requerimientos de riego de los cultivos varían temporal y espacialmente en función del clima, del manejo, de la fase fenológica y de la variedad del cultivo, por lo que su cálculo debe ser local para asegurar una humedad adecuada en la zona de raíces durante las etapas críticas y obtener rendimientos óptimos.

 Dentro de las gramíneas, el maíz (por encima del trigo y sorgo) es de los cultivos más sensibles al estrés hídrico. Las etapas más críticas, desde el punto de vista hídrico, son durante la floración y el jiloteo.

 La incorporación del concepto grados día crecimiento (°D) para programar los riegos ha demostrado ser una excelente herramienta factible de aplicar tanto en parcelas, y en grandes zonas de riego, aun bajo condiciones variables de clima y de disponibilidad de agua, a lo que se le ha denominado propagación integral del riego.

 recuadro01El clima y su relación con el riego

 El clima es probablemente el factor más asociado con el crecimiento y desarrollo de los seres vivos. La relación de los cultivos con el clima es directa, ya que de las condiciones temporales de éste dependen la mayoría de las funciones fisiológicas de las plantas (como fotosíntesis, respiración, transpiración y absorción de nutrimentos).

 Las principales variables climáticas que se han asociado a los requerimientos de agua de las plantas son: radiación solar, temperatura, humedad relativa y velocidad del viento. La cantidad de agua transpirada depende de las condiciones temporales del clima, humedad del suelo y etapa fenológica del cultivo, como se muestra en la Figura 1.

 Particularmente en el valle de El Fuerte, la temporada de siembras para un ciclo otoño-invierno (donde se establece el cultivo de maíz) es muy amplia, comprende desde octubre hasta diciembre, por lo que no es posible generalizar la programación del riego, debido a las drásticas variaciones climáticas presentes en este periodo.

 Fenología y grados día (oD)

 Aunque es común definir las etapas fenológicas en función de los días después de siembra o trasplante, existe incertidumbre en las fechas, pues las condiciones climáticas varían al tiempo que fueron definidas las primeras. Por ejemplo, ciclos más fríos retardarán el desarrollo fenológico, mientras que ciclos más calientes los aceleran. Ante esta variación se tendría desfasamiento de la duración pronosticada y observada para cada una de las etapas fenológicas.

 Para superar esta limitante se ha introducido el concepto de grados día, que asume que se requiere una cantidad de energía térmica para el desarrollo y crecimiento de muchos organismos. El tiempo requerido para acumular esa cantidad de calor varía temporalmente y espacialmente.

 Los grados días, algunas veces llamados unidades calor, son definidos como la integración de la temperatura (grados) de un lugar en función del tiempo (días) bajo un rango de temperaturas específicas para cada cultivo y etapa fisiológica.

 Si los grados días son usados como un estimador de las etapas de desarrollo de la planta, el rango de temperaturas (mínima y máxima) es definido como el rango en el que la planta crece, fuera del cual la planta deja de crecer o muere.

 La mayoría de las plantas maduran cuando acumulan cierta cantidad de grados días, en consecuencia la longitud del periodo fisiológico de un cultivo puede estimarse basado en la acumulación de grados días.

 La estimación diaria de los grados días requiere del conocimiento de la temperatura media ambiental diaria (Ta) de acuerdo a las siguientes ecuaciones:

 °D = Ta – Tc-min, Ta p Tc-max

°D = Tc-max - Tc-min, Ta ! Tc-max

°D = 0 Ta " Tc-min

Donde Tc-min y Tc-max son las temperaturas mínimas y máximas del aire, respectivamente, dentro de las que la planta se desarrolla. Las temperaturas de desarrollo usadas para estimar los grados día para maíz son de 10 a 30°C.

 En el Cuadro 1 se presentan los valores de grados días acumulados en los que aparecen las diferentes etapas fenológicas de las principales variedades de maíz de ciclo intermedio sembradas en el valle de El Fuerte. Los valores acumulados de grados días son de siembra a madurez fisiológica, si se quiere obtener a partir de la emergencia se deben de restar 109 grados días.

La etapa y clave fenológica son descritos por Ritchie et al., 1992.

 Programación integral del riego

 El objetivo de la programación integral del riego es generar automáticamente y en tiempo real programas de riego de acuerdo a la fenología del cultivo y balance del hídrico, usando el concepto grados días crecimiento. Ojeda et al., (2006) generaron en el valle de El Fuerte para el cultivo de maíz los parámetros de programación integral: coeficiente de cultivo (Kc), profundidad dinámica de la raíz (Rd) y factor de abatimiento (F). Para esto se utilizó una parcela comercial de 40 hectáreas donde se instaló una estación meteorológica para estimar la evapotranspiración real (ETr) mediante el método de balance de energía de Bowen (Bowen, 1926).

 La evapotranspiración de referencia (ETo) se calculó con la información de una estación agro-meteorológica estándar localizada en la misma parcela, usando la ecuación de Penman-Monteith. Los modelos obtenidos y los valores de sus parámetros se presentan en el Cuadro 2.

 Aplicaciones prácticas Programación integral bajo diferentes sistemas de riego

 Para mostrar la aplicabilidad de la programación integral se generaron calendarios de riego para maíz en condiciones normales de disponibilidad de agua, en dos parcelas comerciales del valle de El Fuerte. Se usaron los valores del Cuadro 2 para generar calendarios de riego en surcos y aspersión móvil para maíz.

 En ambos calendarios se consideró que el primer riego se aplica para mojar la zona de raíces máxima (100 centímetros) y que el suelo tiene una humedad a punto de marchitamiento permanente.

 El calendario de riego aplicado para riego por gravedad se presenta en el Cuadro 3, con un riego de pre-siembra de 23.5 centímetros y cuatro riegos de auxilio, totalizando una lámina neta de 44.2 centímetros y una lámina bruta de 73.7 centímetros, calculada en la cabecera de la parcela, con una eficacia de aplicación de 60%.

 El primer riego se aplicó 20 días antes de la siembra. El calendario de riego con un sistema de aspersión móvil se presenta en el Cuadro 4 con un riego de pre-siembra de 16.5 centímetros y ocho de auxilio, para totalizar una lámina neta de 45.6 centímetros y una lámina bruta de 53.6 centímetros, con una eficacia de aplicación de 85%. Se tiene una lámina neta un poco mayor en riego por aspersión que el obtenido para gravedad debido que al incrementar la frecuencia del riego se reduce el estrés hídrico del cultivo y se incrementa su evapotranspiración.

 Programación integral bajo condiciones de escasez

 En algunos años, en el norte de Sinaloa se han presentado escenarios de baja disponibilidad de agua. Durante el ciclo agrícola otoño-invierno 1998-1999 la situación fue extremadamente crítica, en especial en los distritos de riego 075 y 076. En esta zona la disponibilidad de agua depende de las lluvias ciclónicas que se presentan de julio a octubre y el programa de siembras se define en junio, asumiendo un escenario probabilístico de disponibilidad.

 En el ciclo 1998-1999 la disponibilidad de agua se agravó debido a que junto a la baja presencia de lluvias en la cuenca de captación del sistema de presas se dio una mala planeación del programa autorizado de riesgos: se sembró más superficie de cultivos de alta demanda que la prevista inicialmente con lo que se provocó la cancelación del ciclo primavera-verano 1999 en el distrito 76 y la reducción del 45% en superficie sembrada en el distrito 75 para el mismo ciclo.

 En el módulo Batequis (del distrito de riego 075) en promedio se asigna una lámina bruta a nivel de toma granja de aproximadamente 90 centímetros, con una lámina neta de 44 centímetros para años normales; sin embargo, para el ciclo otoño-invierno 2002 2003 la disponibilidad de agua del módulo era casi 20% menor que la lámina normal, por lo que la lámina bruta asignada fue 72 centímetros. Para evitar una reducción en la superficie de maíz se generó un programa de riegos en condiciones de sequía, con la finalidad de reducir en un riego el total de los aplicados en condiciones normales.

 Para minimizar el efecto negativo sobre el cultivo se corrieron varias simulaciones de programas de riego para asegurar una buena humedad durante los periodos de polinización y llenado de grano. En el Cuadro 5 se presentan los programas óptimos en dos condiciones de disponibilidad de agua (normal y escasez) para un suelo típico (franco-arcilloso) del módulo Batequis, considerando las necesidades de riego y fenología del cultivo, así como las condiciones climáticas de la zona.

 La reducción de un riego por hectárea generó un ahorro de agua de mil 300 metros cúbicos por hectárea sin afectar significativamente los rendimientos usuales de la zona. Esto indica que es posible generar programas de riego específicos de una zona de riego con diferentes escenarios de disponibilidad de agua, considerando las condiciones fenológicas, climáticas y edáficas de las parcelas Para el tipo de suelo franco-arcilloso predominante en el área.

 Se ha encontrado que al 50% de la superficie sembrada de maíz en el norte de Sinaloa se le aplica el último riego cuando el cultivo se encuentra en madurez fisiológica (R6) o en la fase anterior (grano abollado) aún cuando la programación de los riegos anteriores se realice en forma adecuada. Esta situación representa un desperdicio de 173 millones de metros cúbicos a nivel parcelario, con los que sería posible establecer casi 25 mil hectáreas de maíz adicionales.

 Programación de la temporada de siembras

 Con esta herramienta es posible definir la mejor temporada de siembra desde el punto de vista de requerimientos de riego para una región determinada. Para el valle de El Fuerte se determinaron los requerimientos de riego del maíz considerando de mil a mil 100 grados días para aplicar el último riego y mil 452 grados días para alcanzar la madurez fisiológica acumulados a partir de la siembra.

 En el Cuadro 6 se puede observar la variación tan grande de los requerimientos de riego de maíz en el valle de El Fuerte. Siembras de octubre requieren 5 centímetros menos agua que las siembras de diciembre y sus ciclo fenológico se reduce 20 días.

 Desde el punto de vista de uso eficaz del agua y manejo del riego, es preferible compactar el periodo de siembras que minimice el consumo de agua sin mermas significativas en los rendimientos convencionales. Considerando rendimiento, disponibilidad del agua y requerimientos de riego del maíz, el mejor periodo de siembra se presenta durante la primera mitad de octubre. Siembras anteriores a este periodo no son recomendables por la incertidumbre en la disponibilidad de agua, mientras que siembras tardías tienen mayores consumos de agua y acortan e intervalo de riegos sin un incremento sustancial en los rendimientos.

 Predicción del último riego

 La predicción óptima del último riego tiene como objeto principal asegurar la disponibilidad de humedad aprovechable en la zona radical que permita la maduración del cultivo para producir los rendimientos potenciales, y finalizar el ciclo con un contenido de humedad tan bajo como lo permitan las condiciones de manejo del cultivo al momento de la cosecha.

 Klocke et al (1991) definen la madurez fisiológica cuando los granos o semillas han dejado de crecer. En algunos granos como maíz y sorgo se forma una capa negra en la punta del grano, en otros, como soya, la vaina muestra un color de madurez característico.

 En el norte de Sinaloa se ha encontrado que aproximadamente al 50% de la superficie sembrada de maíz se le aplica el último riego cuando el cultivo se encuentra en madurez fisiológica (R6) o en la fase anterior (grano abollado). Esta situación representa un desperdicio potencial de 61.5 millones de metros cúbicos, con los que sería posible establecer más de 6 mil hectáreas de maíz adicionales. Mediante programación integral es posible conocer anticipadamente si la humedad de una parcela en terminado momento será suficiente para que el cultivo llegue a madurez fisiológica.

 En suelos arcillosos (barrial) y franco-arcillosos (característicos del norte de Sinaloa) el último riego se debe aplicar en la etapa de grano lechoso (a mil 100 grados días). En la Figura 2 se presenta gráficamente una simulación de la predicción del último riego mediante programación integral. AS

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Ernesto Sifuentes Ibarra,

J. Macías Cervantes, J.G. Quintana Quiroz,

Campo Experimental Valle de El Fuerte del Inifap

J.E. Ortiz Enriquez, Campo Experimental Valle Yaqui

 

 

 

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