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Introducción
El maíz es uno de los cereales más importantes del mundo (CNBPA, 2008; Hellin et al., 2013). Su uso se ha extendido hasta la alimentación animal y la obtención de biocombustibles (Ferraro, 2008), lo que ha demandado una mayor producción. En México, su producción incrementó un 88% desde 1980 a 2010, mientras que en superficie sólo incrementó 3% (SIAP, 2016). Este aumento se ha logrado mediante el mejoramiento genético de las especies y de su manejo a través de métodos modernos que implican el uso de fertilizantes sintéticos, agroquímicos y maquinaria, con la finalidad de obtener mayores rendimientos.
En el estado de Chiapas, las comunidades rurales como la región Frailesca, 88% de los productores utilizan fertilizantes y 76% usa insecticidas y herbicidas (Aguilar, 2010). Además, 32% de los productores usan semillas mejoradas, mientras que 68% usa semillas de origen local, conocidas como criollas (Delgado et al., 2018). Esto muestra que el gasto de energía industrial es alto en comunidades rurales de la región (Guevara et al., 2018). Por otra parte, los altos gastos de energía industrial como parte de las entradas energéticas en el proceso de producción (IDEA, 2009), están estrechamente relacionados con la emisión de gases de efecto invernadero (GEI).
La región Frailesca basa su economía en el sector agropecuario y destaca su rendimiento promedio de maíz con 3.24 t ha-1 (SIAP, 2017); a través, de diferentes variantes tecnológicas que utilizan los productores. Por ello, la caracterización del agroecosistema, sobre la base de indicadores sistémicos es muy importante, sobre todo para estudios más detallados en cuanto a la eficiencia energética y económica de cada variante (Mandal et al., 2002; Hellin et al., 2013), así como el análisis de la sustentabilidad que guarda el agroecosistema bajo las tecnologías actuales.
El presente trabajo tuvo como objetivo caracterizar los productores de maíz de la Frailesca, Chiapas, a partir de su tipificación sistémica con criterios de sustentabilidad (productivos, socioeconómicos y energéticos) y sobre la base de la tecnología utilizada con miras a la evaluación del agroecosistema en términos de su eficiencia energética, económica y sostenilibidad.
Materiales y métodos
Localización y características del área de estudio
La investigación se llevó a cabo la región Frailesca en el estado de Chiapas, México. Dicha región está compuesta por los municipios de Villaflores, Villa Corzo, El Parral, La Concordia, Ángel Albino Corzo y Montecristo de Guerrero (Figura 1). Además, es la región de mayor producción de maíz en el estado con un rendimiento promedio de 3.24 t ha-1 (INEGI, 2012).
Metodología
Se utilizó una metodología de investigación interdisciplinaria con enfoque socio-agronómico y económico (Guevara, 2007), con un análisis sistémico orientado al desarrollo (Chambers, 1993; Hagmann y Guevara, 2004) y con un método de aproximación y exploración etno-agropecuaria por rutas o transectos (Hernández, 1985). Se diseñó y aplicó entrevistas y encuestas a 300 productores de 75 comunidades, 45 usuarios en pequeñas propiedades/ranchos y cuatro comercializadores de maíz. Cada encuesta correspondió a 35 variables agrupadas en criterios socioeconómicos, productivos y energéticos (Cuadro 1).
Cuadro 1 Variables más relevantes* estudiadas para caracterizar y tipificar productores de maíz en la zona Frailesca de Chiapas, México.
| Criterios | Variables |
| Socioeconómicos | Tipo de propiedad |
| Ingresos por la venta (maíz y rastrojo) | |
| Costos de producción | |
| Productivos | Superficie agrícola |
| Superficie ganadera | |
| Producción de rastrojo | |
| Rendimiento agrícola del maíz | |
| Energéticos | Intensidad energética |
| Rendimiento energético | |
| Eficiencia energética |
*= las 35 variables se presentan en el Cuadro 3 con los resultados de componentes principales.
Estos últimos relacionados con el uso, producción y eficiencia energética del agroecosistema maíz. Los cálculos se realizaron a partir de las equivalencias que aparecen en el Cuadro 2. Las variables basadas en el criterio económico agruparon todas aquellas relacionadas con los costos de producción y la comercialización.
Cuadro 2 Equivalencia energética de los insumos y productos utilizados en el análisis.
| Insumo | Unidad | (kcal unidad-1) | Fuente |
| Trabajo humano | h | 250 | Funes (2001) |
| Trabajo animal | H | 1 800 | Funes (2001) |
| Semilla (en general) | kg | 25 714.3 | Perales et al. (2005) |
| Diésel | L | 9 243 | Masera y Astier (1995) |
| Gasolina | L | 8 150 | Masera y Astier (1995) |
| Sulfato de amonio (21%) | K | 10 755 | IDEA (2009) |
| Herbicida | L | 57 000 | Funes (2001) |
| Insecticida | L | 44 000 | Funes (2001) |
| Maquinaria | 21 000 | Masera y Astier (1995) | |
| Tractor agrícola | h | 1 015.4 | Funes et al. (2011) |
| Producto (maíz, grano seco) | kg | 3 656.7 | Funes (2009) |
| Frijol | kg | 3322.1 | Funes (2009) |
Se estimó la eficiencia energética del cultivo de maíz de acuerdo con Funes (2009) y se empleó la información de entradas y salidas del agroecosistema obtenida de las entrevistas. En este sentido se consideró la energía directa para el cálculo de las entradas y salidas del sistema (Pimentel, 1980).
Cálculo de energía directa (Ed)
Energía asociada al consumo de combustible
donde: Cc= es el consumo de combustible (L ha-1), Eeg= es el equivalente energético del gasóleo (41 MJ L-1).
Energía asociada a la mano de obra empleada
donde:
es el equivalente energético del trabajo humano (1.96 MJ h-1 para el hombre y 1.57 MJ h-1 para la mujer); nob= es la cantidad de obreros que participan en una determinada labor y Ctob la capacidad de trabajo de los obreros agrícolas (ha h-1).
Energía asociada a los animales utilizados en labores de tiro
donde:
es el equivalente energético del trabajo humano (1.96 MJ h-1 para el hombre y 1.57 MJ h-1 para la mujer); nob= es la cantidad de obreros que participan en una determinada labor y Ctob= la capacidad de trabajo de los obreros agrícolas (ha h-1).
Energía asociada a los animales utilizados en labores de tiro
Cálculo de la eficiencia energética (Funes, 2001)
Donde: Ee= eficiencia energética; S= número de productos; M= cantidad de producto (kg); e= contenido energético del producto (MJ kg-1); T= número de insumos; I= cantidad de insumos (kg); f= energía requerida para producir un insumo (MJ kg-1).
Para calcular la energía producida y consumida se utilizó la siguiente fórmula:
1000
Donde: EP= energía producida; EC= energía consumida; producción= rendimiento (kg ha-1); Gasto= gasto de insumos; CE= contenido energético según la equivalencia energética que se muestra en Cuadro 1 en kcal/unidad de medida.
Procesamiento estadístico
Para reducir la dimensionalidad de las variables de estudio se aplicó un análisis de componentes principales (Escobar y Berdegué, 1990) en el que se extrajeron los componentes con autovalores superiores a uno. Los componentes extraídos se consideraron nuevas variables y se emplearon en el análisis de conglomerados para establecer grupos de sistemas de producción con características similares o tipologías. Para el análisis de conglomerados se empleó el método de Ward y la Distancia Euclidiana.
Para realizar la caracterización de las tipologías se transformaron las puntuaciones factoriales, a través de la ecuación 1 y se expresaron en relación proporcional con respecto al potencial observado en el contexto de la muestra de sistemas estudiados (ecuación 2).
1)
2)
Se realizaron análisis factoriales de correspondencias múltiples para establecer asociaciones entre las tipologías definidas y las variables cualitativas relacionadas con el contexto y manejo de los sistemas (municipio, tipo de propiedad, tipo de sistema, tipo de variedad, preparación de suelos y orografía). Se utilizó el software Statistica (StatSoft, 2007).
Resultados y discusión
El análisis factorial de componentes principales (AFCP) permitió la definición de 11 componentes o factores que extrajeron 73.77% de la varianza total. De las 35 variables incluidas en el análisis sólo las relacionadas con los costos de control de malezas, costos del desgrane, costos de la venta del maíz en grano y la relación beneficio costo (B/C) no se relacionaron con ninguna de las componentes, lo cual significa que son variables comunes para todos los casos y no contribuyen a la tipificación de los grupos de productores de maíz de la zona estudiada (Cuadro 3).
Cuadro 3 Componentes principales, y porciento de la varianza extraída y acumulada.
| Componente | Variables asociadas (correlación con la componente) | Autovalor | Varianza explicada (%) | Varianza acumulada (%) |
| Flujos financieros asociados al elote y costos de material verde y riego | Ingresos elote (0.94), costo riego (0.98), Costo cosecha elote (0.98), costo acarreo de elote (0.98), costo de colecta de material verde (0.99) | 5.11 | 0.15 | 15.76 |
| Superficie cultivada de maíz e ingresos | Superficie agrícola (0.9), superficie maíz (0.92), ingresos maíz grano (0.84), ingresos rastrojo (0.71), ingresos totales (0.85) | 4.05 | 0.12 | 28.44 |
| Consumo e intensidad energética | Energía directa (0.89), intensidad energética (0.9) | 2.15 | 0.06 | 36.47 |
| Costos de preparación del terreno | Costo rastreo cosecha anterior (0.95), costo chaporreo (-0.77), costo aradura (0.94) | 2.45 | 0.07 | 43.47 |
| Costos totales y de fertilización | Costo 1a fertilización (0.85), costo 2a fertilización (0.89), costo total producción de maíz (0.63) | 2.1 | 0.06 | 49.31 |
| Costos de ronda y quema | Costo de la ronda (0.79), costo de la quema (0.81) | 1.81 | 0.05 | 54.53 |
| Eficiencia | Rendimiento (-0.8), eficiencia energética (-0.74) | 2.09 | 0.06 | 58.95 |
| Costos de semillas y acarreo de granos | Costo compra de semillas (0.72), costo acarreo de granos (0.67) | 1.46 | 0.04 | 62.96 |
| Costos de surcado y siembra, saneamiento y cosecha del grano | Costo surcado y siembra (0.66), costo control de plagas (0.57), costo cosecha de grano de maíz (0.58) | 1.67 | 0.05 | 66.84 |
| Superficie no agrícola | Superficie ganadera (-0.71), Superficie forestal (-0.74) | 1.51 | 0.04 | 70.43 |
| Relación producción de rastrojo y costo cosecha del elote | Producción de rastrojo (-0.64) Costo colecta de elote (0.71) | 1.31 | 0.04 | 73.77 |
Los componentes I, II y III son los que más influyen en la diferenciación de los agroecosistemas. Juntos explican prácticamente 40% de la variabilidad total. El componente I está muy relacionado con la racionalidad productiva a través de los flujos financieros, representa el nivel de inversiones y retribuciones asociado a la comercialización del elote. Por otra parte, los componentes II y III indican que la producción del grano está más asociada a la superficie cultivada que a los rendimientos y los insumos empleados. La relación inversa observada entre las variables ‘costo del chaporreo’ con las variables, ‘costos de rastreo de la cosecha anterior’ y los ‘costos de aradura’, se asocia al efecto positivo de la preparación del suelo sobre el control de malezas y como consecuencia la disminución de los gastos en la chapea o chaporreo.
Tipificación de los productores de maíz
Se conformaron seis tipos de productores a partir de las puntuaciones resultantes del análisis factorial de componentes principales, usando el método de la distancia euclidiana (Figura 2). El grupo II, con 118 productores, fue el más representativo, incluye a 39% de los agricultores entrevistados. Este grupo presenta niveles altos de eficiencia y costos de ronda.
Figura 2 Tipos de productores de maíz de la región Frailesca de Chiapas, formados a partir de los clústeres del análisis de conglomerados jerárquicos.
El tipo I incluye 89 productores que se caracterizan por ser eficientes energéticamente y presentan mayores costos de ronda y quema. Presentan valores bajos en flujos financieros asociados al elote (mazorca tierna), costos de la semilla y riego. Poseen pequeñas superficies cultivadas con maíz y con ingresos bajos por este concepto. Muestran un bajo consumo energético y requieren menos energía para producir un kg de maíz. Presentan bajos costos en la preparación del terreno, compra de semilla y acarreo de granos; sin embargo, registran altos costos de chaporreo.
El tipo III está conformado por 46 productores y representa la mayor superficie cultivada y superficie no agrícola. Muestra los mayores ingresos y un alto consumo e intensidad energética, por lo que los productores presentan los mayores costos totales y entre ellos, en la fertilización, saneamiento, cosecha del grano y cosecha del elote.
La tipología IV presenta valores bajos en los flujos financieros asociados a la producción de elote (maíz tierno), costos de semilla y acarreo de granos. Poseen pequeñas superficies cultivadas y con bajos ingresos por la venta del maíz. Presentan una mayor intensidad energética y requieren mayor energía para producir un kilogramo de maíz. Se caracterizan por tener mayores costos en la preparación del terreno, que conlleva que cada año incrementen los costos de chaporreo (Figura 3).
Figura 3 Tipos de productores, agrupados en base a los componentes evaluados. comp. I= costos e ingresos del elote, material verde y riego; comp. II= superficie cultivada de maíz e ingresos; comp. III= consumo y eficiencia energética; comp. IV= costos de preparación del terreno; comp. V= costos totales y de fertilización; comp. VI= costos de ronda y quema; comp. VII= eficiencia; comp. VIII= costos de semillas y acarreo de granos; comp. IX= costos de saneamiento y cosecha del grano; comp. X= superficie no agrícola; comp. XI= relación producción de rastrojo y costo cosecha del elote.
El tipo V está formado 26 productores. Estos productores se destacan por presentar los mayores costos de preparación del terreno, ronda y quema. También tienen altos costos totales de fertilización. Reflejan alta eficiencia energética ya que destinan pequeñas superficies al cultivo, perciben bajos ingresos, tienen mínimos flujos financieros asociados al elote y presentan altos costos de quema y están además asociados al riego. Finalmente, tienen costos bajos por compra de semilla y acarreo de grano.
La tipología VI es la más pequeña de la muestra con ocho casos. Estos productores se distinguen por presentar altos flujos financieros asociados al elote, costos bajos de quema y riego y costos mínimos de cosecha de grano. Presentan costos totales y de fertilización altos. Además, cuentan con una superficie cultivada, ingresos, consumo e intensidad energética cercana a la media del comportamiento potencial en el contexto de estudio, así como una eficiencia energética promedio de 10 Mcal producidas por unidad de energía consumida.
Estas tipologías evidencian una eficiencia energética buena (10 Mcal en el proceso productivo). No obstante, difieren en prácticas de producción, así como en los flujos financieros porque algunos productores venden en elote (mazorca tierna) y los demás lo hacen en grano. Además, los productores que presentan mejores flujos financieros son aquellos que venden solo el elote comparado a los que comercializan únicamente el grano. Por ello, el estudio energético resulta muy importante, sobre todo cuando se requiere conocer detalladamente las entradas y salidas del agroecosistema (Funes et al., 2011; Purroy et al., 2019) y estimar la eficiencia de este.
Eficiencia energética
En cuanto a la eficiencia energética (Figura 4), los tipos III y V agrupan a los productores más eficientes. Mientras que los grupos IV y II muestran los valores más bajos. No obstante, en todos los casos los productores tienen una eficiencia energética por encima de 10 Mcal producidas por unidad de energía consumida. Estos resultados coinciden con Pimentel (1980), quien menciona que la eficiencia energética promedio de cultivo de maíz es de 10 Mcal producidas por cada Mcal invertida, por lo que se puede afirmar coincidentemente con Purroy et al. (2019) que aún bajo estas condiciones de la región, todos los productores tienen balances energéticos eficientes y que el agroecosistema presenta indicadores productivos y económicos viables.
Figura 4 Indicadores de eficiencia energética de productores de maíz en la región Frailesca de Chiapas.
El grupo de productores menos eficiente fue el II con 2.8 t ha-1, mientras que el resto produjo entre 3.8 y 4 t ha-1. Sin embargo, estos rendimientos superan a lo reportado para Chiapas (1.9 t ha-1) y de 3.24 t h-1 para la región Frailesca (SIAP, 2017), donde además 90% de los productores son de autoconsumo, y poseen una parcela menor de 2.1 ha, y un rendimiento promedio de 2.5 t ha-1, equivalente a 5.25 t parcela-1 año-1, bajo condiciones de temporal (ASICH, 2007).
La forma de producción
La asociación de los grupos de productores con las formas de producción de maíz permitió determinar a las más representativas de la región Frailesca, entre las que se encontraron tres agrupaciones:
La forma de manejo convencional, que aglomeró la mayor parte de los productores (Figura 5). El 93% de la muestra estudiada (GI, GII, GIII, GV) se caracteriza por el uso elevado de insumos agroquímicos para producir una parcela de maíz. El 38.8% y 15% de los costos totales de producción se invierten en fertilizantes y semillas mejoradas. Para el resto (46.2%) se distribuye entre los diferentes requerimientos del cultivo. En comparación con las otras formas de manejo, la forma de manejo convencional tiene los costos de producción más elevados y a pesar de ello, presenta los valores promedio más altos de costo/beneficio 1.4, 1.02, 1.15 y 1.09 para los grupos I, II, III y V respectivamente.
La segunda agrupación la constituye 4.3% de la muestra, que solo se asoció al grupo IV y se caracteriza por una forma de manejo mixta. Los costos de producción se distribuyen homogéneamente entre los insumos y las actividades empleadas que son: 33.3% para fertilización, 18.1% acarreo de granos y 17.5% compra de semillas mejoradas. El resto de los costos (31.1%) se distribuye principalmente en control de plagas, siembra y surcado, cosecha, desgrane y venta de grano. El grupo de productores que se asocia a esta forma de producción tiene valores promedio de costo/beneficio de 1.38
Otros productores que representan 7% y que está asociado a la tipología VI practican una forma agroecológica, donde 80% de los costos de producción se invierten en mano de obra para diversas actividades del cultivo, como la siembra, control de malezas, control de insectos, cosecha, la conservación del suelo y el resto lo usan para la compra de semillas y fertilizante. Aún con el porcentaje destinado a los insumos, los cálculos de costo/beneficio (1.02) ubican al manejo agroecológico con el valor más bajo entre las tres formas de manejo.
En este sentido, en el corto y mediano plazos, las formas de manejo mixtas y agroecológicas son consideradas menos productivas; sin embargo, a largo plazo se hacen sostenibles con la implementación de prácticas agroecológicas (Espinosa et al., 2011). En ese tenor, Aguilar et al. (2011) indican que el agroecosistema maíz practicado de manera agroecológica a largo plazo muestra una mayor sostenibilidad comparado con el sistema convencional.
Conclusiones
Los productores de maíz de la región Frailesca, en Chiapas, México se caracterizan por una compleja serie de variables socioeconómicas, ambientales y productivas, que determinan la existencia de seis tipos de productores, las cuales conllevan a eficiencias productivas por encima de los datos oficiales reportados para la región. Los rendimientos de maíz se encuentran por encima de la media estatal. En ese sentido, todos los grupos de productores son energéticamente eficientes, característica asociada a la eficiencia productiva y económica del agroecosistema.
Además, en la región existen tres formas de manejo: convencional, agroecológica y mixta. Por ello, los tipos de productores y el manejo facilitan el análisis el contexto actual del agroecosistema y permiten definir posibles estrategias de atención a los productores, en función de su práctica cotidiana. Estos resultados conllevan a estudios más profundos sobre la eficiencia energética y sustentabilidad del agroecosistema maíz y sus formas de manejo en la región.
