Scielo RSS <![CDATA[Terra Latinoamericana]]> http://www.scielo.org.mx/rss.php?pid=0187-577920130005&lang=es vol. 31 num. 4 lang. es <![CDATA[SciELO Logo]]> http://www.scielo.org.mx/img/en/fbpelogp.gif http://www.scielo.org.mx <![CDATA[Modelación de la función de distribución bidireccional de la temperatura radiativa en cultivos agrícolas]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0187-57792013000500259&lng=es&nrm=iso&tlng=es Resumen: Los intercambios de energía y masa entre la superficie de la tierra y la atmósfera controlan la disposición de agua en el planeta, por lo que su conocimiento y modelación es importante. La temperatura de la superficie, medida por la temperatura radiativa (Tr), es uno de los factores críticos en la estimación de los flujos de energía. La Tr varía en función de la geometría sol-sensor, por lo que usar esta temperatura en lugar de la temperatura aerodinámica (To) introduce un factor adicional de incertidumbre en el cálculo de los flujos de calor sensible. Aunque la técnica de Covarianza de Vórtices ha sido usada para medir directamente los flujos de energía y masa, la falta de cierre de los balances de energía no ha tenido una explicación satisfactoria. Considerando que la modelación de la geometría sol-sensor tiene implícitos los cambios de áreas de influencia o footprints de las mediciones, se discute la necesidad de usar un footprint común para analizar el cierre de los balances de energía sobre la superficie. Así, se introduce un modelo uni-paramétrico de la Tr (MUPT), desarrollado originalmente para reflectancias, y se valida con datos de un experimento realizado en el Valle del Yaqui, Sonora, México en cinco cultivos con diferentes configuraciones de la geometría sol-sensor y footprints asociados. Los resultados muestran un buen ajuste del MUPT, por lo que puede ser usado en forma operativa.<hr/>Abstract: The mass and energy exchanges between the biosphere and atmosphere control the water available on the planet; thus, it is important to model these processes. The surface temperature measured by the radiative temperature (Tr) is one of the critical factors in calculations of energy flows. Tr measurements vary depending on sun-sensor geometry. This introduces a further uncertainty factor when Tr is used in the calculation of sensible heat flux instead of aerodynamic temperature. Although the Eddy Covariance technique has been used to directly measure the mass and energy fluxes in the vegetation, the lack of closure in the energy balances do not have a satisfactory explanation. Considering that modeling of sun-sensor geometry includes variation in the influence areas (or footprints) of the measurements, we discuss the need for a common footprint in analyzing energy balance closure. Thus, we introduce a uni-parametric model for Tr (UPMT), originally developed for reflectance, which is validated using data from an experiment conducted in the Sonora Yaqui Valley, Mexico, in five crops with different configurations of sun-sensor geometry and associated footprints. Results show a fine adjustment of MUPT, and it can therefore be used operationally. <![CDATA[Reúso del tezontle: efecto en sus características físicas y en la producción de tomate (<em>Lycopersicon esculentum</em> Mill)]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0187-57792013000500275&lng=es&nrm=iso&tlng=es Resumen: Se estudiaron los cambios en las propiedades físicas del Tezontle por efecto de su reúso como sustrato para el cultivo de tomate (primer uso T0, primer reúso T1 y segundo reúso T2), así como la influencia de dichos cambios en la producción. La investigación se realizó en Tlajomulco, Jalisco bajo invernadero, en un sistema hidropónico, de agosto de 2009 a septiembre de 2010. La variedad de tomate fue la SUN 7705. El diseño experimental fue completamente al azar y se evaluaron las propiedades físicas del sustrato (granulometría, densidad aparente, retención de humedad y aireación) al inicio y al final de cada ciclo de cultivo; asimismo, la redistribución del tamaño de partículas, así como algunas variables de respuesta del cultivo (peso de fruto, grados Brix, altura de planta y diámetro de tallo). Se observó un aumento en la capacidad de retención de humedad del tezontle de 43% en T0, 46% en T1 y 48% en T2, una disminución de la capacidad de aireación de 12% en T0, 9% en T1 y 8% en T2, debido a cambios en la distribución del tamaño de partícula por el reúso; dichos cambios no afectaron agronómicamente las variables de peso de fruto y grados Brix; las diferencias estadísticas, solo fueron significativas en altura de planta y diámetro de tallo. Los resultados obtenidos demostraron que el tezontle como sustrato puede utilizarse durante tres ciclos consecutivos de cultivo de tomate hidropónico sin demeritar su productividad, permitiendo un ahorro aproximado de ciento sesenta mil pesos por hectárea por cada reúso.<hr/>Abstract: Changes in physical properties of tezontle reused as a substrate for growing tomatoes were studied (first use T0, first reuse T1 and second reuse T2), as well as the influence of these changes in production of tomato. The research was conducted in a greenhouse in Tlajomulco, Jalisco. A hydroponic system was used from August 2009 to September 2010 with the tomato variety SUN 7705. The experimental design was completely randomized. Physical properties of the substrate (particle size, bulk density, moisture retention and aeration) were evaluated at the beginning and end of each crop cycle. Redistribution of particle size and some crop response variables (fruit weight, degrees Brix, plant height and stem diameter) were also evaluated. An increase in moisture retention capacity (from 43% at T0 to 46% in T1 and 48% in T2) and a decrease in aeration capacity (from 12% at T0 to 9% in T1 and 8% in T2) was observed due to changes in particle size distribution caused by reuse. Agronomically, these changes did not affect weight variables or degrees Brix of fruit. Statistical differences were significant only in plant height and stem diameter. The results showed that the volcanic rock can be used as a substrate for three consecutive crop cycles of hydroponic tomato with no decrease in productivity, allowing a cost savings of approximately one hundred and sixty thousand pesos per hectare for each reuse. <![CDATA[Eficiencia agronómica de nitrógeno y fósforo en la producción de frijol chino en espaldera de maíz]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0187-57792013000500285&lng=es&nrm=iso&tlng=es Resumen: El frijol chino (FCH), por su alto contenido de proteínas, carbohidratos, grasas y fibra, es fundamental en la alimentación humana. Se han observado incrementos en la rentabilidad económica al cultivarse en espaldera de maíz. Sin embargo, en este sistema, el requerimiento nutrimental, principalmente de nitrógeno (N) y fósforo (P) podría ser mayor. Los objetivos de esta investigación fueron: a) determinar en FCH en espaldera de maíz, el efecto de la aplicación de N y P sobre la biomasa total, rendimiento de grano, eficiencia en el uso del agua y de nutrientes (como eficiencia agronómica), y b) determinar la combinación de dosis de N y P que genere la mayor rentabilidad económica. En Julio de 2011, bajo clima cálido y condiciones de lluvia estacional, se sembró FCH en espaldera viva de maíz. Los tratamientos consistieron en la aplicación de 0, 75 y 150 kg de N y P ha-1. A la cosecha se determinó la biomasa total (BT), rendimiento de grano (RG), eficiencia en el uso del agua para grano (EUAG), biomasa (EUAB), eficiencia agronómica para N (EAN), eficiencia agronómica de P (EAP) y rentabilidad económica. La temperatura máxima (Tmáx) y la temperatura mínima (Tmín) en promedio fueron de 33 y 20 °C respectivamente, con una precipitación de 809 mm. El N y P, incrementaron la producción de BT, RG, EUAG y EUAB. El agregado de P estimuló una mayor respuesta a la aplicación de N. En estas condiciones ambientales, la mayor producción, eficiencia en el uso del agua y rentabilidad económica en FCH en espaldera viva de maíz se logró con 150 kg de N y P ha-1. La EAN y EAP más alta, se lograron con aplicación de 75 kg N y P ha-1.<hr/>Abstract: Cowpea (FCH), because of its high content of proteins carbohydrates, fats and fiber, is important for human diets. Increases in profitability using a trellis maize system have been observed. However, in this system the requirements of mainly nitrogen (N) and phosphorus (P) are greater. The objectives were a) to determine the effect of N and P on total biomass of FCH in trellis maize, grain yield, water use efficiency and agronomic efficiency, and b) to determine the combination of doses of N and P to generate greater profitability. In hot climate, under conditions of seasonal rainfall, cowpea was intercropped with trellis maize on July, 2011. Treatments consisted of application of 0, 75 and 150 kg of N and P ha-1. Maximum (Tmax.) and minimum (Tmin.) temperature and daily rainfall were recorded. At harvest, total biomass (TB), grain yield (GY), water use efficiency for grain (WUEG) and biomass (WUEB), agronomic efficiency of N (AEN) and P (AEP) and economic profitability were determined. The average Tmax. and Tmin. were 33 and 20 °C, respectively, and precipitation was 809 mm. N and P increased production of TB, GY, WUEG and WUEB. Addition of P stimulated a greater response to the application of N. In these environmental conditions, higher production, water use efficiency and profitability of FCH in trellis maize was achieved with 150 kg N and P ha-1. However, the greatest AEN and AEP were achieved with application of 75 kg N and P ha-1. <![CDATA[Comportamiento del arsénico en suelos de la región lagunera de Coahuila, México]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0187-57792013000500295&lng=es&nrm=iso&tlng=es Resumen: El estudio del arsénico (As) en la región Lagunera se ha centrado en la calidad y recuperación del agua extraída del subsuelo, que contiene altas concentraciones (&gt; 0.20 mg L-1) del mismo. Diferentes investigaciones han establecido que la adición de fertilizantes fosfatados en suelos agrícolas, favorece la disponibilidad del As en la solución del suelo. Sin embargo, el conocimiento del comportamiento de este metaloide en suelos agrícolas de la región Lagunera, es escaso. Por lo anterior, los objetivos de esta investigación fueron determinar la concentración de arsénico disponible en diferentes suelos de la región y evaluar su comportamiento después de la adición de fósforo soluble. Se describieron cuatro perfiles de diferentes suelos agrícolas, con el fin de captar la mayor variabilidad del metaloide en suelos de la región; tres columnas de cada perfil fueron empleadas como permeámetros para verificar el movimiento vertical del As, después de adicionar fósforo (P) y láminas de riego simulando el manejo agrícola. Los suelos fueron caracterizados física y químicamente; el contenido de As inicial se determinó por el método de espectroscopía por generación de hidruros; así como el As disponible final de cada horizonte de los permeámetros; además de la concentración de fósforo soluble final. Los datos se sometieron a un análisis de varianza y a una prueba de medias con Tukey (P ≤ 0.05). Los resultados mostraron que al agregar P a los suelos agrícolas de la región Lagunera, el As disponible en la capa superficial (0-30 cm) se incrementó hasta un 662%; aunque este metaloide no rebasó los niveles permisibles que dañen la salud humana, de acuerdo a la Norma Mexicana NOM-147-SEMARNAT/SSA1-2004.<hr/>Abstract: Research on arsenic in the Lagunera region has focused on quality and recovery of extracted groundwater, which contains high concentrations (&gt; 0.20 mg L-1) of arsenic (As). Several studies worldwide have established that the addition of phosphate fertilizers in agricultural soils favors As availability in the soil solution. However, knowledge of the behavior of this metalloid in agricultural soils of La Laguna is scarce. The objectives of this study were to determine the concentration of arsenic available in different soils of the region and to evaluate the behavior of arsenic in soil after adding phosphorus (P). Four different agricultural soil profiles were described. Soil samples were collected and three columns of each profile were used as permeameters to verify vertical movement of As after adding phosphorus and irrigation levels simulating agricultural management. The soils were characterized physically and chemically; initial As content and final available As of each horizon of the permeameter were determined by the hydride generation spectroscopic method as well as soluble phosphorous concentration. Data were subjected to analysis of variance and Tukey comparison of means (P ≤ 0.05). The results show that addition of P to agricultural soils of La Laguna can increase available As in the topsoil (0-30 cm) up to 662%, without exceeding levels permitted by Mexican Standards NOM-147-SEMARNAT/SSA1 2004. This study will provide the basis for future research. <![CDATA[Vulnerabilidad de la producción del café (<em>Coffea arabica</em> L.) al cambio climático global]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0187-57792013000500305&lng=es&nrm=iso&tlng=es Resumen: La variabilidad del clima es el principal factor responsable de las oscilaciones anuales de la producción de café. Por ello, el presente estudio tuvo como objetivo evaluar la vulnerabilidad de la producción del cultivo de café (Coffea arabica L.) en la zona centro del estado de Veracruz, como una de las zonas productoras más importantes, atribuible a los escenarios climáticos existentes a mediados del siglo XXI, utilizando un modelo de desarrollo del cultivo en función de las características biológicas del café y las condiciones climáticas. Este tipo de modelo se aplica actualmente en varios países del mundo (pero no en México) y tiene preferencia en comparación con los modelos de regresión o modelos empíricos utilizados ampliamente en años pasados, debido a que considera detalladamente las particularidades fisiológicas del cultivo. El cálculo de los rendimientos de café con el modelo para las condiciones climáticas a inicios del siglo XXI y su comparación con los datos reportados por la SAGARPA señalan que los rendimientos calculados son confiables ya que el coeficiente de correlación entre los rendimientos calculados y observados fue igual a 0.81. La estimación de la vulnerabilidad del cultivo de café al cambio climático señala que a mediados del siglo XXI existe el riesgo de la pérdida media de la producción de café (Coffea arabica L.) de 7 a 10% debido principalmente a la disminución de la precipitación. El factor del cambio de la temperatura del aire tiene menor importancia. Tal conclusión contradice a los resultados de los trabajos anteriores, basados en modelos de regresión o modelos empíricos de acuerdo con los cuales la vulnerabilidad de café al cambio climático está relacionada principalmente al cambio de temperatura y en menor grado con los cambios de la precipitación.<hr/>Abstract: Variability of climatic conditions is the main factor responsible for the annual oscillations of coffee production. Therefore, the present study was conducted to assess vulnerability of coffee (Coffea arabica L.) production to existing climate scenarios for the middle of XXI century in central Veracruz State, one of the most important coffee producing regions, using a model of crop development in terms of biological and climatic characteristics. This type of model is currently applied in several countries (but not in Mexico) and is preferred over the regression model or empirical models widely used in past years, because it considers the physiological particularities of the plant. The calculation of coffee yields with the model for the climatic conditions of the beginning of XXI century and its comparison with the data reported by the SAGARPA shows that the calculated yields are reliable since the correlation coefficient between calculated and observed data was 0.81. Assessment of vulnerability of coffee to climate change shows that there is a risk of a 7 to 10% loss in coffee production at the middle of XXI century principally due to decreased precipitation. The factor of change in air temperature is less important. This conclusion contradicts the results of previous studies based on the regression models or empirical models according to which vulnerability of coffee bean productivity to climate change is mainly related to temperature change and to a lesser degree to precipitation change. <![CDATA[Calibración <em>in situ</em> del sensor cosmos para determinar humedad del suelo en escalas intermedias (~1 km)]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0187-57792013000500315&lng=es&nrm=iso&tlng=es Resumen: La heterogeneidad del suelo influye ampliamente en el contenido de humedad, dificultando la precisa determinación de este parámetro en estudios con fines hidrológicos y ecológicos que requieren de mediciones continuas y representativas para escalas intermedias (~1 km). En este contexto un sensor de neutrón de rayo cósmico The COsmic-ray Soil Moisture Observing System (COSMOS) permite cuantificar humedad del suelo de manera continua y a escalas espaciales de cientos de metros. El objetivo de este estudio fue evaluar un esquema de calibración para un sensor COSMOS CRS-1000. El estudio se realizó en una sabana de zacate buffel (Pennisetum ciliare) en Rayón Sonora, México. En este sitio se instaló el COSMOS CRS-1000 y para su calibración se realizaron muestreos de suelo en dos etapas. A estas muestras se les determinó el contenido de humedad y su densidad aparente por técnicas gravimétricas. Con el contenido de humedad de estas muestras, expresado en términos volumétricos, se obtuvo por aproximación el parámetro de calibración para el COSMOS CRS-1000. El valor obtenido para este parámetro fue de 4121 conteos por hora (tasa de conteo del neutrón sobre suelo). Con este valor se realizó la corrección a los valores estimados originalmente por el sensor COSMOS CRS-1000. Al realizar esta corrección, se observó un incremento en el contenido de humedad del suelo de 1 a 2 % con respecto a los valores estimados con el COSMOS CRS-1000 en todo el periodo de análisis. A pesar de la variabilidad espacial en el contenido de humedad del suelo bajo estudio, se observó que el sensor COSMOS CRS-1000 tiene la capacidad de proveer estimaciones razonables del contenido de la humedad del suelo de manera continua a una profundidad de 0 a 40 cm, en una superficie de alrededor de 30 ha.<hr/>Abstract: Soil heterogeneity greatly influences moisture content, making it difficult to accurately determine this parameter in hydrological and ecological studies that require continuous representative measurements at intermediate scales (~1 km). In this context, the COsmic-ray Soil Moisture Observing System (COSMOS) enables us to quantify soil moisture continuously at spatial scales of hundreds of meters. The objective of this study was to evaluate a scheme for calibrating a COSMOS CRS-1000 sensor. The study was conducted in a buffel grass (Pennisetum ciliare) savanna in Rayon, Sonora, Mexico. Here, a COSMOS CRS-1000 was installed, and for calibration, two soil samplings were conducted. These samples were analyzed for moisture content and bulk density by gravimetric techniques. The moisture content of the samples, expressed in terms of volume, was used to obtain the calibration parameter by approximation for the CRS-1000 COSMOS. The value for this parameter was 4121counts per hour (neutron count rate of soil). With this value, correction to the values originally estimated by COSMOS CRS-1000 sensor was performed. With this correction, there was an increase in soil moisture content of 1 to 2% compared with the values estimated with the CRS1000 COSMOS throughout the period of analysis. Despite the spatial variability in the moisture content of the soil under study, it was observed that the CRS-1000 COSMOS sensor has the capability of providing a reasonable continuous estimate of moisture content soil to a depth of 0 to 40 cm, in an area of about 30 ha. <![CDATA[Simulación del movimiento del aire en un invernadero tipo venlo]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0187-57792013000500325&lng=es&nrm=iso&tlng=es Resumen: Se han realizado aproximaciones teóricas para estudiar la ventilación en invernaderos como los modelos mecanicistas, que se basan en el balance de energía, pero sólo proveen información acerca de la tasa de ventilación global sin ofrecer detalles de la distribución espacial de las líneas de corriente de aire. En años recientes se ha observado que los modelos matemáticos basados en las ecuaciones completas de Navier-Stokes representan adecuadamente la ventilación en invernaderos y ofrecen información detallada de la distribución espacial de la masa de aire; sin embargo, resulta muy costosa la adquisición de los permisos de uso de los paquetes de cómputo comerciales por lo que es necesario investigar sobre modelos simplificados con el fin de reducir los costos de los estudios. En este trabajo se simuló la circulación de aire en un invernadero tipo Venlo en diferentes condiciones de ventilación, mediante dos modelos: uno de ellos considera las ecuaciones completas de Navier-Stokes, y el otro resuelve un modelo simplificado de Navier-Stokes en el que no se considera la aceleración convectiva en la ecuación de cantidad de movimiento. Para el estudio del modelo completo se usó el programa comercial FLUENT versión 11.0 (ANSYS Inc, 2013) y el modelo simplificado se resolvió numéricamente en MATLAB. Ambos métodos arrojan tasas de ventilación globales similares, pero la circulación de la masa de aire es diferente en algunos escenarios de ventilación. El método simplificado resultó más económico en dinero y tiempo, debido a que su solución numérica se puede implementar con mayor facilidad en algún lenguaje de programación de medio y alto nivel, y porque los tiempos de cómputo se reducen sustancialmente. Para tener mayor detalle de las zonas de recirculación de la masa de aire en el interior de los invernaderos se debe considerar el modelo completo de Navier-Stokes.<hr/>Abstract: Theoretical approaches and mechanistic models based on energy balance have been employed to study ventilation in greenhouses. These methodologies, however, provide information only on overall ventilation rate and do not provide details of the spatial distribution of the air stream lines. In recent years, it has been shown that mathematical models based on the complete equations of Navier-Stokes model adequately represent ventilation in greenhouses and offer detailed information about spatial distribution of the air mass. Acquiring the permit to use this commercial software is very expensive; therefore, it is important to do research on simplified models in order to reduce research costs. In this study, movement of air was simulated in a Venlo-type greenhouse under different conditions of ventilation using two models: one of them considers the complete Navier-Stokes equations which is called full model, and the other is a Navier-Stokes simplified model in which convective acceleration is not considered in the momentum equation. The full model was solved using the FLUENT software version 11.0 (ANSYS Inc., 2013) and the simplified model was solved numerically in MATLAB. Both methods showed similar results on ventilation rates, but air mass circulation is different in some ventilation scenarios. The simplified method saves more money and time than the full method because its numerical solution can be implemented more easily in medium and high level programming language and because computational times are substantially reduced. To get better results on recirculation zones of the air mass inside a greenhouse, the Navier-Stokes complete model should be considered. <![CDATA[Análisis sobre cambio de uso de suelo en dos escalas de trabajo]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0187-57792013000500339&lng=es&nrm=iso&tlng=es Resumen: Las zonas con vegetación natural son parte de la mega-biodiversidad por la cual México es considerado uno de los principales países con esta diversidad biológica. Sin embargo, la diversidad esta siendo amenazada, en estudios a nivel nacional se evidencia la pérdida de cubierta vegetal como un proceso de cambio de uso de suelo para el desarrollo de actividades que representen mayor satisfacción social. El objetivo de este estudio fue conocer el estado que guarda la vegetación de la cuenca de San Cristóbal de las Casas, Chiapas, en respuesta al cambio de uso predominante hacia actividades agropecuarias, a través de un análisis de cambio de uso de suelo, para dos escalas de trabajo, con el uso de sistemas de información geográfica como herramienta de análisis. Para la escala 1:250 000 de 1976 a 2002, se encontró que la pérdida de cobertura vegetal es evidente ya que se cuantificaron incrementos mayores a 5000 ha para agricultura de temporal, relacionados a disminución de superficies de bosques y pastizales. En esta misma escala, las áreas urbanas se incrementaron en más de 10 veces su superficie en el mismo periodo de tiempo, de 149 ha a 1903 ha. Por otra parte, a escala 1:10 000, de 1996 al 2010, las superficies con vegetación natural disminuyeron 493 ha, mientras que se cuantificó un incremento de áreas agrícolas y urbanas de 3926 y 1791 ha respectivamente.<hr/>Abstract: Areas with natural vegetation are part of the mega-biodiversity for which Mexico is considered one most biologically diverse countries in the world. This diversity is threatened; national studies have revealed loss of plant cover as a process of change in land use for development of activities that are of greater social satisfaction. The aim of this study was to determine the state of the vegetation in the San Cristobal de las Casas watershed, Chiapas, in response to change in land use to mainly agricultural activities. This was done through an analysis of land use change at two working scales using the geographic information system as an analytical tool. At the 1:250 000 scale for 1976 to 2002, the loss of plant cover is evident since increases larger than 5000 ha of rain fed agriculture were quantified; these increases were related to a decrease in forest areas and grasslands. On the same scale, urban areas increased more than 10 times in the same period, from 149 to 1903 ha. At 1:10 000 in 1996 to 2010, natural vegetation areas decreased by 493 ha, while agricultural and urban areas increased by 3926 and 1791, respectively.