Área del estudio

La investigación se llevó a cabo en los municipios de Atltzayanca y Huamantla, en el estado de Tlaxcala, México. El municipio de Atltzayanca se localiza entre los 19° 29’ N, y entre los 97° 43’O, con una elevación media de 2600 m de altitud (^{INEGI, 1994}). Por su parte, el municipio de Huamantla se encuentra en las coordenadas 19° 19’ N y 97° 55’ O, con una elevación media de 2500 m de altitud (^{INEGI, 2005}) Figura 1.

Figura 1: Ubicación de los municipios de Atltzayanca y Huamantla en la región Oriente-Huamantla., donde se llevó a cabo el estudio para definir Vulnerabilidad del Maíz de Temporal Frente a la Variabilidad Climática.  

Figure 1: Location of the municipalities of Atltzayanca and Huamantla in the Oriente-Huamantla region., where the study to define the Rainfed Maize Vulnerability to Climate Variability was conducted. 

Diseño y análisis de datos

Se utilizó la técnica de investigación mixta para lograr una combinación donde los datos obtenidos cuantitativamente se complementen con la información obtenida cualitativamente en campo para llegar a un entendimiento del problema y validar la hipótesis (^{Hernández-Sampieri, Fernández y Baptista, 2014}). Se utilizaron los enfoques descriptivo, correlacional y explicativo. El diseño es no experimental, transversal y retrospectivo. Se considera no experimental porque no se manipulan las variables, sino que se observan y analizan en su contexto natural, tal como se presentan en la realidad. Los cuestionarios aluden a un momento transversal, ya que la recolección de datos se realizó en un momento específico, lo que permitió capturar una fotografía de la situación actual. Es retrospectivo porque se analizaron datos climáticos y de rendimiento históricos (^{Hernández-Sampieri et al., 2014}).

Análisis agrícola

Para la obtención de datos de producción agrícola se utilizó la base de datos del Sistema de Información Agropecuaria de Consulta (SIACON-NG) (^{SIAP, 2023}). El cultivo seleccionado fue maíz de grano cada año agrícola. La variable con la que se trabajó fue rendimiento de grano en toneladas por hectárea (Mg ha^-1) del periodo 1992 a 2022 en ambos municipios. A partir de los datos obtenidos, se elaboraron tablas descriptivas para organizar y visualizar la información por año. Posteriormente, se elaboraron gráficos para visualizar los patrones de rendimiento e identificar los años con rendimientos altos, normales y bajos. Para esta clasificación, se calculó el promedio () histórico de rendimiento y su desviación estándar (s); se establecieron tres rangos: rendimientos altos ( + s), rendimientos normales dentro del rango del ( ± s) y rendimientos bajos ( - s).

Análisis climático

Las variables seleccionadas fueron la precipitación total anual, medida en milímetros (mm), y la temperatura mínima anual promedio, expresada en grados Celsius (°C), durante el periodo de 1980 a 2021, ya que las bases de datos a partir de 2022 se omitieron debido a vacíos de información que comprometen la precisión y confiabilidad de los resultados. Por ello, el análisis se extendió hasta 2021 para garantizar la homogeneidad de la información (^{CONAGUA, 2024}).

Para los años incompletos que presenta el municipio de Atltzayanca, correspondientes a 1980 a 1984 y 2020, se aplicó el método de estimación de datos faltantes con base en el cuadrado inverso de la distancia, también conocido como el método de U.S. National Weather Service (WS) que según ^{Gallegos-Cedillo, Arteaga, Vázquez y Juárez (2015)}, es el más utilizado en investigaciones hidrológicas y geográficas. Los datos faltantes correspondieron a algunos meses específicos y el porcentaje de datos interpolados representó el 5.4% del total del periodo estudiado, una cifra considerada aceptable para mantener la precisión del análisis climático (^{WMO, 1992}), representado en la ecuación 1.

Donde: P _x = dato perdido en la estación x, P _i = dato existente en la estación auxiliar ἱ, para lo cual ἱ = 1, 2… n para el mismo día, w = peso asignado a cada estación auxiliar y se calcula con la ecuación 2.

Donde D _i = distancia entre cada estación circundante auxiliar y la estación x en la que se presenta el dato perdido.

Se recomienda utilizar cuatro estaciones auxiliares, de preferencia las más cercanas, de modo que cada una quede localizada en uno de los cuadrantes que definen los ejes coordenados que pasan por la estación incompleta, generalmente norte-sur y oriente-poniente.

Para el municipio de Atltzayanca la estación meteorológica seleccionada tiene la clave 29 151 (19.315833° N y -97.911111° O). Los años faltantes se obtuvieron de la estimación de los datos de las estaciones ubicadas en los municipios de Terrenate con las claves de estaciones 29 053 y 29 051, El Carmen Tequexquitla con la clave 29 007, Cuapiaxtla con clave 29 005 y Huamantla con clave 29 011. Para el municipio de Huamantla la estación meteorológica seleccionada tiene la clave 29 011 (19.315833° N y -97.911111° O).

Con los datos climáticos se procedió a la construcción de gráficos que permitieron identificar patrones anuales de precipitación y temperatura mínima. En el caso de la temperatura mínima, se observaron días en los que se registraron 0 °C o menos, considerando estos eventos como heladas. Posteriormente, se calculó el número total de heladas por año, y se clasificaron los años en tres categorías: alta frecuencia de heladas ( + s), frecuencia normal (dentro del rango del ( ± s) y baja frecuencia ( - s). En cuanto a la precipitación, se analizó la suma total anual para su clasificación en alta, media y baja. Esto permitió establecer una tipología de años según su comportamiento climático, útil para el análisis de sus posibles efectos sobre el rendimiento.

Evaluación de riesgo

Con la obtención de los datos de rendimiento y de clima, se realizó la evaluación de riesgo mediante la metodología de ^{Wilks (1995)}, que desarrolla una matriz que describe la relación entre impacto y amenaza. La vulnerabilidad se estableció en función de la relación entre el impacto expresado en niveles de rendimiento Mg ha^-1 (bajo, medio o alto) y la amenaza, entendida como la ocurrencia de eventos climáticos extremos, tanto en términos de precipitación (lluvias intensas, normales y sequías) como de heladas (alta, expresado en niveles de rendimiento Mg ha^-1 (bajo, medio o alto), y la amenaza, entendida como la ocurrencia de eventos climáticos extremos, tanto en términos de precipitación (lluvias intensas, normales y sequías) como de heladas (de alta, media o baja frecuencia).

El riesgo se estimó en términos de probabilidad condicional, definida como la probabilidad de que un evento E1 ocurra cuando sabemos que un evento E2 ocurrió u ocurrirá y lo denotamos por Pr (E1|E2). Formalmente, la probabilidad condicional es definida en términos de la intersección del evento de interés (E1) y el evento condicional (E1).

Se considera que, dada la situación de que se presente un peligro o condición de amenaza ([A₁], [A₂] ó [A₃]) los impactos que pueden corresponder a la vulnerabilidad son obtener rendimientos bajos, medios o altos ([B₁], [B₂] ó [B₃]). Por lo tanto, los elementos R (A, B) representan los valores de la probabilidad de riesgo de obtener rendimientos bajos, medios o altos cuando se presenta una condición climática extrema como se presenta en el Cuadro 1.

Encuesta

Se utilizó como instrumento un cuestionario semiabierto; la estructura se elaboró con base en la operacionalización de las variables centrales del estudio: maíz de temporal y variabilidad climática. La variable maíz de temporal se desglosó en dos dimensiones principales: cultivo y problemas asociados. Por otro lado, la variabilidad climática se dividió en dos dimensiones: heladas y bajas precipitaciones. El principal indicador utilizado para esta última variable fue el nivel de daño reportado en los cultivos como consecuencia directa de dichos eventos. Para la aplicación del cuestionario se optó por el muestreo dirigido o intencional, una técnica que permite a los investigadores seleccionar casos muy específicos, eligiendo a los participantes en función de su conocimiento y experiencia, con el fin de proporcionar datos relevantes para el estudio. Se eligieron participantes inmersos en contextos relevantes y capaces de ofrecer experiencias personales. No existe un número exacto de participantes, y la cantidad puede ser flexible (^{Teddlie y Yu, 2007}; ^{Denzin y Lincoln, 2011}; ^{Creswell, 2014}; ^{Patton, 2015} y ^{Flick, 2018}). Se aplicaron 126 cuestionarios en el municipio de Atltzayanca y 56 en Huamantla a campesinos que cultivan maíz de temporal.

El número de encuestas aplicadas no siguió la proporción del volumen de producción municipal, debido a que la estrategia de muestreo fue intencional, priorizando la disponibilidad y accesibilidad de productores con experiencia directa en eventos climáticos extremos. En Atltzayanca se encontró una mayor concentración de productores dispuestos a participar, lo que permitió aplicar más cuestionarios sin comprometer la calidad de la información. En Huamantla, la dispersión geográfica y menor disponibilidad inmediata de productores condicionó un número menor de encuestas.

Entrevista

Las entrevistas se llevaron a cabo en ambos municipios y fueron grupales. Para ello, se contactó a los comisariados ejidales, a quienes se les explicó el objetivo del estudio, lo cual permitió un primer acercamiento para identificar los problemas más recurrentes en la producción de temporal. A partir de esta interacción, se elaboró una guía semi estructurada con la cual se profundizó en el conocimiento de los principales retos climáticos que enfrentan los campesinos al cultivar maíz de temporal. Cabe destacar que se dio libertad a los participantes para expresar otras problemáticas no necesariamente relacionadas con la variabilidad climática, pero que también inciden en el desarrollo del cultivo.

Análisis del rendimiento

La Figura 2a, b ilustran los rendimientos altos, medios y bajos de maíz en el periodo de análisis. El 2005 fue un año crítico al presentar el rendimiento más bajo en Huamantla y Atltzayanca con 0.60 Mg ha^-1 y 0.40 Mg ha^-1, respectivamente. Los bajos rendimientos se atribuyen a las condiciones climáticas extremas, pues de acuerdo con la Organización Meteorológica Mundial (^{OMM, 2006}), en su declaración sobre el estado del clima en 2005, este año fue uno de los más cálidos jamás registrados desde 1850, con una temperatura media global superficial que superó la media anual de 14 grados centígrados.

Figura 2: N a) Caracterización del rendimiento de maíz en Huamantla. b) Caracterización del rendimiento de maíz en Atltzayanca. 

Figure 2: N a) Characterization of maize yield in Huamantla. b) Characterization of maize yield in Atltzayanca. 

El año 2005 estuvo marcado por eventos meteorológicos extremos que tuvieron consecuencias devastadoras a nivel mundial. La temporada de huracanes de 2005 fue particularmente intensa, destaca la formación de algunos de los ciclones tropicales más destructivos jamás documentados, como el huracán Stan, cuyas lluvias torrenciales provocaron inundaciones y deslizamientos de tierra en México, Nicaragua, Honduras y El Salvador.

En un estudio desarrollado por ^{Corte-Cruz y Carrillo (2018)} se identificó que, a nivel nacional, la producción de maíz registró una tasa de crecimiento negativa cercana al -8%. Este decrecimiento en la producción nacional de maíz refuerza la evidencia de que el año 2005 fue un periodo especialmente desfavorable para el maíz de temporal.

Análisis del Clima

Precipitación

El análisis del comportamiento de la precipitación en la Figura 3a, b muestran los años clasificados en tres categorías, con exceso de lluvia, normales y bajos. Ambos municipios registraron ocho años con condiciones de baja precipitación durante el periodo analizado; sin embargo, en Atltzayanca todos los años con sequía son más drásticos con lluvias menores a 424 mm, en cambio, en Huamantla todos los años con precipitación baja tienen lluvias mayores a 435 mm.

Figura 3: Precipitación del periodo 1980-2021. a) Caracterización de los años secos y húmedos en Huamantla. b). Caracterización de los años secos y húmedos en Atltzayanca.  

Figure 3: Precipitation during the period 1980-2021. a) Characterization of dry and wet years in Huamantla. b) Characterization of dry and wet years in Atltzayanca. 

Los resultados mostraron una relación entre las sequías y los bajos rendimientos de maíz en los años 1993 en Huamantla y 1998 en Atltzayanca; sin embargo, ninguno tuvo un impacto tan pronunciado en sus rendimientos como el de 2005, año que fue clasificado como el segundo más cálido registrado por la (^{OMM, 2006}).

Estudios como el de ^{Rincón-Tuexi et al. (2006)} señalan que las altas temperaturas especialmente cuando coinciden con periodos de baja precipitación pueden elevar las pérdidas en la biomasa del maíz, reduciendo hasta en un 66% el desarrollo de la mazorca, especialmente cuando el calor coincide con etapas críticas del ciclo fenológico como la floración y el llenado de grano.

Aunque 2005 registró una elevada actividad de huracanes a nivel nacional, los datos climáticos locales indican que, en la región de estudio, las lluvias fueron insuficientes durante las fases críticas del cultivo, lo que generó condiciones de estrés hídrico. Paralelamente, se observaron temperaturas más altas de lo habitual, que afectaron procesos fisiológicos relevantes como la fotosíntesis, la polinización y el llenado del grano. La coincidencia de baja disponibilidad de humedad y temperaturas elevadas produjo un efecto combinado que derivó en una disminución notable del rendimiento del maíz en ambos municipios.

Heladas

La Figura 4a, b presentan la frecuencia alta media y baja de los eventos de heladas. En Huamantla, se observa que en todo el periodo analizado hay presencia de heladas, con nueve años donde hubo entre 91-135 días. En contraste Atltzayanca muestra dos años sin heladas, y en los años donde se presenta este evento el número de días va de los 58-103.

Figura 4: Heladas del periodo 1980-2021. a) Caracterización del número de heladas en Huamantla. b) Caracterización del número de heladas en Atltzayanca. 

Figure 4: Frost events during the 1980-2021 period. a) Characterization of the number of frost events in Huamantla. b) Characterization of the number of frost events in Atltzayanca. 

Al comparar estos resultados con los rendimientos, se observa una relación en ciertos años. En Huamantla, en los años 1993 y 1999 coincide la alta frecuencia de heladas con los bajos rendimientos de maíz. Además, el año 1993 también se clasificó como seco, lo que indica un efecto acumulado de ambos factores climáticos.

En Atltzayanca los años con alta frecuencia de heladas no coinciden con los de bajos rendimientos. Un caso particular es el año 2011, en el que según ^{Lazos-Chavero (2014)} una helada severa provocó la pérdida del 50% de la superficie cultivada con maíz en el estado de Tlaxcala, lo que redujo la producción estatal a solo 130 000 toneladas. No obstante, aunque en ese año no se registraron rendimientos bajos en ninguno de los dos municipios analizados, Atltzayanca sí registró una alta incidencia de heladas.

Evaluación de riesgo

El Cuadro 2 muestra los resultados de la evaluación de riesgo, se observa que Huamantla presenta mayor vulnerabilidad, con una probabilidad del 20% de obtener rendimientos medios ante la baja precipitación, mientras que Atltzayanca no presenta vulnerabilidad, mediante el trabajo aquí desarrollado, pues tiene un 75% de probabilidad de obtener rendimientos altos frente a las heladas.

En cuanto a la baja precipitación, Huamantla muestra una mayor vulnerabilidad, mientras que en Atltzayanca, donde la cantidad de lluvia es menor, el cultivo de maíz mostró una mayor capacidad de adaptación.

La selección natural y artificial ha favorecido genes y combinaciones epistáticas que le permiten al maíz prosperar en entornos desafiantes. En este sentido, ^{Ruiz-Corral et al. (2013)} señalan que una de las formas más prometedoras para fortalecer la adaptación de los cultivos es la identificación de regiones específicas del genoma que contienen genes o segmentos de ADN responsables de dichas respuestas adaptativas. Los autores proponen estrategias adicionales, como la creación de nuevas poblaciones y patrones heteróticos a partir de germoplasma nativo, empleando criterios de selección específicos.

Estos criterios incluyen la incorporación de genes asociados a la tolerancia de estos eventos climáticos, así como la mejora de características agronómicas clave, entre ellas la resistencia, la eficiencia fotosintética bajo temperaturas diurnas elevadas y la reducción de la respiración nocturna. En conjunto, estos factores pueden influir de manera decisiva en la capacidad de las distintas regiones para sostener o mejorar los rendimientos del maíz en escenarios climáticos cada vez más inciertos.

Análisis de las encuestas

Las principales variables obtenidas del análisis se agruparon según el tipo de impacto que generan, al cultivo, al ambiente y al campesino, como señala la Figura 5a, b. Se identificaron diversos factores que hacen vulnerable la agricultura del maíz, entre ellos la sequía, principal problema climático.

Figura 5: Factores con mayor impacto en la producción agrícola de temporal. a) Datos obtenidos en Huamantla. b) Datos obtenidos en Atltzayanca.  

Figure 5: Factors with the greatest impact on rainfed agricultural production. a) Data collected in Huamantla. b) Data collected in Atltzayanca. 

De acuerdo con ^{Orozco-Bolaños, Hernández, García y Suárez (2019)}, los productores del estado enfrentan diversos desafíos que coinciden con los hallazgos de este estudio, como el envejecimiento de la población rural, pues un gran porcentaje de los productores es adulto mayor. Esta situación refleja un problema estructural vinculado a la falta de transición generacional, que pone en peligro la continuidad de la producción agrícola.

La migración de las nuevas generaciones hacia entornos urbanos y actividades ajenas al campo contribuye a interrumpir la transmisión intergeneracional del conocimiento campesino. Además, se encontró que la sequía es el principal desafío climático, por lo que tiene un impacto devastador en la producción. De igual forma, el bajo nivel educativo y la falta de capacitación técnica impiden la implementación de prácticas agrícolas.

Lazos-Chavero (2014) menciona la fuerte dependencia de productos químicos para el control de plagas sugiriendo una agricultura moderna inducida por el agronegocio, lo cual, también se refleja en la información recabada en este trabajo. Este proceso ha generado una desterritorialización que vuelve a los campesinos codependientes de los agroquímicos y la maquinaria pesada. Esta dependencia deteriora el ambiente y representa una carga económica considerable para los campesinos, quienes enfrentan costos elevados de insumos, renta de maquinaria y mantenimiento de sus cultivos.

^{Running (2012)}, señala que el uso de fertilizantes sintéticos ha aumentado en un 500% en los últimos cincuenta años como respuesta a la degradación del suelo. Este incremento ha contribuido a la pérdida de fertilidad de la tierra y ha contaminado los cuerpos de agua, provocando la proliferación de algas y la muerte de peces. Además, el uso intensivo de agroquímicos ha afectado a los polinizadores esenciales para el equilibrio ecológico. Por su parte, la maquinaria agrícola ha favorecido la compactación del suelo y el deterioro de su estructura.

Otros aspectos clave para comprender el contexto en el que se desarrolla la agricultura de temporal en la región de estudio, se observan en la Figura 6. Se encontró que los campesinos han sembrado maíz, principalmente, durante un periodo de entre 30 y 59 años en ambos municipios. En Atltzayanca hay una tendencia a sembrar también otros cultivos como calabaza y frijol, lo que coincide con una mayor proporción de chapulín como plaga con respecto a Huamantla.

Figura 6: Panorama agrícola de los productores de maíz de temporal en Huamantla y Atltzayanca, Tlaxcala. 1) rango de edad predominante, 2) principales cultivos asociados, 3) rendimiento promedio (Mg ha^-1) y 4) principal plaga reportada. Datos obtenidos mediante encuesta aplicada en 2025.  

Figure 6: Agricultural overview of rainfed maize producers in Huamantla and Atltzayanca, Tlaxcala. 1) Predominant age range, 2) Main associated crops, 3) Average yield (Mg ha^-1), and 4) Main reported pest. Data obtained through a survey conducted in 2025. 

Entrevista

En los municipios de Huamantla y Atltzayanca, los campesinos que cultivan maíz de temporal enfrentan una serie de problemáticas que han afectado la productividad agrícola. El problema más recurrente en los dos municipios es la baja precipitación, que en los últimos años ha intensificado su impacto, alterando el calendario de lluvias y la fecha de siembra. Hasta hace 20 años, la siembra se iniciaba entre marzo y abril, pero ahora se ha desplazado a junio o incluso a julio. Ante este desplazamiento de las fechas de siembra, se requieren variedades de ciclo corto, que completen su ciclo productivo antes de las primeras heladas y dentro de la humedad disponible por el temporal de lluvias.

Aunque el uso de variedades de ciclo corto es una solución, constituye una contradicción debido a su menor potencial productivo. De igual manera, se ha observado un aumento en las temperaturas, lo que afecta a la producción de maíz por la mayor demanda evapotranspirativa del ambiente. Además, los productores señalaron que esta drástica caída en los rendimientos ocurrió en los últimos cuatro a cinco años, coincidiendo con la disminución de la precipitación, el aumento de las temperaturas y la mayor presencia de plagas, condiciones que limitaron el desarrollo del cultivo. Esta pérdida ha sido atribuida tanto a los factores climáticos como a las plagas y la baja fertilidad del suelo.

Los cambios climáticos han incrementado la incidencia y la severidad de las plagas más comunes como el chapulín, el gusano cogollero, el picudo, el fraile, la gallina ciega, las tusas y el gorgojo. Los campesinos reportan que los altos costos de los insumos representan una de sus principales problemáticas, ya que estos aumentan constantemente mientras que la rentabilidad de la agricultura disminuye.

En la comunidad de Ignacio Zaragoza del municipio de Huamantla, se ha detectado un problema reciente de pudrición del maíz ya almacenado; los entrevistados lo relacionan con el aumento de la temperatura o con algún hongo, aunque no se cuenta con pruebas de laboratorio al respecto. Este problema no fue reportado en Atltzayanca. Otro elemento común es la falta de apoyo técnico e institucional. En ambos municipios, los campesinos afirman no haber recibido asistencia técnica para enfrentar los efectos del cambio climático. A pesar de todos estos retos, la siembra de maíz continúa.

Con base en los datos obtenidos mediante cuestionarios y entrevistas, se presentan algunas similitudes y diferencias en la información. Tanto el cuestionario como las entrevistas coinciden en que las bajas precipitaciones son el principal desafío climático; aunque también reviste importancia para la producción, la inexistente capacitación técnica y los altos costos de los insumos.

Hay diferencias importantes en otros temas, por ejemplo, en el rendimiento del maíz de temporal, los cuestionarios indican que la mayoría de los productores obtienen rendimientos moderados, con un promedio general de 2.25 Mg ha^-1, mientras que en las entrevistas se mencionó una producción mucho más baja de 400 a 600 kg ha^-1 lo cual coincide con lo reportado por ^{Orozco-Bolaños et al. (2019)}, quienes mencionan rendimientos excepcionalmente bajos incluyendo valores mínimos como 93 kg ha^-1, hasta un máximo de 660 kg ha^-1, registrados únicamente bajo condiciones de eventos climáticos extremos mencionando que, de 39 municipios, 56% de ellos son los más vulnerables a las variaciones climáticas.

De manera similar a los resultados de este estudio, ^{Orozco-Hernández y López (2007)} encontraron que los campesinos enfrentan problemas que afectan su agricultura, como la variabilidad climática, el ataque de plagas, el deterioro del suelo, la limitada capacitación y los altos precios de los insumos. Estas condiciones han afectado directamente la producción y, por ende, sus condiciones de vida, lo que los ha convertido en un sector muy vulnerable y sujeto a políticas externas. Las condiciones que viven los campesinos los han llevado a adoptar múltiples estrategias, como negociar con la tierra, cambiar de cultivo, adoptar nuevas tecnologías, entre otras. Todas y cada una de estas son apoyadas por un proceso racional de decisiones cuyo objetivo es y será la supervivencia.