CAMBIO CLIMÁTICO Y RIESGOS

EN LA FENOLOGÍA DEL MAÍZ DE

TEMPORAL EN EL DDR, TOLUCA,

ESTADO DE MÉXICO.

Rebeca Granados Ramírez

Alejandro Sarabia Rodríguez

El cambio climático más probable es el aumento de la temperatura del aire en promedio de 2 °C; en cuanto a la precipitación pluvial se escenifica una disminución del 40%. Estos cambios afectarán ciertos períodos de vida de las plantas cultivadas, situación que repercutirá en la productividad.

Resumen

• Los resultados obtenidos con el modelo de Cambio Climático Hadley, de los escenarios de emisiones A2 y B2 (horizonte 2050), muestran que las variables temperatura y precipitación tendrán desenlaces negativas en el desarrollo fenológico de maíz, principalmente afectará la floración, misma que puede reducir de manera acentuada la producción.

• La temperatura del aire favorece los procesos fisiológicos de las plantas; cada planta presenta límites mínimos, óptimos y máximos de temperatura para cada fase de desarrollo.

Importancia del clima en los cultivos

Lluvia. El agua en todas sus formas tiene una participación fundamental en el crecimiento y constitución de la planta. Por lo que respecta a las funciones del agua en las plantas son múltiples; es el constituyente principal del protoplasma. El agua dentro de la planta actúa como regulador del calor y hace posible que la planta absorba una gran cantidad de radiación solar sin elevar su temperatura. LARCHER, W. (1995), Physiological Plant Ecology.

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La irregularidad en los cambios diurnos de la temperatura pueden impactar diferentes procesos fisiológicos y el rendimiento (Peng et al., 2004).

• El mayor impacto por incremento de la temperatura, que se espera como consecuencia del cambio climático, será en la reducción del ciclo fenológico de los cultivos anuales (Ojeda-Bustamante, 2011), lo cual contribuirá a disminuir el periodo de intercepción de la radiación, y por ende la acumulación de materia seca y el rendimiento final.

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• Villers et al. (2009), señala que las prácticas de manejo agrícola y la cosecha de los cultivos están estrechamente asociadas con el comportamiento del clima y tiempo atmosférico.

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• En los maíces tropicales se indica una temperatura base de 10 ºC, por arriba de ésta se acelera la tasa de crecimiento hasta alcanzar los 30 ºC aproximadamente. A temperaturas mayores disminuye gradualmente la cantidad de materia seca que el cultivo pueda elaborar y la proporción de la misma que puede ser destinada a los granos, ambos procesos se detienen con valores de 40ºC o ligeramente superiores (Pedrol et al., 2009).

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• Temperaturas ambientales superiores a las óptimas pueden hacer disminuir la tasa fotosintética, incrementar la tasa respiratoria, acelerar el desarrollo y crecimiento de los cultivos y acortar la duración del ciclo fenológico (Lawlor, 2005).

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• El efecto de la temperatura en la reducción del ciclo del cultivo, especialmente en la fase de llenado de grano, es considerado como el factor más importante para explicar la reducción del rendimiento en la medida que la temperatura va superando el valor óptimo considerado para el cultivo (White y Reynolds, 2003).

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• Temperaturas ambientales superiores a las óptimas pueden hacer disminuir la tasa fotosintética, incrementar la tasa respiratoria, acelerar el desarrollo y crecimiento de los cultivos y acortar la duración del ciclo fenológico (Lawlor, 2005; Pedrol et al., 2009).

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• La irregularidad en los cambios diurnos de la temperatura puede impactar los procesos fisiológicos y tener efectos diferentes sobre el rendimiento (Peng et al., 2004).

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• Ojeda-Bustamante et al. (2011) consideran que para contrarrestar el efecto de reducción del ciclo del maíz, a causa del incremento de la temperatura que viene ocurriendo con el cambio climático, será necesario usar variedades de ciclo largo resistentes al estrés térmico e hídrico, que soporten temperaturas mayores a las que se presentan actualmente.

• Los indicadores agroclimáticos

• Son las expresiones cuantitativas que establecen la relación entre el crecimiento, desarrollo y rendimiento de los cultivos con los elementos climáticos (temperatura, precipitación, humedad relativa, etc.) proporcionan tanto exigencias como relaciones de las plantas con elementos del clima.

OBJETIVO

•Conocer las alteraciones que puede

traer el cambio climático,

particularmente los elementos del

clima (precipitación y temperatura), en

las fases fenológicas del cultivo del

maíz en el DDR-Toluca..

AREA EN ESTUDIO

El área en estudio ocupó el segundo lugar en

producción dentro de los DDR del Estado de México

durante el periodo 1999-2012

El 85% de la superficie sembrada se desarrolló en la

modalidad de temporal en el período 1999-2012, y registró

una productividad de 3.7 ton/ha ,situándose por encima del

rendimiento promedio registrado a nivel nacional de 2.82

ton/ha dentro de esta misma modalidad (SIAP, 2012).

El 91.2% de la superficie agrícola del DDR-Toluca fue

ocupada por cultivo del maíz durante el período 1999-2008

(SIAP, 2012).

El Centro de Ciencias de la Atmosfera (CCA) con la finalidad

de desarrollar los escenarios de cambio climático para México,

tanto en la variable de temperatura como de precipitación,

optó por los modelos:

• HADLEY (elaborado en el Hadley Centre UK).

•ECHAM (German Climate Research Center /Hamburg Model)

•GFDL (US Geophysical Fluid Dynamics Laboratory).

Estos Modelos de Circulación General (MCG) fueron

seleccionados porque representan mejor el clima esperado

regional, además de que están siendo usados por otros países

localizados en la misma región geográfica que México (CCA,

2010).

MÉTODO

• Comparar los resultados que arrojaron los modelos

de cambio de climático, horizonte 2050, con

respecto al comportamiento que presentaron la

precipitación y temperatura en el escenario base.

• Analizar los umbrales mínimos y máximos que

puede soportar el maíz mediante los escenarios

aplicados en cada fase fenológica, en forma gráfica.

• Elaboración cartográfica de la redistribución

espacial termopluviométrica, con base en los

resultados de los escenarios analizados.

REQUERIMIENTOS CLIMÁTICOS DEL MAÍZ

Condiciones Agroecológicas óptimas

Nombre científico Zea Mays

Ciclo vegetativo 100-140 días (Dorenboos y Kassam,1979) 100-180 días (Villalpando,1986)

Altitud 0- 3,300 msnm (González, 1984) 0- 2,500 msnm (INEGI, 1997)

Precipitación 500-800 mm (Reyes, 1990)

Temperatura Germinación: min. 10ºC max. 40ºC Crecimiento Veg: min. 15ºC max. 40ºC Floración: min. 20ºC max. 30ºC (Reyes, 1990)

Fotoperíodo Planta de día corto <12 horas (Vázquez, 2006)

Textura del suelo Franco-limosos, franco-arcillosos , franco-arcillo-limosos (Benacchio, 1992)

Profundidad del suelo 1 a 1.7 m (Dorenboos y Kassam,1979)

PH óptimo 5.5 - 7.5 (Ignatieff, 1992)

ESCENARIOS DE EMISIONES

En los Informes Especiales sobre los Escenarios de

Emisiones publicados por el IPCC (IEEE o SRES, por sus

siglas ingles) los escenarios están agrupados en cuatro

familias (A1, A2, B1, B2) que exploran vías de desarrollo

alternativas incorporando toda una serie de fuerzas

originantes demográficas, económicas y tecnológicas, junto

con las emisiones de GEI resultantes (IPCC, 2001).

RESULTADOS MODELO

HADLEY, HORIZONTE 2050

ESCENARIO B2

• Anomalías proyectadas en la temperatura mínima

En este escenario se estima un incremento de 2.2ºC para el ciclo

agrícola primavera-verano.

.

HADCM3 May Jun Jul Ago Sep Oct

Anomalía (ºC) 3 1.9 2.2 2.2 1.9 2.2

• Anomalías proyectadas en la temperatura máxima

En este escenario se estima un incremento de 2.3ºC para el ciclo

agrícola primavera-verano.

HADCM3 May Jun Jul Ago Sep Oct

Anomalía (ºC) 1.9 2 2.5 2.5 2.7 2.6

Anomalías proyectadas en la precipitación

Anomalía (mm) May Jun Jul Ago Sep Oct Total

Escenario base 80 173.2 202 197.1 168.6 75.8 896.7

Proyección 2050 88.5 175.8 185.7 173.8 177.9 73.4 875.1

En este escenario se estima un descenso pluviométrico de 2.5% en

el ciclo agrícola primavera-verano.

La precipitación pluvial durante este período se encontró

ligeramente por encima de los niveles óptimos pluviométricos

en cada una de las fases fenológicas.

Las normales climáticas durante el período 1950-2000

reportaron 916.3 mm de precipitación durante mayo -

noviembre, mientras que los niveles hídricos óptimos se

sitúan en los 800 mm. Sin embargo, como el cultivo del maíz

tiene una resistencia hasta los 1,000 durante un ciclo agrícola,

este ligero exceso de agua no representó una gran

problemática en la reducción de producción durante este

período.

Subperiodo fenológico Excedente pluviométrico

Germinación y Crecimiento vegetativo 38.2 mm

Formación de fruto. Estado lechoso y masoso

63.1 mm

Condiciones hídricas históricas versus requerimientos óptimos

CONCLUSIONES

El aumento en la temperatura inherente al Cambio Climático

favorecerá a los subperíodos fenológicos en los diferentes

escenarios de emisiones, ya que este establecería

condiciones térmicas más propicias para el desarrollo del

cultivo del maíz. Por otro lado, el volumen pluviométrico se

encontraría dentro de los requerimientos hídricos óptimos, el

cambio en la distribución de las precipitaciones en el estado

masoso y lechoso podría afectar a este cereal, ya que cultivo

podría padecer de escases de agua.

El déficit de agua ocasionado por fenómenos como la sequía

pueden reducir de manera acentuada la producción de este

cereal.

También habría que considerar evapotranspiración, como

consecuencia de este ascenso de temperatura; el cultivo del

maíz requerirá una mayor cantidad agua, modificando los

requerimientos hídricos óptimos.

Por otro lado, el ascenso de la temperatura propiciaría un

aumento en la incidencia de plagas y enfermedades; en

consecuencia se podría incrementar la perdida de cosechas

en un mayor numero de hectáreas.

IMPACTOS NEGATIVOS

CAMBIOS PROYECTADOS -Temperaturas mas cálidas --Condiciones mas secas -Condiciones mas húmedas -Eventos climáticos extremos

Incrementos en la productividad

Taza de maduración acelerada

Crecimiento de nuevos cultivos

Incrementos de plagas

Daños en los cultivos por altas temperaturas

Incrementos de sequías

Los impactos son inevitables, dependerá de las medidas

de adaptación

IMPACTOS POSITIVOS

IMPACTOS DEL CAMBIO CLIMÁ TICO EN LA PRODUCCIÓN AGRÍCOLAos