Sistemas de siembra en trigo: encarando la escasez de agua causada por el calentamiento global*

Systems of sowing in wheat: facing the scarcity of water caused by the global warming

Héctor Eduardo Villaseñor Mir^1§, Agustín Limón Ortega¹, Eduardo Espitia Rangel¹ y Luis Antonio Mariscal Amaro¹

¹ Campo Experimental Valle de México. INIFAP. Carretera Los Reyes-Texcoco, km 13.5. Coatlinchán, Texcoco, Estado de México. C. P. 56250. Tel. 01 595 9212657. (limon.agustin@inifap.gob.mx), (espitia.eduardo@inifap.gob.mx), (lmariscal@colpos.mx). ^§Autor para correspondencia: hevimir3@yahoo.com.mx.

* Recibido: enero de 2011
Aceptado: junio de 2011

Resumen

En 80% de las regiones productoras de trigo de temporal hay deficiencias de humedad, por lo que la disponibilidad de agua y la eficiencia en su uso son los factores más importantes, para mejorar la rentabilidad del cultivo, y más aún, cuando se prevé que gran parte de México, en los próximos años, enfrentará temporales más escasos por el calentamiento global. La siembra de trigo en camas, con y sin microcuencas, ha sido ideada para una captación efectiva del agua de lluvia, que permite mayor disponibilidad de humedad del suelo ayudando a incrementar el rendimiento de este cereal. En 2008 y 2009, se evaluaron seis variedades de trigo y tres sistemas de siembra, en plano y en camas con y sin microcuencas. Los resultados indicaron que la siembra en camas, con o sin microcuencas, incrementó el rendimiento promedio del cultivo hasta 29% (728 kg ha-¹), debido quizá a que permitió una mayor disponibilidad de humedad de suelo en etapas críticas de desarrollo del cultivo. La siembra en camas con microcuencas aumentó el número de espigas * m² y número de granos * m². La variedad Rebeca F2000 superó en rendimiento (3 680 kg ha-¹) a las demás variedades en las dos modalidades en camas. En trigo la siembra en camas con microcuencas es una estrategia, que permite reducir los efectos del déficit hídrico y consecuentemente del cambio climático, gracias a que permite una mayor conservación y disponibilidad de humedad del suelo.

Palabras clave: Triticum aestivum L., microcuencas, sistema convencional, variedades.

Abstract

In 80% of the wheat producing regions under rainfed conditions, there are moisture deficiencies; so, water availability and, the efficiency in its use are the main factors to improve the crop's profitability and, especially when in the coming years is expected that most of Mexico will face limited precipitations due to global warming. The wheat crop in planting beds with and without micro-watersheds has been designed for effective capture of rainwater, which allows greater availability of soil moisture, helping to increase this cereal yielding. In 2008 and 2009, six varieties of wheat and three planting systems were evaluated, in regular conditions, beds, with and without micro-watersheds. The results indicated that, planting beds, with or without micro-watersheds, increased the average crop yield up to 29% (728 kg ha-¹), perhaps because it allowed a greater availability of soil moisture at critical stages of the crop's development. Planting beds with micro-watersheds increased the number of spikes per m² and, the number of grains per m². The Rebeca F2000 variety outperformed (3 680 kg ha-¹) the other varieties in the two modalities in planting beds. In wheat, planting beds with micro-watersheds is a strategy that reduces the effects of drought-stress and, consequently climate change by allowing greater conservation and availability of soil moisture.

INTRODUCCIÓN

El trigo representa 21% del consumo de granos básicos en México, ubicado en el segundo lugar después del maíz, con una superficie sembrada de 845 085 ha y una producción de 3 918 395 t, que se cosechó durante 2008 en 85% bajo riego. El consumo nacional es de 5.2 millones de toneladas y se ha recurrido en los últimos años a las importaciones (1.8 millones de toneladas en 2008), para surtir esa demanda (SIAP, 2009), las mismas que cada vez son más complicadas debido a la escasez globalizada de trigo a nivel mundial; de tal manera, que será importante implementar estrategias de producción para minimizar esa dependencia.

La principal zona productora es el noroeste de México, en donde se ha logrado un desarrollo tecnológico importante, como la siembra de trigo en camas que ha permitido incrementos importantes en la productividad; sin embargo, en esta región la escasez de agua para riego es la principal limitante para ampliar la superficie e incrementar la producción (González et al., 2006). Las áreas de temporal en México son una alternativa para lograr incrementos en la producción nacional, ya que se tienen cerca de 1.5 millones de hectáreas en donde el trigo es mejor alternativa que el maíz (Villaseñor y Espitia, 2000).

Las siembras de trigo de temporal en México, se realizan en diversas regiones productoras en 13 estados, que presentan problemáticas bióticas y abióticas complejas. Villaseñor y Espitia (2000) analizaron esa problemática y agruparon las regiones en ambientes favorables, intermedios y críticos de producción, indicando que en los ambientes críticos, donde la principal limitante es la sequía, es donde pueden crecer las siembras y deberá de generarse tecnología que permita mitigar el déficit hídrico y así lograr incrementar la producción nacional.

Bajo condiciones de riego, la siembra convencional de trigo requiere por hectárea de 100 kg de semilla y 7 000 m³ de agua en 5 riegos, mientras que la siembra en camas requiere de 30 kg de semilla y 5 750 m³ de agua en cuatro riegos, reduciendo los costos de producción 6.57% (González et al., 2006). Además, la siembra en camas usa modificaciones en el arreglo espacial de las plantas, lo que permite realizar labores de cultivo, aplicaciones de pesticidas, etc., que dan versatilidad y estabilidad al sistema que se ha reflejado en incrementos en la productividad y rentabilidad (Moreno et al., 1993).

En temporal 80% de las regiones productoras de trigo, manifiestan principalmente deficiencias de humedad y en las regiones lluviosas los excesos afectan el escurrimiento de agua y el deslave del suelo; algunas prácticas agrícolas, como el uso de camas de siembra sustituyendo la siembra convencional (en plano), ha sido ideada para mejorar la condición de producción y hacer mejor uso del agua de lluvia, principalmente en regiones áridas y semiáridas (Sayre, 1997; Cortés et al., 2003; Cabañas et al., 2004; Limón et al., 2004).

Bajo la siembra convencional, al presentarse la primera lluvia de temporal, la mayor parte del agua se infiltra por la estructura suelta del suelo; éste consecuentemente se endurece por la falta de materia orgánica, ocasionando que con las lluvias posteriores el agua no se filtre y se pierda por escurrimiento; lo anterior ocasiona un déficit de humedad, lo que se manifiesta en un crecimiento raquítico de la planta.

El uso de camas de siembra es una alternativa para modificar el relieve para conservar suelo y agua; esta siembra puede ser optimizada con la creación de estructuras de almacenamiento de agua, si se levantan cada 3-5 metros bordos para la formación de microcuencas, que permitan la captación, filtración y conservación del agua de lluvia (Limón et al., 2004). Los efectos más sustanciales de retención de agua se observan en regiones semiáridas sujetas a precipitaciones de alta intensidad con periodos cortos.

El sistema de siembra en camas con microcuencas se ha conocido como de bordes unidos, de surcos contenedores, de labranza con piletas (cuencas), franjas con piletas y de labranza con micropiletas (microcuencas), y fue usado primeramente en las grandes planicies de Estados Unidos de América, en 1931, por Peacock. Por sus ventajas, con el paso del tiempo este sistema se ha adaptado en cultivos como sorgo, algodón y girasol, en Estados Unidos de América; y en frijol, maíz, trigo y cebada en México, donde se han observado incrementos significativos en el rendimiento (Jones y Baumhardt, 2003).

Según Cabañas et al. (1993), en trigo la siembra en camas con microcuencas incrementó el rendimiento de trigo entre 14-18%, observándose incrementos en la longitud de la espiga, granos por espiga y peso de mil granos. En maíz, la siembra en camas con microcuencas ha incrementado el peso de las mazorcas y el tamaño de las hojas lo que se reflejó en el incremento significativo del rendimiento (Howell et al., 2002).

En trigo y sorgo, sembrados en camas con surcos y microcuencas formadas desde el periodo de descanso del terreno, hasta la etapa de crecimiento del cultivo, los rendimientos aumentaron 62% y 25%, respecto al sistema convencional de siembra (McFarland et al., 1991; Tewolde et al., 1993); en otro estudio este sistema incrementó los rendimientos de grano de sorgo de 1.4 t ha-¹ a 2.8 t ha-¹. En girasol el rendimiento se ha incrementado 7% y en algodón 18% (Harris y Krishna, 1989). Limón (2001) menciona que este sistema incrementó el rendimiento de trigo 15%; mientras que Cabañas et al. (2004) indican un incrementó de 42%.

Se prevé que en los próximos años a causa del cambio climático, México se vea afectado por regímenes más escasos de agua en la temporada de lluvias y como consecuencia, con periodos más prolongados de sequía, afectando gran parte del territorio. Históricamente, en los pasados mil años, México como otras partes del mundo, ha presenciado sequías a gran escala, mismas que se intensificarán en los próximos 50 años como lo predicen algunos modelos climáticos (Dai, 2010).

Milly et al. (2005) mencionan con base en modelos de predicción climática, que la saturación de la presión de vapor ha sido altamente sensitiva al cambio de temperaturas, por lo que en un futuro, se esperan perturbaciones en el ciclo mundial del agua a causa del calentamiento global; algunos de estos modelos han predicho una reducción de 10 a 30% de agua de lluvia en Sudáfrica, el sur de Europa y parte de Estados Unidos de América en los próximos 40 años. Por otro lado, William et al. (2008), mencionan específicamente que la disponibilidad de agua tendrá una marcada reducción anual en las regiones del sureste de Estados Unidos de América, el Caribe y partes de México.

En México en los últimos años los regímenes de lluvia en las regiones productoras de trigo de temporal han cambiado, ya que se han observado temporales cada vez más escasos, de tal manera que se deben evaluar metodologías de siembra que permitan mejorar la productividad. Por lo anterior, en este estudio se evaluó en diferentes ambientes de temporal la siembra en camas y en camas con microcuencas, comparados con la siembra convencional, para observar sus efectos sobre el rendimiento y sus componentes en variedades recomendadas para temporal.

MATERIALES Y MÉTODOS

Material genético

Clasificación de ambientes y localidades de prueba

Los ambientes de producción de los Valles Altos de la Mesa Central, en donde el programa de trigo de temporal del INIFAP-CEVAMEX realiza sus evaluaciones, se clasifican en ambientes favorables, intermedios y críticos (Villaseñor y Espitia, 2000; Rodríguez et al., 2005); la evaluación se realizó en los ciclos primavera-verano 2001 y primavera-verano 2002, en diferentes localidades que fueron clasificadas de acuerdo con su precipitación ocurrida en ambientes intermedios o críticos, como se presenta en el Cuadro 1.

Diseño experimental

Fue de bloques al azar con 4 repeticiones en un arreglo de tratamientos de parcelas divididas, en donde el sistema de siembra fue las parcelas grandes y las variedades las parcelas chicas. Los sistemas de siembra se denominaron: siembra convencional (CONV); siembra en camas sin microcuencas (CAMSIN); siembra en camas con microcuencas (CAMCON).

Parcela experimental

En todas las localidades fue de 7.5 m² (1.5*5 m), cuatro surcos de siembra efectiva de 5 m*0.3 m de separación en CONV y dos surcos dobles espaciados a 0.75 m entre surcos y 0.3 m entre hileras en CAMSIN y CAMCON. La preparación y siembra de las parcelas experimentales y el levantamiento de los bordos en los surcos en CAMCON, y la formación de las hileras en la cama se hicieron a mano. La siembra y conducción agronómica del experimento se realizó con base en las recomendaciones realizadas por el INIFAP para cada región.

Variables de estudio

Fueron directas e indirectas; las primeras se tomaron directamente de las parcelas experimentales y las indirectas fueron producto del muestreo de 25 tallos. Las variables directas fueron: 1) días a espigamiento (DE), días transcurridos desde la siembra al tiempo que 50% de las espigas presentara las anteras visibles; 2) días a madurez (DM), días transcurridos desde la siembra al tiempo 50% de la espigas presentaran pedúnculos amarillentos; 3) altura de planta (ALT), longitud en cm de la superficie del suelo a la espiguilla terminal en el dosel; y 4) rendimiento de grano (REND), peso de grano en g por parcela útil.

Las variables indirectas fueron: 1) biomasa total en g por m² (BIOM), BIOM= ((RGP+RE25T)/PU)/IC; 2) índice de cosecha (IC), IC= RE25T/RB25T; 3) espigas por metro cuadrado (EPMC), EPMC= BIOM/(RB25T/25); 4) peso de 1 000 granos (P1 000G); 5) granos por metro cuadrado (GPMC), GPMC= RG/(peso de 1 000 granos/1 000); 6) espiguillas por espiga (EESP); 7) granos por espiga (GPE), GPE= (GPMC/EPMC); 8) granos por espiguilla (GPEE), GPEE= GPE/EESP; y 9) peso hectolítrico (PHEC), medida de densidad de grano en kg hL-¹.

Análisis de datos

Se realizó el análisis de varianza y comparación de medias (Tukey 5%) por localidad, sistema de siembra y variedad, para diferenciar estadísticamente los diferentes factores y variables de estudio.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Los resultados indicaron que invariablemente con microcuencas o no, el sistema de siembra en camas (CAMSIN y CAMCON) aumentó el rendimiento promedio en trigo entre 20% y 29%, coincidiendo con incrementos en rendimiento obtenidos por Tewolde et al. (1993); Tripathi et al. (2002); Cabañas et al. (2003); Moreno et al. (2005); Sayre (1997), en donde la siembra en camas también aumentó significativamente BIOM, REND, P1000G, GPE y GPMC.

Análisis general de variables

El Cuadro 2 presenta los resultados del análisis de varianza, donde se observan diferencias altamente significativas (p< 0.01) entre localidades para todas las variables, lo que indica que la evaluación se realizó en condiciones contrastadas. En los sistemas de siembra hubo diferencias altamente significativas para DE, DM, ALT, REND, BIOM, EPMC, GPEE, GPE, GPMC e IC, y diferencias significativas (p> 0.01, p< 0.05) en EESP, coincidiendo en la mayoría de las variables con lo reportado por Cabañas et al. (1993), lo que indica que la siembra en camas tiene un efecto sobre el rendimiento de grano y sus componentes.

En la interacción localidades*sistema hubo diferencias altamente significativas en todas las variables a excepción de EPMC y P1 000G en donde no hubo diferencia. En el factor variedades y en las interacción localidad*variedad hubo diferencias altamente significativas para todas las variables. En la interacción sistema*variedad sólo hubo diferencias significativas para DM y ALT. Por último para la interacción de tercer orden sólo hubo diferencia significativa en DM.

Comparación de rendimiento en los tres sistemas por localidad

En la Figura 2 se ordenó el rendimiento promedio de cada localidad de menor a mayor y se trazó una línea de regresión para observar la tendencia que tuvo cada sistema en las localidades, en donde se observa que CAMCON fue el sistema en donde se presentan mayores rendimientos y conforme fueron mejorando los rendimientos la tendencia también fue en aumento. En esta figura se ilustran los para hacer mejor uso del agua, ya que en ambientes de baja productividad expreso mayor rendimiento.

El número de espigas es un componente que está influenciado por el potencial productivo de cada lugar. Se ha encontrado que para ambientes de baja productividad, el número de espigas promedio es mayor para CONV. Pero en ambientes más favorables donde se promueve un mayor número de EPMC, la siembra en CAMCON empieza a superar a CONV (Limón et al., 2004), coincidiendo con lo encontrado en este estudio. Moreno et al. (2005) también observaron un número promedio mayor de EPMC cuando se sembró trigo en camas a doble hilera aún sin la construcción de microcuencas.

Comparación de variables en los tres sistemas de siembra

El Cuadro 3 muestra que la siembra en camas (CAMSIN y CAMCON) incrementó estadísticamente DE, ALT, REND, GPMC, GPE y GPEE. Cabañas et al. (1993) observaron que la siembra en camas superó 14% al sistema convencional, dicho incremento por presentarse valores más altos en las variables EESP y ALT principalmente. Estadísticamente CAMCON incrementó DE, DM, ALT, REND, BIOM, EPMC, EESP y GPMC, de tal manera que este sistema favoreció las condiciones de producción para que el rendimiento y sus componentes se incrementaran, coincide con Limón et al. (2004) donde mencionan que fisiológicamente con este sistema se logran condiciones más adecuadas para lograr mayor productividad.

El Cuadro 4 muestra que las variedades fueron diferentes estadísticamente (Tukey 5%). En general, la variedad que más destacó en REND fue Rebeca F2000, que coincide con sus características descritas por Villaseñor y Espitia (2000). Es importante resaltar que en la interacción sistema*variedad no hubo significancia estadística, que se puede observar en el Cuadro 5, donde se muestra que Rebeca F2000 prácticamente superó a todas las variedades en los tres sistemas de siembra, y también se puede observar que todas las variedades expresaron mayor rendimiento en CAMCON.

En las Figuras 3, 4 y 5 se ordenaron los rendimientos promedio de las variedades de menor a mayor y se trazaron líneas de tendencia para cada una de ellas por sistema de siembra. Se observa que Rebeca F2000 fue la variedad que mejor respondió en rendimiento en los tres sistemas, seguida de Tlaxcala F2000 y Náhuatl F2000.

CONCLUSIONES

Para los ambientes evaluados, el sistema de siembra en cama aumentó significativamente el rendimiento, destacando el sistema CAMCON con incrementos promedio 38% y que llegaron hasta 62%. El sistema CAMCON incrementó el rendimiento en seis localidades probadas, destacando más en los sitios con menor precipitación. La mayoría de variables relacionadas con el rendimiento de grano respondieron positivamente al sistema CAMCON, debido que ofreció mejores condiciones de humedad.

Las variedades evaluadas no interaccionaron con el sistema de siembra y respondieron positivamente al sistema CAMCON, de tal manera que se puede utilizar en este sistema, desde luego, destacando Rebeca F2000 y Tlaxcala F2000. El sistema de siembra en camas, sobre todo con contras (CAMCON) es una estrategia que permitirá reducir los efectos del déficit hídrico y consecuentemente del cambio climático.

LITERATURA CITADA

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