guías para la elaboración de estudios agroclimáticos de

Guías para la elaboración de estudios agroclimáticos de cultivos (propuesta normativa)

Daniel Francisco Campos Aranda

Universidad Autónoma de San Luis Potosí

Se propone un planteamiento que considera dos tipos de estudios agroclimáticos: preliminares y definitivos. Los primeros están orientados a dar una panorámica de los cultivos factibles en la zona y a definir una serie de parámetros de carácter agroclimático y cálculo sencillo, que ayuda- rán a comprender el proceder de la agricultura actual, o a planear su firme establecimiento y desarrollo. Tales parámetros son evaluados con base en la información promedio mensual y que- dan concentrados para cada estación climatológica utilizada, en su ficha agroclimática propuesta. Los estudios agroclimáticos definitivos se basan en la información climatológica y meteoroló- gica mensual y diaria, procesándose una parte decenal y otra mensualmente; su alcance llega a una definición más exacta del espectro de cultivos posibles, al manejo conjunto de la información histórica fenológica y climática para pronóstico de la producción, y a la formulación de recomendaciones precisas orientadas a optimizar los rendimientos actuales, o bien a garantizar la pro- ducción futura. Esta propuesta incluye conceptos importantes como la aplicación de clacificacio- nes e índices agroclimáticos y las estimaciones de rendimientos potenciales y reales, tanto en temporal como bajo riego.

Palabras clave: agroclimatología, estudios, cultivos, temporal, riego, rendimiento de cultivos, clima.

Introducción Se consideró conveniente describir en detalle los procedimientos básicos no difundidos ampliamente.

Comentarios generales Es necesario que los técnicos de la dependencia oficial realicen los estudios preliminares, como una

El objetivo fundamental de esta propuesta radica en manera directa de comenzar a conocer el potencial actualizar las normas (SARH, para contar con agroclimático de la zona y poder guiar y sobre todo, un documento normativo para el desarrollo uniforme evaluar, sancionar, o ambos, el estudio definitivo, y de mejor nivel técnico de los estudios agroclimáticos cuando éste sea realizado fuera de la institución. de cultivos, lo cual permitirá la difusión,comparación y uso de tales estudios de manera mucho más consis- En la selección de los procedimientos propuestos tente. se tomó en cuenta la confiabilidad que han demostra-

Con respecto a la redacción de esta propuesta, se do por su planteamiento racional y por su sencillez de debe indicar que presenta un enfoque intermedio en- aplicación, así como a la experiencia que con ellos se tre una guía de normas y un manual de procedimien- ha tenido en México, de acuerdo a la literatura consul- tos, ya que describe la parte correspondiente a los es- tada. Sin embargo se considera sumamente importan- tudios preliminares en una forma más detallada que la te verificar experimentalmente las conclusiones plan- porción relativa a los definitivos. Lo anterior obedeció a teadas al final de los estudios definitivos. las siguientes tres razones: Son características importantes de esta propuesta

incluir una amplia bibliografía para apoyo y consulta y Los estudios definitivos deben ser elaborados por presentar un ejemplo numérico real de una ficha agro- expertos en agroclimatología y por lo tanto, los cálcu- climática (ilustraciones y 3), desarrollada con base los y procedimientos en ellos especificados son am- en los datos disponibles en las normales climatológi- pliamente conocidos. cas (SMN, para la estación climatológica Santo

Domingo, del altiplano potosino donde la agricultura diversos (heladas, granizo, vientos), selección de de temporal es de lo más floreciente de dicha región. tiempos de riego, cosecha, secado de frutos, etcé-

tera. Agrometeorología y agroclimatología Evaluación y revisión del proyecto.

Comprende cambios o adiciones al proyecto des- El conocimiento de los recursos climáticos y de las pués de varios años de operación, producto de nue- condiciones ambientales esperadas, proporciona vas tecnologías, experiencias y cambios de condi- guías para las decisiones estratégicas en la planea- ciones sociales, económicas y políticas. ción y operación de los sistemas agrícolas. Por ello, la agrometeorología estudia las interacciones entre los factores meteorológicos e hidrológicos, por una parte, y la agricultura por otra, incluyendo la ganadería y la silvicultura; su objetivo es descubrir y definir tales efectos y entonces aplicar el conocimiento de la atmósfera a la solución de problemas agrícolas de planeación y operación, de modificación del medio ambiente (riego, protección contra heladas, invernaderos, etc.) y de las condiciones climáticas durante el transporte y almacenamiento de las cosechas (WM0,1981).

La agroclimatología, parte importante de la agro- meteorología, tiene como objetivos definir la aptitud agrícola de una región con base en los efectos que tienen los factores y elementos del clima en los cultivos; ayudar en la estimación de los rendimientos y tender a optimizar la producción (OMM,1984).

Etapas de un proyecto agrícola

Robertson 980) ha definido seis etapas progresivas, pero que se traslapan en el desarrrollo de un proyecto agrícola. En cada etapa las principales estimaciones agrometeorológicas son:

* Planeación preliminar.

Estudios agroclimaticos

Las acciones que abarcan las tres primeras etapas de los proyectos agrícolas corresponden al campo de la agroclimatología, las dos siguientes son del dominio de la agrometeorología y la última comprende ambas áreas, por lo tanto, para los estudios agroclimáticos se proponen tres niveles de resultados:

A. Panorama de cultivos. ¿Qué cultivos son factibles en la zona o región?

* B. Potencial agroclimático. Obtención de rendimientos potenciales probables en temporal y bajo riego.

Utiliza combinadamente la información histórica del clima y los rendimientos observados.

Tomando en cuenta las descripciones y plantea- mientos anteriores, se ha considerado conveniente definir dos enfoques de exactitud de los estudios agro- climáticos de cultivos, en el primero denominado preliminar, se analizarán los datos climáticos mensuales disponibles, y en el segundo designado como definitivo, se utiliza información climatológica diaria. Los estudios preliminares abarcan los niveles A y B en forma somera y los definitivos llegan hasta el nivel C, cuya exactitud de resultados es función de la disponibilidad de información climática, fenológica y edafológica.

C. Pronóstico de la producción.

Incluye decisiones sobre el uso del terreno, selec- ción de tipos de cultivos y modelos de cosecha, manejo de tierra y cultivo, definición de medidas de protección ambientales y de control de enfermeda- des de los cultivos.

Implicando la estimación de la productividad soste- nida, su variabilidad y riesgo de falla.

Abarca preparación del terreno, construcción de in- Objetivos fraestructura y accesorios temporales. Descripción general de la zona

Comprende formulación, de acuerdo al clima, de programas de fertilización y control de plagas, arre- glos para créditos, ayudas y subsidios, transporte, almacenamiento y disposición de cosechas.

Implica decisiones sobre las aplicaciones de pesti- cidas y fertilizantes, protección contra fenómenos Resumen y recomendaciones

Planeación de inversiones. Se proponen los siguientes diez capítulos para los estudios agroclimáticos, tanto preliminares como definitivos:

Establecimiento del proyecto.

Manejo del proyecto. Recopilación de información climatológica Clima de la zona y sus consecuencias agrícolas Análisis de las precipitaciones Análisis de la radiación solar y la temperatura Análisis de otros elementos climáticos

Operación del proyecto. Recopilación de información fenológica Modelos agroclimáticos de producción

Estudios agroclimaticos preliminares

Capítulo Objetivos

Primeramente se precisarán los objetivos del estudio y se plantearán las estrategias de solución, desde el tipo de información por recabar en campo, la información climática y meteorológica, su presentación, análisis, etcétera. Hidráulicos.

El estudio agroclimático preliminar estará basado en la información climatológica disponible mensualmente, se apoyará en la cartografía del Instituto Nacional de Estadística Geografía e Informática, INEGI, y en la in- formación agrícola publicada y recopilada durante la primera visita a la zona o sitio del proyecto, la cual se llevará a cabo al término del cuarto capítulo, así como en la información obtenida en la última visita que se realizará antes de formular las recomendaciones.

La finalidad básica de este estudio es obtener una perspectiva climática y de posibilidades de cultivo, evaluando en forma aproximada su potencial agrícola y los riesgos derivados de los fenómenos climáticos adversos, así como verificar o proponer modificaciones a las prácticas culturales actuales, con base en los análisis realizados y sus interpretaciones.

Capítulo Descripción general de la zona

Con base en la cartografía del INEGI se describirán la ubicación geográfica (coordenadas, vias de comuni- cación, etc.) y política de la zona, sus límites, exten- sión y superficies agrícola (riego y temporal), pecuaria, forestal e improductiva. Si la región es extensa se utili- zarán las cartas escala y si no lo es, las cartas escala 000; en ambos casos se consultarán las Síntesis Geográficas de los estados, también del INEGI y los boletines hidrológicos de la Secretaría de Agricultura y Recursos Hidráulicos (hoy día Secretaría de Agricultura, Ganadería y Desarrollo Rural) para describir la orografía, vegetación e hidrología general de la zona.

La información anterior será integrada en un plano o mapa general de la zona o región bajo estudio, así como en una ficha que contenga un resumen, cuya lectura aporte una descripción rápida de la zona del proyecto.

Capítulo Recopilación de información climatológica

Se detectarán todas las estaciones meteorológicas y climatológicas de la zona, sin importar quién las opere, y de acuerdo a la extensión del área estudiada se defi- nirá la o las estaciones base, cuyas características se-

rán representatividad y amplitud de registro. La representatividad será determinada en forma objetiva a tra- vés del criterio de los polígonos de Thiessen (Linsley et al.,1977). En la o las estaciones base se actualizarán los registros mensuales y en las restantes se podrán utilizar las normales climatológicas (SMN,1982), o bien los valores promedio publicados en los boletines cli- matológicos de la Secretaría de Agricultura y Recursos

La simbología que se propone emplear para desig- nar los diferentes datos climáticos y parámetros agro- climáticos se presenta en el cuadro La información recopilada se deberá concentrar en la ficha agrocli- mática propuesta, presentada en la ilustración una para cada estación climatológica o meteorológica utilizada. En realidad tal cuadro de datos y resultados se va completando durante el desarrollo del estudio.

Capítulo Clima de la zona y sus consecuencias

Con base en las Cartas de Climas del INEGI y las que se tienen en el Atlas del medio físico (SPP, 1981) y Atlas del agua (SRH,1976) se definirán y describirán los climas de la zona según sistema de Koppen modificado (García, 1981). Se aplicará la clasificación agro- ecológica de FAO (ONUAA,1981; Ortiz, 1987a; CP, 1988; De la C. Santos et al.,1988; Sánchez et al.,1989) y por último a partir de la ilustración se obtendrá el grupo climático, interpretándose su potencialidad agrí- cola por medio de las descripciones de Papadakis (1980) o Campos(1983).

Es conveniente anexar a los comentarios y conclusiones de este apartado, la información obtenida en campo sobre los cultivos actuales y aquéllos que fueron introducidos y fracasaron, sobre todo si tal situa- ción no se debió al clima.

Capítulo Análisis de las precipitaciones

A partir de los datos de precipitación promedio mensual ( P ) de las estaciones disponibles se elaboran his- togramas para definir el régimen de lluvias y poder construir diagramas ombrotérmicos de Gaussen de acuerdo al criterio propuesto por García et al. para la correspondencia entre la escala de precipita- ción (P,mm) y la de temperaturas medias promedio mensual (Tt,ºC), que es la siguiente:

Régimen de lluvias correspondencia

de invierno: x de verano: W

de verano con de lluvia invernal W(X) abundantes todo el año y con efecto de monzón: f ,m

propuesta

Con base en los cuadernos de Precipitación y probabilidad de la lluvia en la República Mexicana y su evaluación (CETENAL,1973 a disponibles en el INEGI, se determinará la precipitación mensual, cuya probabilidad de excedencia sea del y se desig- nará como precipitación confiable (Pc).

Con apoyo en el Boletín de tormentas máximas observadas y probables en México en horas (SRH,

se obtendrán los valores de precipitación máxi- ma en ese mismo lapso y el periodo de retorno de diez años para la zona en estudio, dato básico en la esti- mación del gasto de diseño de los sistemas de drenaje agrícola superficial (Pizarro, 1978).

Por último, se realizarán comentarios respecto a la ocu- rrencia de rocío, granizo, nieblas y nevadas en la zona, lo anterior con base en la información recabada en campo y a los valores de DR, DG y DN cuadro (SMN, 1982).

Capítulo Análisis de la radiación solar y la temperatura

La radiación solar incidente promedio mensual (Ri), será estimada utilizando los mapas propuestos por Al- manza y López (1978) para la República Mexicana, u otros similares más recientes.

El análisis de heladas se llevará a cabo por medio

del criterio de L. Emberger (MA,1974) y aplicado por Elías y Ruiz el cual utiliza la temperatura promedio de mínimas ( t ) , para definir los cuatro periodos siguientes:

Cuando tes menor o igual a O "C, se tienen heladas continuas (HC). Crecimiento vegetal nulo. Cuando t es mayor de O "C pero menor o igual a

"C, se tienen heladas frecuentes (HF) . Crecimien- to vegetal lento. Cuando t es mayor de "C pero menor de "C, se tienen heladas poco frecuentes (HPF) Cuando t es mayor de "C, el riesgo de heladas es pequeño (de un a un 20%) por ello se designa como periodo libre de heladas (LH).

En la ficha agroclimática se incluyen las fechas extremas de la última helada de primavera y primera del otoño de "C) y con esto se estima el periodo LH. Respecto a la intensidad de las heladas, las temperaturas mensuales t' y t" (ó ti 'y ti", cuando se dispongan), permitirán una valoración cuantitativa (Forteza del Rey, 986).

Con respecto a la integral térmica o acumulación de calor, en el periodo otoño-invierno se deben evaluar los grados-día arriba de "C (temperatura base de los cereales y otros cultivos de invierno), con la idea de estimar las fechas de recolección, partiendo de las fechas de siembra y suponiendo que se cumple la integral térmica (Elías y Ruiz, 1981). Las oscilaciones de temperatura (T menos t ) de los meses de enero y julio, es un índice del grado de continentalidad y por ello debe ser determinada.

En el periodo primavera-verano se realizarán las siguientes tres evaluaciones:

Intervalo medio con temperatura media o ambiente igual o mayor de "C, permite definir el periodo de crecimiento de cultivos de verano no muy exigentes en calor como el maíz. Se evalúan además los grados-día arriba de ºC. Intervalo medio con temperatura media o ambiente igual o mayor de 15ºC, ayuda a caracterizar el periodo de crecimiento de cultivos de verano exigentes en calor como el algodón. Se evalúan los grados-día arriba de ºC.

Intervalo medio con temperatura promedio de má- ximas ( T ) iguales o superiores a "C, lo cual repre- senta la duración media de un golpe de calor. Estas temperaturas elevadas asociadas a vientos secos pueden ocasionar desequilibrios fisiológicos en los cultivos, con la consecuente reducción de los rendimientos, incluso con agua disponible en el suelo (sequía fisiológica).

Por último, se realizará una estimación de las horas- frío (H-F) a través de los métodos de Da Mota y Wein- berger, cuyo promedio, de acuerdo a Calderon (1985) es un indicador bastante apegado a la realidad. El mé- todo de da Mota consiste en aplicar la formula:

efecto atenuador del suelo, conduce a un orden de magnitud de las necesidades de riego en cultivos de invierno o del temprano, sin tener en cuenta la efi- ciencia del riego (Elías y Ruiz, 1981).

El exceso medio anual de la precipitación es obteni- do restando a ésta la ETP en los meses húmedos

y sumando los valores, es un valor límite su- perior pues no considera el agua almacenada y reteni- da por el suelo, pero da idea del orden de magnitud del agua de drenaje y del lavado de los suelos (Elías y Ruiz, 1981). Los cálculos y resultados descritos se concentran en la ficha agroclimática.

Capítulo Recopilación de nformación fenológica

En este apartado se concentrarán, para los cultivos principales, la información recopilada en la primera y segunda visitas a la zona o sitio de estudio, incluyendo principalmente, variedades, fechas de siembra y cosecha, métodos de cultivo, rendimientos máximos, mínimos y promedio, siniestros o daños, enfermeda- des y plagas, transporte, almacenamiento y comercia- lización. Información que será obtenida con los pro- ductores, centros de investigación y cualquier organi- zación que esté involucrada (Hinojosa, 1984).

La información recabada se concentrará en una ficha de producción, cuya lectura conduzca a una rápi- da panorámica de estos tópicos.

en la cual, H-F son las horas-frío mensuales y Tt es la temperatura media mensual (<17ºC) de los meses de noviembre a febrero. El método de Weinberger se ba- sa en la temperatura ambiente promedio de diciembre y enero ( (Ttde), según el siguiente polinomio de ajuste a la curva original:

Capítulo Análisis de otros elementos climáticos

Se completará la ficha agroclimática con las informa- ción promedio mensual disponible de evaporación medida en el tanque clase A y en la humedad relativa. Se estimará la evapotranspiración potencial (ETP) promedio mensual por medio de la fórmula de Hargreaves- Samani (1982):

Capítulo Modelos agroclimáticos de producción

Con base en el criterio desarrollado por Hargreaves se estima la calidad y potencialidad del tem-

poral de la zona, para lo cual inicialmente se evalúan los índices de disponibilidad de humedad (IDH) mensuales, como el cociente de la precipitación confiable (Pc) entre la ETP estimada, entonces si: estando, ETP y Ri'expresadas en mm/d y Tt en grados

Fahrenheit (ºF). Entonces primeramente se transforma la radiación solar incidente (Ri) de langleys/día a mm/d, con base en la expresión siguiente, en la cual Tt está en "C: variando de a muy deficiente

moderadamente deficiente algo deficiente adecuada excesiva

IDH humedad del temporal:

variando de a variando de a variando de a mayor que Se calcula enseguida el déficit medio anual de precipi-

tación, restando a la ETP la precipitación ( P ) en los meses secos P ) y sumando tales diferencias, comenzando en el otoño y terminando en primavera. Tal valor es un déficit climático, pues se ha ignorado el

Para clasificar la productividad de la agricultura de temporal, se propone utilizar la clasificación de Har- greaves

La llamada Función de Producción de Hargreaves expresa en la variable Y el cociente entre el

rendimiento real y el potencial y como variable X el cociente entre la humedad aprovechable real durante la estación de cultivo y la cantidad para la cual la pro- ducción es máxima. La función es la siguiente:

en las cuales, PMA es la precipitación media anual en mm y n es el número de parejas de datos utilizados.

Con base en los valores mensuales de la Pc, del IDH y del periodo de crecimiento (DPC y IPC) estima- dos se puede iniciar la regionalización de cada cultivo y sus variedades, incluyendo revisión y propuesta de sus fechas de siembra y de las otras labores culturales, así como un entendimiento cuantitativo de sus rendimientos observados a través de su comparación con los valores obtenidos para Y (ecuación 5).

Capítulo Resumen y recomendaciones

AI realizar el resumen del estudio agroclimático, se hará referencia a los mapas que deberán dibujarse, de acuerdo a un guión similar al siguiente, el cual obede- ce a la estructura propuesta para las fichas agroclimá- ticas.

Objetivos del estudio

Información climatológica utilizada

Además de la descripción de la información empleada se presentará un mapa de ubicación, límites, vías de comunicación y estaciones climatológicas y meteoro- lógicas de la zona estudiada; incluyendo zona o zonas climáticas según sistema de Koppen modificado.

Factores climáticos hídricos

Entonces al cuantificar para un cultivo, durante su estación de crecimiento, la precipitación confiable, su- marla y dividirla entre la suma de sus ETP se obtendrá una estimación del valor de X, el cual permitirá estimar el rendimiento real Y en o en t/ha si se conoce el máximo de la zona. Aplicaciones de este criterio se pueden consultar en Campos El procedimien- to descrito se debe aplicar a los principales cultivos establecidos o propuestos.

Se entiende por periodo de crecimiento el intervalo en días durante el cual las precipitaciones son superiores a la mitad de la evapotranspiración potencial, más el lapso necesario para evapotranspirar hasta mm de agua almacenada en el suelo. Se excluye del periodo todo intervalo durante el cual, aunque haya agua disponible, las temperaturas ambiente o medias sean demasiado bajas para el crecimiento de los cultivos, es decir, menores de ºC (ONUAA,1981). Lógica- mente el periodo de crecimiento debe quedar dentro del intervalo del periodo libre de heladas o de heladas poco frecuentes. Para una estimación aproximada de la duración del periodo de crecimiento (DPC) y de su inicio (IPC) variando de a se pueden emplear las siguientes fórmulas empíricas Pájaro y Ortiz, 1989):

Precipitación. Se elaborarán dos mapas de preci- pitación anual (mm), uno promedio y otro de la precipitación confiable anual y en los semestres frío (otoño-invierno) y cálido (primavera-verano); se describirán éstos para la zona. Precipitaciones máximas y tormentas. Mapa de precipitación máxima en horas y periodo de retorno años (mm), su descripción para la zona y de las tormentas y fenómenos meteorológicos asociados y adversos (granizo). Déficit y exceso de precipitación. Se dibujarán y describirán para la zona dos mapas de isolíneas de déficit y exceso medios anuales (mm), respec- tivamente. Además se derivarán comentarios de los diagramas ombrotérmicos construidos e inclui- dos en este mapa.

Factores climáticos térmicos

Temperaturas. Mapa de radiación solar incidente (langley/día) y de temperatura ambiente media anual (ºC) y su descripción.

Fechas extremas de heladas. Descripción de ( t ó ti) menor o igual a cero "C de cada año, así como la precipitación, temperarura media y evaporación decenales, entre otros.

Con respecto a las características de los suelos, úni- camente son requeridas la capacidad de campo, el punto de marchitez permanente y las profundidades promedio disponibles, para estimar la capacidad de almacenamiento del suelo y de las láminas de riego a utilizar en los modelos agroclimáticos de producción (capítulo por ejemplo en el desarrollo del índice de

Evapotransportación potencial satisfacción de humedad y en la aplicación de modelos de balance hídrico, bajo temporal o con riegos par-

Mapa de isolíneas de evapotranspiración potencial ciales. Sin embargo, es muy conveniente conocer pro- media anual (mm), estimada por medio del método de piedades específicas como textura, pendiente, pH, Hargreaves-Samani y verificada a través de los regis- salinidad y drenaje, para detectar limitantes a ciertos tros de evaporación del evaporímetro corregidos, cultivos y poder entender los rendimientos reales ob- incluyendo comentarios para la zona. servados.

Tomando en cuenta que este tipo de estudios abar- Información de cultivos can grandes extensiones, es aceptable suponer una

disponibilidad importante de información climática y Resumen. por ello se sugiere, como estrategia mínima admisible,

presentar los datos y sus resultados en tabulaciones Fichas agroclimáticas por conceptos particulares, esto es, con un enfoque

contrario a la ficha agroclimática. Lo anterior permitirá Relación y presentación. visualizar la variación de cada parámetro agroclimáti-

co en el conjunto de estaciones climatológicas y me- De acuerdo a los resultados obtenidos en los incisos teorológicas utilizadas; pudiéndose acomodar éstas

relativos a estimación de rendimientos y pronóstico de por zonas o áreas climáticas homogéneas definidas la producción, así como a la información concentrada dentro de la zona o región estudiada. en los incisos de la guía del resumen, se formularán las Lógicamente, se considera que la mejor estrategia recomendaciones del estudio agroclimático preliminar, de captura y presentación de toda la información reco- estableciéndose perfectamente cómo los objetivos pilada será a través de los Sistemas de Información propuestos fueron alcanzados, o lo serán al profundi- Geográfica, GIS, los cuales permiten además proce- zar en el estudio agroclimático definitivo, o bien, al ge- sarla y presentarla de una manera sintética; haciendo nerar mayor información climática, meteorológica y/o muy fácil su transmisión y manejo. fenológica.

En las recomendaciones, se tiene que establecer la lista más completa de los cultivos que pueden ser pro- misorios, épocas de siembra y cosecha, así como otras prácticas culturales que deban cambiar o modi- ficarse, aún ligeramente, etcétera.

acuerdo a la información obtenida en la zona y al método de Emberger. Periodo libre de heladas. Mapa de isolíneas de duración (días) del periodo libre de heladas, su descripción y comentarios para la zona. Acumulación de calor y horas-frío. Resultados obtenidos, observaciones y consecuencias agríco- las.

Capítulo Objetivos

Estos estudios pueden tener, lógicamente, objetivos y enfoques mucho más variados que aquéllos de los estudios preliminares, incluso pueden concretarse a proporcionar una panorámica general del clima y la producción agrícola actual o futura.

Por lo anterior, resulta conveniente en lugar de citar una larga lista de objetivos específicos, se indique como objetivo general de todo estudio agroclimático definitivo, la cuantificación de los parámetros climáti- cos de apoyo para planear y diseñar la estrategia agrí- cola, con todas las variantes y enfoques que se pueden presentar según disponibilidad de datos, problemas acontecidos, influencias económicas, políticas, sociales e incluso técnicas.

Estudios agroclimáticos definitivos

Aspectos particulares

En estos estudios es necesaria la información climato- lógica a nivel mensual e incluso diaria y la de otros valores climáticos característicos, como por ejemplo: la temperatura promedio mensual de mínimas extremas (t´) las fechas de heladas extremas definidas como la última y primera temperatura mínima diaria

Capítulo Descripción general de la zona

Los tópicos citados en el capítulo de los estudios agroclimáticos preliminares deberán ser abordados y descritos con mayor acuciosidad, incluyendo ahora hidrografía, geología, suelos, fauna y algunos aspectos socioeconómicos. Se recomienda recurrir al uso de Análisis de homogeneidad y consistencia. Previo al la teledetección para obtener información topográfica, análisis estadístico de la información climatológica hidrográfica y de carácter geográfico en general, más disponible se debe probar su homogeneidad, lo reciente. cual implica que cada registro provenga de una sola

población, de manera que no haya ni tendencia u Capítulo Recopilación de información climatológica oscilación en la media, o algún tipo de salto en di-

cho valor. Red actual de estaciones. En un plano similar al ela- A cada registro anual de temperatura ambiente borado para describir la zona, que incluya los cli- se le prueba su homogeneidad por medio de la mas según sistema de Koppen modificado, se ubi- prueba de las secuencias (Thom, 1971; Campos, carán todas las estaciones meteorológicas y clima- y cuando el registro es menor de años se tológicas disponibles, presentando una tabulación puede emplear la prueba de Helmert expuesto por con los datos generales de cada estación, como Mather (1977) y aplicada por Campos En son: nombre, municipio, estado, coordenadas, pe- caso de requerirse corrección se aplicará la técnica riodo(s) de registro y observaciones pertinentes descrita y aplicada por Doorenbos ( I 976). La homo- (suspensión, reubicación, etc.). Toda la información geneidad de un registro anual de precipitación se disponible, actualizada hasta el mes anterior en que probará y corregirá a través de la técnica de la cur- se inició el estudio agroclimático, debe ser recopila- va masa doble (Linsley et al., 1977; Campos, da y tabulada. En la corrección de un registro inhomogéneo será

de enorme ayuda el historial de dicha estación. Diagnóstico de la red actual. Con base en las normas de la Organización Meteorológica Mundial * Tablas agroclimáticas. La información climatológica (OMM, 1990) se sancionará la densidad de la red disponible, previamente completada y verificada su actual, obteniendo sus áreas de influencia por me- homogeneidad, debe ser procesada estadística- dio de la técnica de los polígonos de Thiessen (Lins- mente para concentrarla en las tabulaciones dise- ley et al., proponiendo las estaciones nece- ñadas para este tipo de estudios. También se deben sarias para cumplir con dichas normas, o bien para integrar tres registros decenales, uno de precipita- tener una red más uniforme y estratégica, tomando ción, otro de temperatura ambiente y uno de evapo- en cuenta la información obtenida en el capítulo ración, en cada una de las estaciones representati- para asegurar su operación y permanencia. vas de la zona.

Se justificará la propuesta de nuevas estaciones El registro de temperatura ambiente decenal será agrometeorológicas (Doorenbos, así como utilizado para estimar la evapotranspiración poten- de las estaciones fenológicas (SARH, 1985) que se cial decenal, por medio de los criterios de Hargrea- consideren necesarias, contemplando la magnitud, ves-Samani (ecuación 3) y de Turc (capítulo 7). alcance y desarrollo del proyecto agrícola propues- to para la zona. Capítulo Clima de la zona y sus consecuencias

Estimación de datos faltantes. Para completar regis- Clima general de la zona. Para cada estación metros anuales de temperatura se aplicará el criterio teorológica y climatológica disponible en la zona de descrito por De Fina y Ravelo conocido estudio, se obtendrán las fórmulas climáticas según como método de la diferencia constante. los sistemas de Koppen modificado (García, 1981;

La estimación de valores anuales de precipitación Campos, y de Thornthwaite (Jiménez, se realizará por medio del método de la relación nor- incluyendo climogramas. Se elaborará una malizada (Linsley et al., 1977) y para el caso de IIu- carta de climas con cada sistema, en la que se ane- vias diarias y magnitudes mensuales se sugiere el xarán las descripciones respectivas y algunas ob- criterio del U.S. National Weather Service, expuesto servaciones pertinentes (meses secos, húmedos, por Viessman et al. 977) y que consiste en ponde- etcétera).

rar los valores observados en una cantidad ( W ) igual al recíproco del cuadrado de la distancia entre cada estación cercana ( i ) y la incompleta, entonces la lluvia buscada (Px) será igual a: Px = Wi. Para ejemplos ver Campos

* Clasificación agroecológica de la Organización de procesan probabilísticamente con el criterio de in- las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimen- terpolación (Campos, 1992a), para obtener los valo- tación. Se aplicará este procedimiento (ONUAA, res máximos diarios asociados a los periodos de re- 1981; Ortiz, 1987 a,b; CP, 1988; De la C. Santos et torno de cinco, diez y 15 años. AI multiplicar por al., 1988) y se comentarán sus resultados. los valores anteriores (Weiss, se dispon-

drá de los valores de precipitación máxima en * Clasificación agroclimática de Papadakis. Este sis- horas y periodo de retorno de diez años para cons-

tema (Papadakis, 1966; Elías y Ruiz, 1973; MA, truir un mapa para la zona, y que corresponde al 1974; Papadakis, Campos, 1983; Forteza del nivel de frecuencia más común en los estudios de Rey, 1986) conduce a una descripción del potencial drenaje agrícola (Pizarro,1978). de cultivos de la zona y de sus limitaciones térmicas e hídricas mensuales, además se evalúan otros pa- Capítulo Análisis de la radiación rámetros climáticos básicos como son: los periodos solar y la temperatura de heladas de diversos riesgos, el rigor del invierno, el calor del verano, etcétera. Radiación solar incidente. En caso de disponer de

registros de insolación (n) se aplicará la ecuación Capítulo Análisis de las precipitaciones de Angstrom para estimar la radiación solar inci-

dente (Doorenbos Pruitt, 1977; Jauregui, 1978) y * Distribución anual, mensual y decenal de la lluvia. corregir los valores obtenidos de los mapas de Al-

Se eleborarán mapas de isoyetas medias anuales, manza y López o de otros similares más re- de precipitación más frecuente (moda) anual y de cientes. sus valores estacionales, además se dibujarán his- togramas de precipitación mensual, destacando en * Distribución anual, mensual y decenal de las tem- éstos, las precipitaciones promedio mensual, me- peraturas. Se dibujarán mapas de isotermas medias diana (probabilidad de excedencia del y con- anuales y de los meses más frío y más cálido. Ade- fiable (Pc). más se elaborarán gráficas de variación de las tem-

Decenalmente se dibujarán curvas de precipita- peraturas promedio mensuales mínimas ( t y t '), ción confiable y moda. Los análisis probabilísticos ambiente (Tt) y máxima La mayor parte de la in- se llevarán a cabo por medio de la función de distri- formación utilizada para construir los mapas y grá- bución Gamma Mixta (Thom, 1971; INEGI, 1984; ficas citadas será concentrada en las tablas agrocli- Campos, La mayor parte de la información máticas. citada deberá de ser concentrada en la tablas agro- climáticas, conjuntamente con los datos promedio * Integrales térmicas. Con base en los registros de de días con lluvia, rocío y granizo. temperatura media o ambiente mensual se calcula-

rán las acumulaciones de calor (AC) promedio mensual arriba de las temperaturas umbral de y "C (Wilsie, 1966). Cuando existan registros del termógrafo se contrastarán los resultados muestra- les, cuando menos para la temperatura umbral o base del cultivo más importante o promisorio.

Horas-frío y unidades frío. Con base en los termo- gramas disponibles se cuantificarán las horas-frío, como aquéllos lapsos en que la temperatura ambiente es menor de "C; al sumar los valores diarios medidos se obtienen las magnitudes mensuales y al promediar éstas, las horas-frío disponibles por meses, comúnmente de octubre a marzo.

También se aplicarán los métodos empíricos de da Mota, Weinberger y otros (Ortiz y Bustillos, con objeto de sancionar su aplicabilidad.

Como el número de horas-frío requerido por los frutales varía mucho en años extremosos (inviernos

Análisis de sequías. Tomando en cuenta que en nuestro país no se ha difundido ningún método o criterio de estudio y de definición de las sequías, no se propone ninguno en lo específico, sino mas bien, se recomienda aplicar varios y justificar su empleo. Como guías se pueden consultar Palmer Herbst et al. WMO Campos b;

Los resultados de estos análisis permitirán entender la variabilidad de los rendimientos observados en temporal e incluso correlacionar sus valores con alguno de los índices de sequía evaluados para fines de pronóstico de la producción de los cultivos (da Mota e Oliveira, 1986).

Análisis de la precipitación máxima diaria. Con base en los registros de lluvias máximas diarias mensuales, se integran series de excedentes anuales y se

tibios o muy fríos), se desarrolló el método de las unidades frío (UF), definidas como una temperatura de "C con duración de hora de duración.

AI subir o bajar la temperatura del punto óptimo su contribución en UF se reduce, de manera que en

"C y ºC son O, y a partir de ºC su efecto es negativo. Villalpando (1985) presenta las tabulaciones de Real Laborde (1 982) para estimar UF diarias en función de las temperaturas máxima y míni- ma diarias.

tir de la cual se obtiene la del cultivo al multiplicarla por el coeficiente de cultivo (kc), definido éste por medio de la curva construida según lineamientos dados por Doorenbos y Pruitt (1977).

Adicionalmente se aplicarán mensual y decenalmente los criterios de Turc y Hargreaves-Samani, y de Thornthwaite, Papadakis y Penman mensualmente (Turc, 1961; Hargreaves-Samani, 1982; Jiménez, 1978; Papadakis, 1980; Frére y Popov, 986).

Se eleborarán gráficas mensuales y decenales de comparación de los resultados de acuerdo a las recomendaciones de aplicabilidad de cada criterio empírico y al clima de la zona. Se seleccionará el más conveniente. En caso de disponer de mediciones de evapotranspiración potencial de uno o varios cultivos, obtenidas por medio de lisímetros, se con- trastarán los resultados de los métodos empíricos para detectar cual se aproxima más a la realidad. Cuando esto no sea posible se comparan contra el método de Penman (Elías et al., 1989). Finalmente se dibujará un mapa de evapotranspiración potencial media anual.

Análisis de heladas. Los registros diarios de temperatura mínima en la garita meteorológica y a la intemperie, permiten obtener las fechas extremas de la última helada (enero-mayo) y primera helada (septiembre-diciembre) de cada año.

Las fechas citadas se transforman a número de día, teniendo cuidado en las heladas tardías de to- mar en cuenta los años bisiestos y que un año sin helada equivale a un cero en la muestra que se está integrando por estación climatológica.

Haciendo uso de la función de distribución Gam- ma Mixta (Thom, 1971; INEGI, Campos, 1990) se procesan los registros formados, para obtener el número de día (fecha) correspondiente a probabilidades de no excedencia del y Con el primer resultado se define el periodo libre de heladas promedio. Se elaborarán tres mapas, uno indicando el periodo libre de heladas en días con un

de probabilidad de excedencia, y los otros de la fecha de la última y primera heladas con igual riesgo (25%). El contraste entre los resultados con lecturas al abrigo y a la intemperie, caracteriza la intensidad de las heladas de advección.

Vientos. Se recopilará la información relativa a vientos, indicando claramente sus características de medición, para desarrollar las tabulaciones y gráfi- cas que se consideren convenientes (Oliver, 1981).

Capítulo Recopilación de información fenológica

Durante la segunda visita a la zona en estudio, se Ile- vará a cabo una investigación exhaustiva relativa a la información sobre cultivos. Se deberán abordar los siguientes temas:

Historia de las actividades agrícolas Cultivos introducidos y fracasados Cultivos actuales exitosos y deficientes Fechas fenológicas y coeficientes de cultivo Mediciones de la evapotranspiración potencial de los cultivos Resumen de prácticas culturales y adversidades

Rendimientos observados (máximos, mínimos,

Problemas relativos a la producción

Se recomienda también recurrir al uso de la telede- tección para obtener información en grandes áreas, acerca de la producción agrícola y otros de los tópicos anteriores (Rodríguez et al., 1994).

Capítulo Análisis de otros elementos climáticos

Como resultado de los datos del psicrómetro se con- centrarán en las tablas agroclimáticas los valores de humedad relativa media promedio mensual en y la tensión media del vapor promedio mensual en mb;

Turc, Papadakis y Penman de estimación de la evapo- transpiración protencial. meteorológicas

Evaporación y evapotranspiración potenciales. Ade- evolución histórica, etc.)

estos datos permiten la aplicación de los criterios de

más de los valores promedio mensual de evapora- ción medida en el tanque clase A, se obtendrán sus magnitudes decenales, las cuales al ser multiplica- das por el coeficiente del tanque (Doorenbos y Pruitt, conducen a la evapotranspiración potencial (ETo) del cultivo de referencia (pasto), a par-

Capítulo Modelos agroclimáticos de producción

Estimación del rendimiento máximo. Para estimar los rendimientos climáticos máximos de la alfalfa, maíz, sorgo y trigos de invierno y primavera, se debe aplicar el método del Instituto Internacional para la Recuperación y Mejoramiento de Suelos (IILRI, por sus siglas en inglés) descrito teórica y prácticamente por Feddes et al. 1978; adaptado por Doorenbos y Kassam y aplicado en México por Ortiz b).

lndice de potencialidad agrícola de Turc. Este índi- ce conduce a una estimación de la producción total de materia seca vegetal en t/ha, por Io cual al aplicar los índices de cosecha del IILRI o de la FAO (Doorenbos y Kassam, 1979) se obtiene el rendimiento potencial de casi cualquier cultivo. Su teoría y procedimiento de aplicación fue expuesta por Turc

aplicado en España por el MA, (1974) y Forteza del Rey y en México por Campos

b). Se elaborarán dos mapas de valores anuales del índice, uno para temporal y el otro con riego.

Estimación del rendimiento real. Después de clasificar el temporal de acuerdo al criterio de Hargrea- ves con base en el IDH, se aplicará a todos los cultivos actuales y futuros la función de producción de Hargreaves (ecuación para obtener estimaciones de su rendimiento real, desde un punto de vista climático, es decir, sin limitaciones edafológicas o de algún otro tipo.

mandas del cultivo. El índice tiene estrecha relación con la producción observada y por ello permite pro- nosticar cosechas (Campos, 1993) y obtener estimaciones de las mejores fechas de siembra.

Frére y Popov (1986) han aceptado como rendimiento máximo al promedio de los tres mejores rendimientos observados en diez o más años; además, han definido los siguientes porcentajes previsibles del rendimiento máximo en cereales de temporal de acuerdo al valor del ISH y la experiencia mundial:

Aplicación de otros modelos. Los modelos tanto de simulación, como los de cultivo-ambiente y los esta- dístico-empíricos (Baier, han demostrado su enorme utilidad para predecir rendimientos o pro- nosticar la producción. Por ello se sugiere su aplica- ción, justificando su uso y demostrando su aplicabilidad como lo han realizado WMO Robertson

Flores et al. Hanks da Mota e Oliveira Aceves Penning de Vries et al. (1989, entre muchos otros.

Capítulo Resumen y recomendaciones

En este estudio, el resumen consistirá en describir bre- vemente la información disponible y los diversos cál- culos y análisis realizados, en conjunción con la tablas de datos y resultados, así como los mapas, incluyendo la descripción de éstos para la zona estudiada. Por lo anterior el guión de tal resumen corresponde al de los capítulos e incisos desarrollados.

Por otra parte, aunque algunas de las conclusiones de los análisis ya fueron expuestas al término de cada inciso, conviene volver a citarlas abreviadamente, para concentrar en este capítulo las diversas conclusiones, y con base en ellas formular las recomendaciones, que deberán de ser bastante específicas en cuanto a nuevos cultivos, ratificaciones o cambios en las fechas de siembra y cosecha de cultivos actuales y futuros, igual que para otro tipo de prácticas culturales, etcétera.

Se destinará un apartado a las recomendaciones sobre los servicios meteorológicos necesarios y sobre la manera de alcanzar los rendimientos máximos esti- mados de carácter climático.

Aplicación de índices climáticos. En general cualquier índice climático que esté basado en la preci- pitación, las temperaturas, la radiación solar, la inso- lación, etc. definirá algún tipo de relación con los rendimientos promedio observados en la zona, tal es el caso del índice climático de crecimiento vegetal (Papadakis, 1980; Campos, 1989a, 1993) y del índice de potencialidad agrícola de Turc, cuya apli- cación de tal tipo ha sido expuesta por Campos

1993).

lndice de satisfacción de humedad, ISH. Este cálcu- lo también conocido como índice agrometeorológi- co, ha sido instituido en México por la SARH (1988) y descrito por Torres y de una manera mucho más amplia por Frére y Popov (1980, 1986). Consiste básicamente en un balance hídrico-edafo- lógico decenal de carácter anual, que permite ir dis- minuyendo el ISH conforme no se satisfagan las de-

Tomando en cuenta que mucha de la información relativa a las exigencias climáticas de los cultivos está dispersa, e incluso inédita, es necesario que tanto las conclusiones que se formulen sobre la agricultura actual, como las recomendaciones respecto a nuevos cultivos, sean elaboradas por ingenieros agrónomos especializados en ecología de cultivos, principalmen-

te, ya que es necesario que el informe sea firmado y fechado.

Con el objeto de normalizar la presentación de datos y resultados en el cuadro se presentan las de- signaciones de las tablas agroclimáticas que deberán incluirse, así como la relación de los mapas que se han citado en cada apartado.

Recibido: mayo, Aprobado: diciembre,

Agradecimientos Referencias

Agradezco al personal que laboró durante y en el enton- Aceves N., L. Procedimiento para determinar el periodo ópti- ces Departamento de Hidrología y Agroclimatología de la Gerencia mo de siembra en temporal, utilizando modelos fenológi- Regional Noreste de la Comisión Nacional del Agua, su apoyo, dis-

cusiones y críticas a las primeras versiones de esta propuesta nor- cos. IV Congreso Nacional de Irrigación (ANEI), páginas mativa, así como a los ingenieros Arturo Cabral Berumen y Daniel Reynosa, Tam. Villalobos Peña; a los doctores Lorenzo A. Aceves N. y Leonardo Ti- Almanza, R. Y López, S. Radiación solar global en la Repú- jerina Chávez, y al maestro en ciencias Ricardo D. Valdez Cepeda. blica Mexicana mediante datos de Insolación. Series del Me disculpo por las omisiones involuntarias. Instituto de Ingeniería No. Ciudad Universitaria,

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Abstract

Campos, D.F., “Guides to Elaborate Crop Agroclimatic Studies (Normative Proposal)”. Hydraulic Enginnering in Mexico (in Spanish) Vol. X, Núm. pages january-april,

In this proposal a statement that considers two types of agroclimatological studies: preliminary and defini- tives is made. The first ones are focused to give a panoramic of the feasible crops in the zone and to define a number of parameters of agroclimatological character and easy calculation, that they are going to help to understand the behaviour of the present agriculture, or to plan their solid establishment and development. Such parameters are evaluated with base on the average monthly information and they are concentred for each climatologic station used in their proposal “agroclimatologic file”. The definitive agroclimatological studies are based on the daily and monthly climatologic and meteorologic information, they are being processed decennial one part and the other in monthly ways; the scope of these studies let a more precise definition of the spectre of feasible crops, the combined handling of phenological and climatological historical information to forecast the production, and the formulation of accurate recommendations oriented to optimize the present yield, or to guarantee the future production. This proposal includes important concepts as the application of agroclimatological classifications and indexes and the estimations of the potential and real yields, such in rainfed as under irrigation.

Key Words: agroclimatology studies, crops, rainfed, irrigation, crop yields, climate.

guías para la elaboración de estudios agroclimáticos de

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