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Introducción
Los cereales siguen siendo la fuente de alimentos más importante del mundo, tanto para el consumo humano directo como, de una manera indirecta, para los insumos de la producción pecuaria. La tarea de producción que tiene ante sí la agricultura mundial es impresionante, para el año 2030, se necesitarán mil millones de toneladas más de cereales cada año (FAO, 2016). Después del maíz y el frijol, el trigo es una de las tres fuentes más importantes de nutrientes de bajo costo en la dieta del mexicano, tanto el cultivo como su procesamiento y consumo, generan una importante derrama económica y un gran número de empleos (Peña et al., 2008).
Las primeras plantaciones de trigo en México se establecieron en 1865 en los Valles de Atlixco y San Martin, Toluca y el Valle de México, el Bajío de Guanajuato y Morelia-Fernández et al., (1934), los cuales actualmente cubren una superficie total de 1 598 ha (SIAP, 2015). La expansión geográfica de las áreas de producción no ha considerado los requerimientos de la planta en cuanto a clima y suelo para asegurar el éxito del cultivo, en Valles Altos éstas se ubican en estratos altitudinales que oscilan entre los 2 200 y 2 600 msnm, rango que incluye diversos tipos de clima, que se refleja en una heterogeneidad en el comportamiento fenológico, en la producción y en la condición de riesgo a que se somete el cultivo. De acuerdo al SIAP (2014) México obtuvo una producción mayor a 3 669 000 t en condiciones de riego y temporal, la mayor proporción de trigo de temporal que se cultiva en el ciclo de verano se concentra en cinco de veinte estados. En el ciclo 2014 los estados de Tlaxcala, Zacatecas, Nuevo León, Guanajuato y Estado de México produjeron aproximadamente 191 mil t, equivalentes a 80% del volumen cosechado en este ciclo (SIAP, 2014).
El rendimiento potencial de trigo está condicionado principalmente por las variaciones climáticas, específicamente por la radiación incidente y la temperatura media durante el periodo previo a la floración (Magrin y Travasso 1997). Debido al carbón parcial del trigo (Tilletia indica) (Brennan et al., 1990), la producción de semilla ha tenido serias restricciones; sin embargo, existe otra enfermedad importante en las zonas templadas y semitropicales (Ireta et al., 1989) como es el caso del tizón de la espiga por Fusarium sp. (TEF), causando la reducción del peso en los granos y por consecuencia disminuyendo el rendimiento (Goswami y Kisler, 2004; Nicholson et al., 2007) y propiciando contaminación en los granos por la presencia de micotoxinas, entre las que se encuentra el deoxinivalenol (DON) (Miller et al., 2001; Sip et al., 2007).
El desarrollo del TEF depende principalmente de la interacción de las condiciones climáticas y factores como genotipo, fertilización, fecha de siembra, entre otros (Velázquez et al., 2012). De acuerdo a Flores et al. (2007) las variables de temperatura mínima, temperatura media, oscilación térmica y precipitación pluvial mostraron una alta correlación con el índice relativo de la enfermedad (IRE), en el periodo de emergencia de la espiga hasta la floración a la base de la espiga, o estados de desarrollo fenológico del 59 al 83 de acuerdo a la escala de Zadoks (Zadoks, 1974). Los valores críticos de los elementos del clima para intensificar el IRE fueron: temperatura mínima mayor de 11 ºC, temperatura media mayor de 16.5 ºC, oscilación térmica menor a 13.4 ºC y precipitación pluvial mayor de 30 mm.
La zonificación agro-ecológica (ZAE) define zonas en base a combinaciones de suelo, fisiografía y características climáticas similares relacionadas con la aptitud de tierras, la producción potencial y el impacto ambiental. La suma de otras capas de información, tales como la tenencia y disponibilidad de la tierra, los requisitos nutricionales de las poblaciones humana y ganadera, las infraestructuras, costos y precios, ha hecho posible el desarrollo de aplicaciones más avanzadas en el análisis de los recursos naturales y la planificación de usos de tierras (FAO, 1994).
Un estudio realizado por CIMMYT (2008) delimitó las zonas potenciales para la producción de trigo en México; sin embargo, no considera las características climáticas que favorecen el TEF, ni el uso del suelo. El objetivo del presente trabajo, fue delimitar geográfica y cuantitativamente áreas potenciales tomando en cuenta los criterios que definen lugares y superficies climáticamente aptas para el cultivo del trigo de temporal (mayo-octubre) y no aptas para el TEF, haciendo una discriminación de las zonas urbanas y de otro uso que no sea el agrícola; por lo tanto, el mapa generado se puede utilizar como herramienta de planeación para el establecimiento del cultivo del trigo, extensión de áreas y renovación de plantaciones para la producción e incremento de semilla en Valles Altos de México.
Materiales y métodos
Con los requerimientos climáticos del cultivo de trigo (Tritucum durum) se cartografió las zonas óptimas para su establecimiento, zonas para incrementar y producir semillas de calidad considerando las condiciones climáticas requeridas para el desarrollo del patógeno (Fusarium) en la región de Valles Altos Centrales comprendida en los estados de Hidalgo, México, Puebla y Tlaxcala; presenta elevaciones entre 90 a 4 200 msnm, con una precipitación del mes de mayo a octubre de 260-2 500 mm y una temperatura media de 5 a 28 °C, con una superficie de 81 612.95 km2. Las variables evaluadas son: temperatura promedio y precipitación acumulada del mes de mayo a octubre y altitud de la región.
De acuerdo a FAO (1997) la producción agrícola es determinada por las combinaciones similares de clima y características del suelo, en el Cuadro 1 se indican las condiciones climáticas apropiadas para el establecimiento y obtención de un rendimiento óptimo del trigo. Existen factores bióticos o abióticos que reducen el rendimiento y calidad del grano, como es el caso de la enfermedad tizón de la espiga ocasionado por Fusarium graminearum que se presenta durante el periodo de floración en condiciones templado húmedo (Flores et al., 2007). Los requerimientos para que se presente la enfermedad se muestran en el Cuadro 2.
Cuadro 1 Requerimientos climáticos del trigo.
| Condición | Optima | Absoluta |
| Temperatura (°C) | 15-23 | 5-27 |
| Precipitación (mm) | 750-900 | 300-1 600 |
| Altitud (msnm) | - | 4 500 |
Fuente: Ecocrop (2015).
Cuadro 2 Requerimientos climáticos de Fusarium graminearum.
| Condición | Optima |
| Temperatura mínima (°C) | 11 |
| Temperatura media (°C) | 16.5 |
| Oscilación térmica (°C) | 750-900 |
| Precipitación (mm) | 30 |
Fuente: Flores et al. (2007).
Para la cartografía se utilizó la base de datos obtenida del ERIC III (extractor rápido de información climática, IMTA 2009) de 531 estaciones ubicadas dentro del área de estudio y 66 estaciones alrededor de la zona de estudio. Las variables analizadas fueron: precipitación y temperatura media durante el periodo de mayo a octubre; además de considerar la altitud de la región. En el Cuadro 3 se presentan los rangos de la altitud, precipitación y temperatura media por entidad federativa.
Cuadro 3 Altitud, precipitación y temperatura media por estado.
| Estado | Número de estaciones | Altitud (msnm) | Precipitación (mm) | Temperatura media (°C) | |||
| Desde | Hasta | Desde | Hasta | Desde | Hasta | ||
| Hidalgo | 112 | 130 | 2 916 | 262 | 2 065 | 12 | 28 |
| Estado de México | 242 | 580 | 4 283 | 405 | 4 487 | 5 | 28 |
| Puebla | 136 | 91 | 3 393 | 281 | 2 911 | 9 | 28 |
| Tlaxcala | 41 | 2 215 | 2 907 | 379 | 978 | 11 | 18 |
Fuente: ERICIII.
Para la elaboración de la cartografía se empleó el programa ArcMap GIS 10.2 (sistema que permite recopilar, organizar, analizar y distribuir información geográfica) con el método de interpolación IDW (Inverse Distance Weighting: método de distancia inversa) el cual es empleado en la representación de variables con continuidad espacial ya que no cambia el rango de los valores en los puntos de muestra (Siabato y Yudego, 2004; Pineda y Suárez, 2014).
En la determinación del intervalo y número de clases de cada una de los mapas, se utilizó el método propuesto por Law et al. (2009), el cual consiste en tomar en cuenta la media y desviación estándar de los valores del mapa para determinar las clases.
Resultados y discusión
Del mapa elaborado, se obtuvo como resultado que en el área de estudio las condiciones que se encuentran para el establecimiento del cultivo son: marginalmente apto (mA), apto (A) y muy apto (MA) (Figura 1). En lo que respecta a la clasificación del índice relativo de la enfermedad (IRE) en presentación cartográfica, se obtuvo que las condiciones climáticas del área de estudio lo dividen en: No apta (NA), mA, A y MA (Figura 2).
La combinación de los mapas de clasificación del trigo y del IRE permitió identificar las zonas potenciales para el incremento de la producción de semilla de calidad (genética, física, fisiológica y sanitaria) del cultivo (Figura 3).
Figura 3 Zonificación de Valles Altos Centrales de acuerdo al requerimiento climático del trigo y el IRE.
Es necesario considerar, que las variedades para siembras de temporal son un componente tecnológico importante para el productor, ya que estas deben reunir ciertas características agronómicas y fitopatológicas que les permitan lograr una buena cosecha, ante una problemática biótica y abiótica (Villaseñor y Moreno, 1998).
Las mejores zonas son aquellas que son muy aptas para el cultivo y que no tienen un IRE alto, como es el caso de Tepetitla, Nativitas, Santa Isabel y Tepeyanco. El mapa final fue generado para condiciones de temporal, con la temperatura media promedio y precipitación acumulada durante los meses de mayo a octubre obtenidas de las normales climatológicas. Se estimó el área para cada tipo de uso del suelo en la región de los Valles Altos Centrales (Cuadro 4).
Cuadro 4 Estimación de área de acuerdo al uso de suelo en Valles Altos Centrales.
| Uso de suelo | Área (km2) |
| Agrícola | 37 370.03 |
| Cuerpo de agua | 35 429.01 |
| Forestal | 8 074.87 |
| Otro uso | 565.4 |
| Pecuario | 173.64 |
| Total | 81 612.95 |
El Cuadro 5 muestra los municipios y la clasificación asignada de acuerdo a las condiciones ambientales óptimas o no aptas, para el cultivo y el patógeno.
Cuadro 5 Municipios clasificados de acuerdo a condiciones ambientales para producción de trigo.
| Municipio | Clasificación trigo/IRE | Área (ha) |
| Huejutla de reyes (Hgo.) | mA - A | 31 868.28 |
| San Felipe Orizatlan (Hgo.) | mA - A | 24 318.59 |
| Atlapexco (Hgo.) | mA - A | 14 629.86 |
| Chiautla (Pue.) | mA - A | 12 801.1 |
| Ayotoxco de Guerrero (Pue.) | mA - A | 11 332.94 |
| Francisco Z. Mena (Pue.) | mA - A | 11 236.79 |
| Hueytamalco (Pue.) | mA - A | 11 228.1 |
| Tepehuacan de Guerrero (Hgo.) | mA- mA | 4 939.44 |
| Jocotitlan (Mex.) | mA- mA | 3 830.49 |
| Chiautla (Pue.) | mA- mA | 3 453.51 |
| Calnali (Hgo.) | mA- mA | 2 694.66 |
| Zinacatepec (Pue.) | mA- mA | 2 336 |
| Tianguistengo (Hgo.) | mA- mA | 2 090.08 |
| Huehuetla (Hgo.) | mA- mA | 1 871.16 |
| Tlaxco (Tlax.) | mA - A | 46 380.32 |
| Chalchicomula de Sesma (Pue.) | mA - A | 32 996.45 |
| Apan (Hgo.) | mA - A | 27 183.59 |
| Chignahuapan (Pue.) | mA - A | 24 954.17 |
| Palmar de Bravo (Pue.) | mA - A | 24 634.55 |
| Tepeyahualco (Pue.) | mA - A | 24 106.27 |
| Huamantla (Tlax.) | mA - A | 23 758.41 |
| Atizapan de Zaragoza (Mex.) | MA - A | 230.1 |
| Acuamanala de Miguel Hidalgo (Tlax.) | MA - A | 47.7 |
| Tochimilco (Pue.) | MA - A | 4 346.12 |
| Villa guerrero (Mex.) | MA - A | 4 087.69 |
| Atzitzihuacan (Pue.) | MA - A | 3 526.71 |
| Atlixco (Pue.) | MA - A | 3 127.63 |
| Puebla (Pue.) | MA - A | 2 786.03 |
| Huaquechula (Pue.) | MA - MA | 1 708.76 |
| Malinalco (Mex.) | MA - MA | 634.2 |
| Zumpahuacan (Mex.) | MA - MA | 15.32 |
| Hueyotlipan (Tlax.) | A - NA | 3 822.59 |
| Muñoz de Domingo Arenas (Tlax.) | A - NA | 1 445.18 |
| San Lucas Tecopilco (Tlax.) | A - NA | 482.32 |
| Españita (Tlax.) | A - NA | 6 004.71 |
| Apizaco (Tlax.) | A - NA | 1 449.91 |
| Xaltocan (Tlax.) | A - NA | 7 454.25 |
| Yauhquemehcan (Tlax.) | A - NA | 3 035.39 |
| Apizaco (Tlax.) | A - mA | 157.21 |
| Xaltocan (Tlax.) | A - mA | 45.33 |
| Ixtacuixtla de Mariano Matamoros (Tlax.) | A - mA | 3 003.06 |
| Panotla (Tlax.) | A - mA | 1 171.66 |
| Santa Cruz Tlaxcala (Tlax.) | A - mA | 157.84 |
| Apetatitlan de Antonio Carvajal (Tlax.) | A - mA | 529.48 |
| Tlaxcala (Tlax.) | A - mA | 363.21 |
| Tepetitla de Lardizabal (Tlax.) | MA - NA | 522.35 |
| Nativitas (Tlax.) | MA - NA | 697.4 |
| Santa Isabel Xiloxoxtla (Tlax.) | MA - NA | 108.55 |
| Tepeyanco (Tlax.) | MA - NA | 185.04 |
| Teolocholco (Tlax.) | MA - NA | 3.21 |
| Acuamanala de Miguel Hidalgo (Tlax.) | MA - NA | 306.81 |
| Santa Cruz Quilehtla (Tlax.) | MA - NA | 97.65 |
De acuerdo a la Figura 3, el estado con mejores características para producción del cultivo y producción de semilla es Tlaxcala en los municipios de Nativitas, Tepetitla y Acuamanala. Los municipios menos apropiados son: Huejutla, Francisco Z. Mena y Hueytamalco. Es importante mencionar, que algunos municipios pueden tener más de una clasificación esto debido a sus características fisiográficas y climáticas.
Conclusiones
Los sistemas de información geográfica (SIG), permitieron determinar las zonas óptimas de producción para el trigo e incremento de semilla, con el menor daño potencial por tizón de la espiga, considerando los usos del suelo.
De acuerdo con la zonificación, la parte norte de la región de los Valles Altos Centrales es un área favorable para el desarrollo de Fusarium sp. y marginalmente apta para el establecimiento del trigo; en contraste la parte central es marginalmente apta para el desarrollo de Fusarium sp. pero apta para el establecimiento del cultivo, teniendo como resultado la mejor área para lograr mayor producción y obtener semilla de buena calidad.
