ARTÍCULOS ORIGINALES

Nivel crítico del agua en el suelo para decidir la siembra en agricultura de zonas áridas (con 4 figuras y 1 tabla)

López-Martínez José Dimas¹, Enrique Salazar-Sosa¹, Cirilo Vázquez-Vázquez¹, Rafael Figueroa-Viramontes¹, Salvador Berumen-Padilla¹, Enrique Martinez-Rubin²

¹Universidad Juárez del Estado de Durango, Facultad de Agricultura y Zootecnia, División de Estudios de Postgrado, Apartado Postal 142, CP 35000. Gómez Palacio, Durango, México. E-mail; jose_dimaslopez@hotmail.com.
²Instituto Tecnológico Agropecuario No. 10, Centro de Investigación y Graduados Agropecuarios, Km 7.5 Carretera Torreón-San Pedro, Apartado Postal 3-F, CP 27000. Torreón, Coahuila, México.

Recibido 04.V.2004: aceptado 15.VI.2004

Abstract. Taking under consideration that potential evapotranspiration normally exceeds the growing season rainfall and that a water shortage can occur unless a reserve of soil water is stored before the crop is planted, it can be concluded that the amount of stored soil water at sowing time is a critical factor in the success of dryland cropping systems. The main aim of this investigation was to know if interaction c² test is a valuable tool, when taking into account stored soil (0-60 cm depth) water at sowing time and maize grain yield, in making decision for sowing or not sowing at a given time. Data on the amount of soil water at sowing time and maize grain yield from four experiments carried out during 2001 and 2002 at the Ejido Francisco Villa, Lerdo, Durango, Mexico were used to run the interaction c² tests. For a minimum maize yield of 1000 kg ha^-1, the following level of stored soil water was defined as critical: 8.34 cm for cv. 'Blanco Hualauises' and cv. 'H-412'. The interaction c² test is a good tool to determine soil water critical levels at the sowing time of corn to ensure success in the present dryland cropping system.

Keywords: Genotypes, interaction c² test, grain yield

   La relación entre el rendimiento de maíz y las variables de clima, temperatura y precipitación, han sido estudiadas desde principios del siglo XX. Expresar las relaciones entre variables del clima y rendimiento, matemáticamente es difícil, debido a que las interacciones de varios factores climáticosy la duración del efecto del factor climático en relación a los procesos fisiológicos de las plantas complica grandemente cualquier ecuación. Sin embargo, Runge & Odell (8), encontraron que los rendimientos en maíz son afectados marcadamente por la lluvia que precede a la antesis, y por las temperaturas máximas durante dicha etapa fenológica. Esto último probablemente incluye efectos de humedad intercorrelacionados, las temperaturas altas generalmente se asocian con poca lluvia y viceversa.
   La lluvia impredecible, es un factor de suma importancia en los cultivos de secano. Los altos rendimientos se asocian a la lluvia normal que ocurre antes de la estación de crecimiento (10), y con la lluvia de ese período o con la del mes de iniciación de la etapa reproductiva (4). Quizás esos sean aspectos evidentemente importantes en la determinación de los rendimientos, pero la cantidad deagua almacenada en el suelo y disponible para las plantas es crítica para asegurar el éxito del sistema de producción.
   Considerando que la evapotranspiración potencial generalmente excede a la lluvia que se presenta durante la estación de crecimiento y que alguna anomalía negativa puede ocurrir, es concluyente que la cantidad de agua almacenada en el suelo al momento de la siembra es un factor crítico en los cultivos de secano (2).
   En este contexto, Goos et al; Nix y Fitz, Patrick y Villalpando (1,5,11) consignaron que el agua almacenada en el suelo y disponible para las plantas es mejor parámetro que la lluvia cuando se usan como predictores de éxito o fracaso del cultivo. Por consiguiente, este factor debe involucrarse en las tomas de decisión. Se han reportado resultados que sugieren que la información de cantidad de agua almacenada en el suelo, analizada mediante pruebas de c² provee lineamientos fáciles de interpretar para tomar la decisión de re-sembrar, o no trigo en North Dakota.
   El objetivo principal en esta investigación fue determinar si la prueba de c² es una herramienta valiosa, al tomar en cuenta la cantidad de agua almacenada en el suelo a una profundidad de 60 cm en un determinado momento, para tomar la decisión de sembrar o no con base en un rendimiento mínimo de 1000 kg ha^-1 de maíz.

MATERIALES Y METODOS

   Sitio de estudio. Los datos analizados en esta investigación provienen de un sitio experimental del Ejido Francisco Villa, Lerdo, Durango, México (20º40'40" Norte y 103º21'00" Oeste, a 1110 m snm), el cual se localiza dentro de la 'Comarca Lagunera' y de la Región Hidrológica Nº 36, donde los cultivos predominantes son maíz (47.7%) y frijol (35%), representando el 82.7% de la superficie cultivada del área en la cual se practica la agricultura de secano (12). El clima del área es seco, con lluvias escasas durante el año y con una lluvia anual de 240 mm.
   El período en el que se presenta el 70% de las lluvias comprende de mayo a octubre. La temperatura media anual es de 20.7 ºC, sin embargo, de mayo a agosto asciende hasta cerca de los 40 ºC, lo cual induce alta evapotranspiración y, por lo tanto, agobio hídrico en los cultivos. El tipo de suelo predominante es Xerosol háplico, como el del sitio experimental. Predominan los de texturas medias, con niveles de carbono orgánico menor al 1%.
   Conducción del Experimento. Durante las estaciones de crecimiento de 2001 y 2002 se realizaron cuatro experimentos. Cada uno abarcó un genotipo: 'Blanco Hualauises' o 'H-412'. Los dos genotipos se cultivaron en cada año. Cada experimento consistió de 24 parcelas de 56 m² (5.6 X 10 m) cada una, distribuídas al azar en 1.5 ha. La distribución se realizó de tal manera que abarcara un rango amplio de condición de humedad inicial (i.e. al momento de la siembra) en el suelo superficial.
   La densidad aparente en cada espesor edáfico de 30 cm (0-30 y 30-60 cm) se estimó mediante la extracción de muestras inalteradas de volumen conocido (50 mm de diámetro y 25 mm de profundidad). La humedad de suelo en cada estrato y en cada parcela se estimó gravimétricamente. Las fechas de siembra fueron 18 de septiembre y 23 de agosto en 2001 y 2002, la densidad de siembra fue de 12 kg ha^-1, en surcos separados por 80 cm y una distancia entre plantas de 20 cm.
   La fertilización consistió en aplicar 80 kg N ha^-1 y 17.48 kg P ha^-1 al momento de la siembra en todas las parcelas. La cosecha se realizó manualmente considerando los cinco surcos centrales (40 m²) de los siete que conformaban cada parcela.
   Variables evaluadas y análisis estadístico. Los datos de humedad y de rendimiento de los cuatro experimentos se usaron para realizar las pruebas de interaccción c² (9) tomando un rendimiento de 1000 kg ha^-1 como referencia entre éxito y fracaso. Ese rendimiento se considera porque es el promedio regional en las condiciones de agricultura de secano. Esta técnica estadísticaha sido usada por Keisling y Mullinex (3) para evaluar valores de suficiencia o toxicidad en micronutrimentos, ypor Goos et al. (1) para determinar la posibilidad de resiembra para producción de trigo en North Dakota.

RESULTADOS Y DISCUSION

   Los rendimientos de maíz y los contenidos de humedad del suelo al momento de la siembra (CHSS) variaron entre parcelas lo cual fue deseable. En ambos años, la lluvia fue menor que la normal de 240 mm: 182.6 y 118.5 mm en el año y en la estación de crecimiento, respectivamente, en 1995; y 145.6 y 95 mm en el año y en la estación de crecimiento, respectivamente, en 2001 y 2002 (Fig. 1 y 2).

   En algunas parcelas no se obtuvo rendimiento debido a la falta de humedad para el cultivo. Sólo se registraron ambas variables en 20 y 19 parcelas para los experimentos con 'Blanco Hualauises' y 'H-412', en 2001; y en 23 parcelas en 2002 (Cuadro 1); de manera que en total se consideraron 85 observaciones en los análisis. De esas 85 observaciones, 87% de los rendimientos son mayores a 1000 kg ha^-1 y 13% son menores (Figura 3).

   En general, la situación fue mejor en 2002 que en 2001, debido a mayor humedad. Rendimientos superiores a 1000 kg ha^-1, se atribuyen a que se precipitaron 80 mm en los primeros 45 días de la estación de crecimiento, mientras que en 2001 fue de 50.6 mm. Lo anterior, coincide con Jordan; Qui y Redman (2, 7) quienes mencionan el efecto negativo de la humedad sobre el desarrollo del cultivo. Pierre et al. (6) mencionan que las plantas que crecen en ambientes secos son más eficientes en el uso del agua y por ende sufren menos pérdidas en rendimiento. A esto se debe que los genotipos aquí estudiados llegaran a producir granos en condiciones limitadas de humedad.
   En la Figura 4 se aprecian los resultados de las pruebas de c² tomando como referencia 1000 kg ha^-1 como un nivel arbitrario para separar éxitos y fracasos. Es interesante destacar que la referencia es definida por una c²= 3.84 (valor de c² con 1 g. l. a p=0.05; línea horizontal con guiones en la Fig. 1).

   Así pues, la intersección izquierda, entre ambas líneas, identifica un nivel crítico de agua almacenada en el suelo de 6.4 cm, de manera que a contenidos menores a dicho nivel los fracasos predominan. Por el contrario, la intersección derecha, identifica un nivel crítico de contenido de agua en el suelo de 8.34 cm, que indica que sobre él predominan los éxitos. Teóricamente, la zona entre ambos niveles es la zona más probable de traslape asociada a igual número de éxitos y fracasos.
   Los resultados indican que a un nivel de agua de > 8.34 cm, 91.5% de las observaciones son éxitos; cuando el suelo alcanza ese nivel de humedad, se debe sembrar con un riesgo mínimo de obtener un rendimiento menor a 1000 kg ha^-1.
   El nivel inferior de la zona más probable de traslape (6.4 cm) coincide con Goos et al. (1), para tomar la decisión de re-sembrar o no trigo en North Dakota, tomando como referencia un rendimiento de 1350 kg ha^-1 como el mínimo aceptable.
   Un análisis en el cual se separaron los genotipos indicó que los rendimientos >1000 kg ha^-1 para 'H-412' están asociados a >7.7 cm de agua almacenada en el suelo al momento de la siembra; mientras que para 'Blanco Hualauises' ese nivel está entre 8.1 y 8.34 cm. Pero, definir las diferencias entre genotipos no fue objetivo de este trabajo de investigación.

CONCLUSIONES

   Se demostró que la prueba de interacción de c², como herramienta para definir niveles críticos es muy útil, y permitió definir que 8.34 cm de agua almacenada en el suelo (0-60 cm) es un nivel crítico para tomar la decisión de sembrar maíz, considerando como referencia un rendimiento mínimo aceptable de 1000 kg ha^-1en el sistema agrícola de secano que se practica en el Ejido Francisco Villa, Lerdo, Durango, México.
   Este nivel puede no dar el resultado esperado en la producción de maíz en otras regiones agrícolas. Por consiguiente se recomienda desarrollar los lineamientos de toma de decisión particulares.

LITERATURA CITADA

1. Goos RJ, BE Johnson, FJ Sobolik, RP Schneider, Stored available soil water and the fallow/recrop decision critical level approach. Soil Sci Soc Am J 48 (1984) 1134         [ Links ]

2. Jordan WR, Whole plant responses to water deficits: An overview, pp. 289-317. In Taylor H M, WR Jordan, TR Sinclair (Eds.). Limitations to efficient water use in crop production. ASA-CSSA-SSSA. Madison, WI. USA (1983)         [ Links ]

3. Keisling TC, B Mullinix, Statistical consideration for evaluating micronutrient tests. Soil Sci Soc Am J 43 (1979) 1181        [ Links ]

4. Lomas J, H Herrera, Weather and rice yield relationships in tropical Costa Rica. Agric or Meteorol 35 (1985) 133        [ Links ]

5. Nix HA, EA FitzPatrick, An index of crop stress related to wheat and grain sorghum yields. Agric Meteorology 6 (1969) 321         [ Links ]

6. Pierre WH, D Kirkham, J Pesek, R Shaw, Plant environment and efficient water use. American Society of Agronomy. Madison, Wisconsin (1965) 268        [ Links ]

7. Qui MQ, RE Redman, Seed germination and seedling survival of C4 and C3 grasses under water stress. J Arid Environments 24 (1993) 277        [ Links ]

8. Runge ECA, RT Odell, The relation between precipitation, temperature and the yield of corn on the Agronomy South Farm, Urbana, Illinois. Agron J 50 (1958) 448         [ Links ]

9. Steel DRG, JH Torrie, Bioestadística: Principios y Procedimientos. Segunda edición. Mc Graw-Hill. México, D. F. (1988) 567         [ Links ]

10. Thompson LM, 1986 Climatic change, wheater variability, and corn production. Agron J 78 (1988) 649        [ Links ]

11. Villalpando JF, Metodología de investigación en agroclimatología. Secretaría de Agricultura y Recursos Hidráulicos. Consejo Directivo de Investigación Agrícola,Pecuaria y Forestal. México, D.F. (1985) 67        [ Links ]

12. Voisin O, I Orona, Agricultura de Temporal, pp. 273-285. In: Estudio de los factores que influencian los escurrimientos y el uso del agua en la Región Hidrológica Nº 36. SARH-inifap-CENID-RASPA. Gómez Palacio, Durango México.        [ Links ]