Curso Fenologia - Apuntes

FENOLOGÍA AGRÍCOLA Conceptos básicos y aplicaciones

RAFAEL MORA AGUILAR

Fenología Agrícola

I. INTRODUCCION Las estaciones del año traen aparejadas notorias variaciones en el clima ocasionando cambios en los seres vivos. Así como al otoño se le asocia con la caída de las hojas de las especies caducifolias, la primavera acompaña al florecimiento de los vegetales. Nadie puede dejar de notar estos cambios, los cuales pueden influir, hasta un cierto grado, en las actividades actividad es del hombre. La estacionalidad es definida como la ocurrencia de ciertos eventos o grupo de eventos bióticos o abióticos dentro de un periodo o periodos definidos del año (solar o calendario) astronómico.

Para que una especie vegetal pueda desarrollarse en una localidad específica, se deben cumplir dos condiciones esenciales: a.

Que exista un intervalo suficientemente amplio para que la planta pueda completar su desarrollo, desde el nacimiento o emergencia, o la brotación, hasta la plena madurez de las semillas o de los frutos, y

b.

Que durante dicho intervalo, las condiciones atmosféricas no alcancen una intensidad tal que afecten el desarrollo de las plantas causándoles estrés o agobio, y en consecuencia disminuyan sus rendimientos.

De las consideraciones anteriores se deduce que los vegetales tienen respuestas diferentes a condicio nes diferentes del ambiente, principalmente con el clima; estas relaciones de las plantas, con el ambiente son estudiadas por la fenología. De Fina y Ravelo (1979) consideran que las fechas de aparición de algún órgano de la planta, como son las hojas, las flores o los frutos se pueden atribuir básicamente a: a.

Las características intrínsecas de la especie o variedad considerada, siendo este el componente genético.

b.

Las condiciones ambientales, especialmente el tiempo atmosférico o el clima, del sitio donde se desarrollan dichas especies.

En el primer caso las características genéticas son determinantes del modo de comportarse de cualquier especie o variedad; por ejemplo, algunas difieren en el número de días requerido para que completen su floración o madurez fisiológica por lo que pueden considerarse como de ciclo precoz, intermedio, o tardío. Un ejemplo de lo que se indicó anteriormente, puede señalarse para en el cultivo de sorgo en el que, al igual que las otras etapas del desarrollo, la antesis ocurre en promedio en la mitad del tiempo en ambientes de temperaturas cálidas (Zacatepec, Mor.), que el tiempo requerido en un lugar de temperaturas bajas (Chapingo, Méx.) y, por supuesto, ocurre antes en las variedades precoces que en las tardías, como puede observarse en el cuadro siguiente: Cuadro 1. Días a antesis en variedades de sorgo establecidas en dos ambientes Variedad

Chapingo

Zacatepec

Nyundo

134

78

NK-125

105

47

Purépecha

151

62

Fuente:


I. INTRODUCCION Las estaciones del año traen aparejadas notorias variaciones en el clima ocasionando cambios en los seres vivos. Así como al otoño se le asocia con la caída de las hojas de las especies caducifolias, la primavera acompaña al florecimiento de los vegetales. Nadie puede dejar de notar estos cambios, los cuales pueden influir, hasta un cierto grado, en las actividades actividad es del hombre. La estacionalidad es definida como la ocurrencia de ciertos eventos o grupo de eventos bióticos o abióticos dentro de un periodo o periodos definidos del año (solar o calendario) astronómico.

Para que una especie vegetal pueda desarrollarse en una localidad específica, se deben cumplir dos condiciones esenciales: a.

Que exista un intervalo suficientemente amplio para que la planta pueda completar su desarrollo, desde el nacimiento o emergencia, o la brotación, hasta la plena madurez de las semillas o de los frutos, y

b.

Que durante dicho intervalo, las condiciones atmosféricas no alcancen una intensidad tal que afecten el desarrollo de las plantas causándoles estrés o agobio, y en consecuencia disminuyan sus rendimientos.

De las consideraciones anteriores se deduce que los vegetales tienen respuestas diferentes a condicio nes diferentes del ambiente, principalmente con el clima; estas relaciones de las plantas, con el ambiente son estudiadas por la fenología. De Fina y Ravelo (1979) consideran que las fechas de aparición de algún órgano de la planta, como son las hojas, las flores o los frutos se pueden atribuir básicamente a: a.

Las características intrínsecas de la especie o variedad considerada, siendo este el componente genético.

b.

Las condiciones ambientales, especialmente el tiempo atmosférico o el clima, del sitio donde se desarrollan dichas especies.

En el primer caso las características genéticas son determinantes del modo de comportarse de cualquier especie o variedad; por ejemplo, algunas difieren en el número de días requerido para que completen su floración o madurez fisiológica por lo que pueden considerarse como de ciclo precoz, intermedio, o tardío. Un ejemplo de lo que se indicó anteriormente, puede señalarse para en el cultivo de sorgo en el que, al igual que las otras etapas del desarrollo, la antesis ocurre en promedio en la mitad del tiempo en ambientes de temperaturas cálidas (Zacatepec, Mor.), que el tiempo requerido en un lugar de temperaturas bajas (Chapingo, Méx.) y, por supuesto, ocurre antes en las variedades precoces que en las tardías, como puede observarse en el cuadro siguiente: Cuadro 1. Días a antesis en variedades de sorgo establecidas en dos ambientes Variedad

Chapingo

Zacatepec

Nyundo

134

78

NK-125

105

47

Purépecha

151

62

Fuente:


Las condiciones ambientales pueden ser limitativas para que una especie o variedad exprese al máximo su potencial genético y, consecuentemente, limitarán su rendimiento. Por ejemplo, en el Cuadro 2 se aprecia que el comportamiento del cultivo de algodón no es igual al sembrarse en áreas ecológicas diferentes.

Cuadro 2. Días requeridos para la aparición de dos etapas reproductivas en cultivo del algodón. Localidad Variedad Valle del Yaqui, Son. Chapingo, Méx.

Chapingo

Zacatepec

40 a 85

85 a 90

131

-

Fuente:

Los ejemplos anteriores resaltan la importancia de estudiar los fenómenos periódicos de los seres vivos con relación al ambiente en que se desarrollan, correspondiendo dicho estudio al campo de la FENOLOGIA.

1.1. Definición de fenología La palabra fenología es de origen griego y se deriva de los vocablos “ phaino “ phaino”” que significa mostrar, aparecer y “logos “logos”, ”, que indica ciencia o tratado. Esta palabra se definió , por primera vez, en 1853 por Charles Morren, aunque el concepto nació anteriormente con Karl Von Linné en 1751. Hinojosa ( ), indica que la fenología es una rama de la ecología ecología que estudia los fenómenos periódicos que ocurren durante el ciclo de vida de los seres vivos y sus relaciones con los factores ambientales. Dependiendo del organismo involucrado, la fenología se divide en 1) Fenología Animal y 2) Fenología Vegetal. Por su parte, Lieth (1974) menciona que “fenología “ fenología es el estudio de los eventos biológicos recurrentes, las causas de su regulación con respecto a las fuerzas bióticas y abióticas, y la interacción entre fases de las mismas o diferentes especies”. especies”. En esta definición se integran los conceptos vertidos por varios investigadores en

diferentes documentos. Algunos otros autores refie ren que, en su más simple concepto, “fenología “ fenología es el estudio de los eventos cíclicos de la naturaleza – usualmente usualmente los ciclos de vida o biológicos de las plantas y animales- en respuesta a los cambios estacionales y climáticos del ambiente” .

La germinación y emergencia de los cultivos, la brotación en los frutales, la floración, la madurez fisiológica y caída de hoja, entre otras, corresponden a estudios de fenología vegetal. Por otra parte, la migración de las aves, el pelecheo (cambio de pelo o plumas) de los animales, y los estadios de los insectos, son aspectos de la fenología animal. Debido a que los fenómenos periódicos de los vegetales son más marcados, y a que la duración de los estudios en estos organismos es más corta, la fenología vegetal ha sido más estudiada que la fenología animal animal (Hinojosa, ).

1.2. Aplicaciones de la fenología Los estudios fenológicos en plantas cultivadas permiten comprender co mprender las respuestas de éstas al ambiente en que se desarrollan, y que se manifiestan a lo largo del ciclo biológico, y tener conocimiento de las etapas críticas del cultivo, lo cual permite realizar oportunamente diversas prácticas agrícolas, como es el riego, la


aplicación de fertilizantes y plaguicidas, entre otras; y, en consecuencia, esto permite un ahorro considerable de insumos, la prevención de fenómenos adversos como heladas y granizos, y programar la realización de las prácticas culturales, para finalmente optimizar los rendimientos del cultivo. A continuación se detallan algunas de las aplicaciones mediatas de esta ciencia. 1.2.1. Identificación de problemas: Para identificar los problemas que pueden presentarse en cualquier etapa o fase de desarrollo de los cultivos, y que causan una disminución de los rendimientos esperados, es necesario integrar la experiencia del agricultor y del agente de cambio, ya sea el extensionista o el investigador. Un procedimiento para realizar este proceso de identificación de problemas, es concentrar la atención en aquellos que son críticos en cada etapa fenológica; con esto se asegura que el cultivo llegará y saldrá de cada una de estas etapas de la mejor manera posible, disminuyendo así no sólo las posibles causas indeseables que disminuyen el rendimiento, sino que a su vez se tratará de disminuir los riesgos de producción. Con esta metodología se deberá llegar a identificar (¿qué? y ¿cómo?) y localizar (¿cuándo? y ¿dónde?) los problemas que causan mermas en el rendimiento, para entonces averiguar las posibles causas que las inducen, estudiarlas detenidamente, y determinar aquellas que se deben eliminar primero. 1.2.2. Asistencia técnica: El desarrollo de un sistema de asistencia técnica con el fin de lograr elevados rendimientos, optimizando los recursos que inciden en la producción, requiere que participen activamente quienes la reciban (productores), y obligue y motive a quienes la imparten (técnicos) a conocer y entender las relaciones que ocurren durante los ciclos biológicos de los cultivos. Con dicho método se pretende: a. Proporcionar asistencia técnica programada en función del desarrollo de los cultivos. b. Establecer mecanismos para pronosticar y preveer problemas agrícolas, recopilando y manejando información. c. Definir cuantitativamente los aspectos agronómicos que inciden en la producción. d. Hacer a la asistencia técnica más eficiente, y fácil de realizar. La asistencia técnica basada en los perfiles de desarrollo vegetativo está sustentada en: a. Un aprovechamiento y correcta interpretación de la información técnica generada por la investigación agrícola que realizan las instituciones de investigación y de educación agrícola superior en México. b. Adecuada preparación del personal encargado de impartirla. c. Jerarquización de las actividades de asistencia técnica, relacionándolas con cada uno de las fases de desarrollo del cultivo, ya que se pretende solucionar la problemática existente y erradicar las visitas rutinarias. El técnico encargado de dar asesoría, jamás deberá analizar un problema aislad amente, sino que deberá relacionarlos íntimamente, por lo que su obligación será: a. Conocer el desarrollo o cambios morfológicos de los cultivos. b. Conocer la duración de las diferentes etapas de desarrollo de los cultivos. c. Conocer los problemas potenciales y necesidades básicas que se deben satisfacer en cada etapa fenológica y durante todo el ciclo biológico del cultivo.


1.2.3. Otras aplicaciones de la fenología son las siguientes: a. Elaborar planes de trabajos agrícolas, según la longitud o duración del ciclo biológico de los cultivos. b. Predicción del momento de ocurrencia de periodos críticos y calendarización del combate de plagas, malezas y enfermedades, de acuerdo con la época de mayor incidencia. c. Zonificación agrícola con base en mapas fenológicos, y evaluación de tierras. d. Determinación de requerimientos bioclimáticos y de períodos críticos en diferentes especies. e. Definición de regiones agrícolas potenciales con base en modelos biometeorológicos. f. Pronosticar las condiciones climatológicas utilizando la fenología de plantas indicadoras. g. Predicción y estimación de rendimientos. h. Con el incremento en la preocupacón acerca del calentamiento global de la tierra, de los hoyos en la capa de ozono y otros fenómenos que pudieran afectar la vida vegetal y animal, el estudio de la fenología está llegando a tener una importancia cada vez más creciente.


II. ANTECEDENTES HISTÓRICOS El registro más antiguo de observaciones fenológicas, fechado en 1014 A.C., se encuentra en el Viejo Testamento. Posteriormente, para identificar los cambios estacionales a través de eventos fenológicos, los chinos, los atenienses y los romanos elaboraron calendarios y carteles que, por siglos, fueron útiles a los agricultores y marcaron el comienzo del periodo conocido como “Antigua Fenología”. En 1490, la Academia Krakow de Polonia estableció la primera estación fenológica, en donde se efectuaron observaciones durante muchos años. Quizás el año 1490 marcó el inicio de la Fenología del Viejo Mundo, debido a que durante 1500 años (1014 a 1490) no se han señalado registros, provocando que la demarcación esté sujeta a duda. En 1736, en la vecindad de Norwich, Inglaterra, P.R.S. Marshaw inició observaciones fenológicas sobresalientes (indicadores de la primavera) que han sido continuadas por seis generaciones; los registros de la familia Marshaw durante 250 años están disponibles en la Sociedad Meteorológica Real Británica e incluyen 27 eventos fenológicos de casi 20 especies de plantas y animales, entre los que se encuentran: floración de la bola de nieve (Galanthus nivalis), de la acerola (Hawthorne) y del tulipán; aparición de las hojas de la acerola, del sicomoro, abedul, olmo, fresno de montaña, roble, haya, castaña de indias, tilo y maple; la migración de golondrinas, cuckoos y ruiseñores; aparición de las mariposas amarillas; el croar de ranas y sapos; el canto del fardo; el arrullo de las palomas de anillo y la construcción de nidos de las cornejas. También, la Sociedad Fenológica Británica ha conducido observaciones fitofenológicas de las Islas Británicas desde 1875, las cuales fueron reportadas regularmente en The Quaterly Journal of the Meteorological Society , hasta que su publicación fue descontinuada en 1948. La publicación de la obra Philosophia Botánica, en 1751, por Karl Von Linné marcó el inicio del periodo de la “Fenología Moderna”, por lo cual, generalmente, se le reconoce como la autoridad inicia l moderna en el estudio sobre fitofenología. En ese libro, Linné sugirió la elaboración de un calendario fenológico local para distinguir la variación de áreas geográficas; al mismo tiempo, estableció 18 estaciones fenológicas en Suecia para llevar a cabo observaciones regionales. En los 1800, Merrian hizo un estudio extensivo de las distribuciones de las plantas y animales de Norte América, que le llevó a formular la Teoría de las Zonas de Vida de Merrian; sus siete zonas de vida delinean los límites de crecimiento óptimo de plantas y de confort para animales. La Sociedad Meteorológica de Mannheim, Alemania, en 1780, estableció la primer Red Fenológica Internacional en Europa. Entre 1882 y 1941 Hoffman, y después su estudiante Ihne, prepararon varios mapas fitofenológicos de Europa Central; para más de 100 estaciones estos investigadores analizaron, en 30 tipos de plantas, la ocurrencia de la primera hoja, primer botón, primera maduración de frutos y color de follaje. Su trabajo sobre el uso de técnicas fitofenológicas en investigación micrometeorológica regional y protección de cultivos en contra de enfermedades, es reconocido como un servicio valioso en la administración agrícola. En 1918, en los Estados Unidos de Norteamérica, Andrew D. Hopkins promulgó su Ley Bioclimática, la cual amplió en 1938. Hopkins recomendó el uso de observaciones fenológicas en lugar de las observaciones meteorológicas, ya que las primeras integran los efectos del microclima y los factores edáficos en la vida de la planta, de tal forma que otro instrumento no lo puede hacer. Con la primera Conferencia Internacional de Fenología en 1935, realizada en Danzing (ahora Gdansk), Polonia, comenzó la estandarización de las observaciones fenológicas. Desde entonces, se han llevado a cabo varios congresos internacionales sobre fenología. Varios países ahora utilizan los servicios de un gran número de redes de estaciones para la aplicación de la fitofenología en la agricultura. La institución experimental, a gran escala, conocida como Jardines Fenológicos Internacionales, se


planificó por Schnelle y Volkert de Alemania en 1958 y estuvo formada por 40 jardines en operación entre los países escandinavos y mediterráneos. En las décadas recientes el Instituto Americano de Ecología de Cultivos ha editado varias publicaciones a nivel mundial sobre fenología de los cultivos. En 1998 se inició un programa piloto para reactivar las actividades que se llevaban a cabo en la estación fenológica de las Islas Británicas con el fin de que la información obtenida sea compatible, tanto con los registros históricos como con los esquemas internacionales actuales; el trabajo de reactivación de esta estación aún continuaba en el año 2000. Las observaciones fenológicas se han usado por siglos, a modo de herramienta en la investigación microclimática, como integradores de los efectos microclimáticos sobre plantas y animales. Aunque el desarrollo científico de esta área del conocimiento ha contribuido mucho al entendimiento del ambiente por el hombre, el uso de observaciones estándar del tiempo meteorológico en los estudios de respuesta presenta una desventaja definitiva, ya que las observaciones con frecuencia se toman de ambientes más lejanos del inmediato para las plantas y animales, el significado biológico de estas observaciones está limitado en su representatividad de área. El uso de observaciones fenológicas, por el otro lado, permite la integración directa de todos los parámetros pertinentes dentro de resultados biológicos significativos. En general, el desarrollo de investigación fenológica moderna, que empieza con intentos individuales y localizados en varias partes del mundo, se caracteriza por la estandarización de procedimientos y técnicas de observación, con énfasis sobre observaciones simples pero precisas a través de una mejor elección de indicadores. Con respecto a los antecedentes del estudio de la fenología en México; algunas obras bibliográficas indican que en la antigüedad diversas culturas se interesaron en medir el tiempo para organizar sus actividades económicas, sociales y religiosas. Los mayas, excelentes matemáticos y astrónomos, desarrollaron diversos calendarios basados en los movimientos sidéricos de los planetas Venus, Saturno y Marte, con relación a la eclíptica de la tierra pues tenían la concepción de que los astros influían sobre el mundo y los hombres Los mayas contaban con estudios solares, puesto que conocían el camino del sol del trópico de Cáncer al de Capricornio, y debido a la naturaleza cíclica del sol, conocían la influencia ejercida por éste sobre las plantas y el hombre. Sobre la influencia del sol en la vida vegetal tenían estudios fenológicos, pues observaron durante varios siglos los ciclos biológicos y la duración de cada uno de éstos; por ello decidieron señalarlos por medio de pozos de observación en vez de tener mapas de isófanas. Los resultados son de gran exactitud en la medición de tales ciclos biológicos, ya que tomaron en cuenta las condiciones físicas y climáticas del área mayense y registraron acontecimientos como sequías, épocas de lluvia, y otros. Los datos meteorológicos y climatológicos son, hoy en día, utilizados en la planificación de diversas actividades humanas, las más importantes de las cuales es la agricultura. Desde que el hombre comenzó a cultivar la tierra, ha observado las condiciones atmosféricas y las primeras observaciones meteorológicas registradas, desde hace 100 o 200 años, fueron utilizadas primordialmente para esta actividad, como en la introducción de nuevos cultivos o el tomar en cuenta las condiciones atmosféricas más propicias para aumentar las cosechas. Actualmente algunos centros de investigación y/o de enseñanza agrícola superior, como es el Instituto Nacional de Investigaciones Forestales y Agropecuarias (INIFAP), el Departamento de Fitotecnia de la Universidad Autónoma Chapingo (UACh) y el Programa de Micrometereología del Instituto de Recursos Naturales del Colegio de Postgraduados (CP), entre otras, realizan investigaciones fenológicas en diversos cultivos como cereales, leguminosas, oleaginosas y textiles. El INIFAP pretende elaborar guías específicas para la asistencia técnica con base en perfiles de desarrollo vegetativo combinando las fases de desarrollo del cultivo y las técnicas de producción. Por su parte en el Departamento de Fitotecnia de la UACh y el Programa de


Micrometereología del CP la investigación tiende a que los alumnos, de licenciatura y postgrado, respectivamente, conozcan y analicen algunos factores que inciden en la producción agrícola.

6.3. Escuelas de Pensamiento Existen dos formas de aplicación de las observaciones fenológicas por parte de los fenólogos, para llegar a ciertas conclusiones: a. El uso de los eventos fenológicos como una herramienta para la investigación microclimática; y b. El uso de los eventos fenológicos como integradores de los efectos microclimáticos sobre plantas y animales. En la primer se usan los registros fenológicos en lugar de los registros microclimáticos, para cartografiar y estudiar variaciones especiales de ciertos factores meteorológicos. En la última, los eventos fenológicos se usan como variables dependientes. A. Los eventos fenológicos como variables independientes

Esta reseña es quizá, mejor ejemplificada por el postulado de Berg (1952) que establece que los eventos fenológicos representan a sus propios parámetros climáticos, y así los datos fenológicos pueden ser tratados independientemente sin consultar al clima local. Más recientemente, Kimball y Gilbert (1967) prepararon amplios mapas “planclimáticos” para el estado de California con base en patrones de crecimiento de un cultivo o plantas indicadoras seleccionadas. Existen varios métodos para el análisis de las relaciones entre eventos fenológicos. Estos métodos pueden agruparse dentro de cuatro categorías: 1. Comparación de eventos diferentes para la misma especie en la misma localidad (diferentes épocas); 2. Comparación del mismo evento particular de la misma especie, en localidades diferentes, 3. Comparación de eventos de especies diferentes, ocurriendo al mismo tiempo y en la misma localidad general, y 4. Comparación de eventos de especies diferentes que ocurren a tiempos diferentes en la misma localidad general. Ejemplos de estas categorías, en orden son: 1. Es práctica común de los agricultores comerciales de jitomate, hacer cortes de frutos cuando presentan coloración jaspeada para hacer predicción de rendimiento. Para cada área de cultivo, se hacen correlaciones entre el numero de jitomates con coloración jaspeada por acre y el rendimiento. Esta práctica es adoptada por el Servicio de Reporte de Cultivos del USDA para estimar el rendimiento de varios tipos de cultivos para frutos. 2. Jeffree (1960), en su estudio estadístico del registro histórico (1891-1948) de la fenología floral de especies estándar (comunes) en las Islas Británicas, encontró una diferencia de 3 a 7 días por grado de latitud en las fechas de floración entre Bristol y Aberdeen. Otro fenólogo británico, Smith (1938), encontró que para la avellana y la acerola, en sus frutos, la regresión de la fecha de floración con la altitud era de 1.3 días por cada 100 pies. 3. Desde épocas tempranas, los agricultores han utilizado plantas naturales gtt~&u (indicadoras) para


programar la fecha de siembra y cosecha. Por ejemplo, los primeros colonos blancos a lo largo de la Costa Este American aprendieron de los indios americanos que era tiempo de sembrar maíz cuando las hojas del roble blanco o las hojas del maple tienen el tamaño de las partes u orejas de la ardilla, o cuando el cornejo muestra color blanco en el bosque (Hopkins, 1918). 4. Scheida (1952) investigó registros fenológicos locales de las relaciones entre estados de desarrollo de un número de diferentes plantas. Sus descubrimientos indican una relación estrecha entre el inicio de la floración de las manzanas y el inicio de la floración del centeno, y entre la cosecha del centeno de invierno y la cosecha del maíz. B. Los eventos Fenológicos corno Variables Dependientes

Dos concepciones, esencialmente diferentes al tratamiento de datos biológicos y ambientales aparecen en los resultados de trabajos bajo la presente escuela de pensamiento: 1)

El uso de eventos biológicos, como indicadores de la presencia o ausencia de ciertos factores ambientales; y

2)

Varias combinaciones de datos ambientales y fenológicos para llegar a ciertas conclusiones o hacer predicciones respecto a las respuestas animales y vegetales.

Estudios morfológicos de las relaciones entre el agua disponible y la estructura de las hojas revelan que el exceso o déficit de agua por las plantas puede observarse directamente en la estructura de la hoja y el tallo. Kokin (1926) encontró que el número de estomas y la longitud total de las venas por unidad de área en las hojas de frijol estaban estrechamente asociadas con el nivel de humedad en el suelo (Figura 6.1). El viento seco, aun en presencia de suelo húmedo, puede producir efectos visibles, como los mostrados en la Figura 6.2 (Yapp, 1912). También, la posición de las hojas de varias plantas con relación a la luz, humedad, etc., ha llevado a algunos fenólogos a clasificar a las plantas como termosensitivas, fotosensitivas, higrosensitivas y eolosensitivas. Así, propiamente usadas, las plantas pueden actuar como instrumentos de apreciación del tiempo meteorológico con algún grado de aproximación. La segunda concepción, que involucra la manipulación empírica estadística de datos, será discutida en las Secciones 6.4 y 6.5. – 6.4 Investigación Fenológica en Agricultura En el transcurso de la historia, el hombre ha utilizado su conocimiento sobre los eventos fenológicos en la agricultura. La fenología, la cual fue una parte integral de las antiguas prácticas agrícolas, aún mantiene una muy cercana relación con la agricultura moderna, a través de sus valiosas contribuciones. En esta sección, se discutirán aspectos de la investigación fenológica y su aplicación a la agricultura. 6.4.1. Plantas Nativas y Plantas Cultivadas Históricamente, los fenólogos vegetales se han dedicado por sí mismos al estudio de plantas nativas en lugar de plantas cultivadas. Han dedicado mucho de su tiempo en el mejoramiento de técnicas de observación, colección, presentación e interpretación de datos, por lo que poco se han dedicado a la aplicación. En las décadas recientes, sin embargo, un número creciente de investigaciones sistémicas se ha dirigido hacia las plantas cultivadas. Las plantas nativas comúnmente observadas en los países europeos y de la Unión Soviética incluyen: lilas comunes, bola de nieve, “wood anemone”, maple noruego, castaño de indias, abedul, haya, tilo, fresno, roble, “coltsfoot”, diferentes variedades de crisantemo, y muchas otras más. Los eventos fenol ógicos más

populares observados para estas plantas son la primera floración y florecimiento total. También, la hoja no


desarrollada, segunda floración, el fin de florecimiento, la madurez de frutos, la coloración de follaje, y la caída de hojas se observan para algunas plantas. En Gran Bretaña, por ejemplo, el reporte fenológico de la Sociedad Meteorológica Real sobre plantas nativas, editado regularmente desde 1891, contiene la primera fecha de floración de 33 especies. En Polonia, un informe anual de la f loración de primavera (en marigold”, “coltsfoot”, y avellana) y la floración de otoño (en abedul y castaño) está disponible desde 1949. En Japón, cierta variedad de cerezas, “wee ping wjllous”, lilas do montaña, maples, diente de león y muchas otras se han observado en su primera floración, florecimiento pleno. y coloración de follaje. Para una posterior información sobre plantas nativas, el lector puede referirse al libro de Schnelle sobre fenología de plantas (1955), en el que se presenta la historia de la fenología vegetal, procedimientos y técnicas de observación, servicios de re porte, métodos de análisis, y aplicación do resultados. Los estudios fenológicos de plantas cultivadas pueden ser llamadas ¿????. Los eventos comúnmente observados en varios cultivos agrícolas y hortícolas son: siembra, germinación, emergencia (inicio), floración (primera, completa y última) y cosecha. Los eventos adicionales observados en ciertos cultivos específicos incluyen: presencia de plúmula y estilos visibles (e.g., chícharos, maíz, frijol); forma de tubérculos (ej.. papa); y presencia de yemas, aparición de hojas, amarre de frutos, maduración de frutos, coloración de hoja, caída de hojas (para varios árboles frutales). Como se mencionó anteriormente, el período entre dos distintas fases es llamado estado fenológico. La designación de eventos fenológicos significativos varía con el tipo de planta en observación. Los estados fenológicos de la uva pueden identificarse como: a. Presencia de yemas a primera floración, b. Primera floración a amarre de frutos, c. Amarre de frutos a primera maduración de frutos, d. Primera maduración de frutos a maduración plena, y e. e)Maduración plena a término de cosecha. Para olivos, acordé a Briccoli (1918), éstos constituyen: a. Primera floración a primer amarre de frutos, b. Primer amarre de frutos a ennegrecimiento del fruto, c. Ennegrecimiento de fruto a madurez plena, y d. d)

Madurez plena a fin de cosecha.

Todos estos estados son visualmente detectables. Para estados no visualmente detectables (estados latentes), Marcucci (1948) elaboró una serie de estudios fisiomorfológicos, de las fases de pre-aparición de yemas y pre-floración de los olivos. Encontró que en este periodo de dormancia, las yemas indeferenciales no están completamente en dormancia, y llamó a es te período “criptofase”. Azzi (1956) en su estudio en la almendra, señala la existencia de un estado prolongado de latencia entre el primer amarre de fruto y la maduración del fruto. Aquellos aspectos que son regularmente observados pueden considerarse como indicadores fenológicos del patrón del crecimiento y desarrollo del cultivo. Para árboles frutales, las fechas de floración y maduración de fruto se aceptan generalmente como indicadores significativos. En el caso de árboles frutales, arbustivos perennes, el período entre la floración y el amarre de frutos se ha reconocido durante mucho tiempo como uno de los estados de desarrollo importantes. Así, el muestreo aleatorio del conteo de flores (número


de flores en pocas ramas seleccionadas), del conteo de frutos (número de frutos de un tamaño específico en las ramas usadas en el conteo de flores), y un diámetro (unión o sutura transversal y longitudinal) y peso constituyen indicadores importantes de rendimiento. De acuerdo con Davis (1542, 1948, 1951) los diámetros de la sutura y la sección transversal son mejores indicadores del rendimiento del durazno. Encontró una relación logarítmica lineal entre el peso y los diámetros de la unión y transversal, medidas a intervalos semanales. El diámetro de unión se refiere al que es más grande, con respecto al plano de unión el diámetro transversal es el más grande en ángulo recto respecto a las suturas y el diámetro longitudinal, la distancia desde el fin del pedúnculo a la base de la punta en el extremo distal. Los diá metros de unión y transversal pueden medirse con un vernier mucho más exactamente que el diámetro longitudinal. Así, la relación entre los diámetros de unión y transversal y el peso son preferidos a la relación entre el diámetro longitudinal y el peso. Un estudio similar fue reportado por Nestwood y Batjer (1958, 1959), en el que se predice el tamaño de cosecha de los duraznos Elberta y J.H. Hale con base al peso del fruto y mediciones tomadas en dos fechas de referencia arbitrarias. También hicieron un estudio del “tamaño de caja” (“Box size”, es un término aplicado al método estándar de

expresar un tamaño de manzana, en el estado de Washington y se refiere al número de manzanas necesarias para llenar una caja de manzanas del tipo noroeste), de las manzanas Delicious y Winesap, medidas a los 35 días después de la floración plena y ampliándose hasta la cosecha. De acuerdo con Lilleland (1936), el chabacano, como el durazno, muestra tres estados del desarrollo del tamaño de fruto: un período de rápido crecimiento, uno de lento alargamiento, y otro de muy rápido alargamiento. En su estudio de los botones florales del chabacano Royal, Brown y Kotob (1957) también describen tres períodos de crecimiento: crecimiento lento, desarrollo de transición y desarrollo rápido de los botones florales. Distinguieron las pérdidas por medio de una curva de crecimiento, indicada por el peso seco de las flores jóvenes aún en botón. Un cuarto período de desarrollo de las yemas florales fue encontrado por Brown (1960). La tabla 6.1 muestra posteriores divisiones de estado de desarrollo del botón floral del chabacano Royal como lo indica Brown (1953). La medición del tamaño del fruto de los botones florales también se encontró útil para la predicción de cosechas de ciruela francesa Çflaker y Brooks, 1944), de la pera Barlett (Brooks, 1945). cereza agria (Tukey, 1952) y manzana Gravenstein (Brown, 1954). Los cultivos vegetales pueden ser clasificados en tres categorías: vegetales subterráneos, vegetales herbáceos y vegetales de fruto (Hill, 1952). Los vegetales subterráneos son aquellos cuyas partes subterráneas se consumen como alimento. Algunas son verdaderas raíces (ej. zanahoria, rábano, betabel, nabo), mientras representan tallos modificados, tales como estolones, tubérculos, cormo y bulbos (ej.; papa, cebolla, ajo) Los vegetales herbáceos constituyen aquellos cuya parte, sobre el nivel del suelo, es de nuestro interés. Al menos cualquier parte del sistema ‘aéreo’ de la planta’ puede ser consumido. En la espinaca, la col, la berza

y la lechuga las hojas son consumidas como alimento; los tallos son las partes esenciales en el espárrago y en el colinabo. Las yemas florales son las partes más importantes en el retoño de la col de Bruselas; el peciolo en el ruibarbo y el apio; y flores inmaduras y flores sésiles en la coliflor y el brócoli. El melón, la berenjena, la okra, la calabaza y el jitomate son vegetales de fruto; el frijol lima, la soya y los chícharos proveen alimento en forma de semillas. Los indicadores clásicos del tiempo de cosecha para los vegetales describen las condiciones de crecimiento de la planta sólo cualitativamente. Así, las cebollas (vegetales subterráneos) pueden cosecharse cuando aparece una cutícula dura, brillante y limpia’ (Mc Gillivrag, 1952) , o cuando el tejido del cuello es suave, la raíz muere, la parte superior, triste, cae sobre la región del pequeño-bulbo (Shoernaker y Teskey, 1955). Parece que una observación sistemática del crecimiento y desarrollo de la parte aérea con relación a aquéllas subterráneas es paso necesario para el mejoramiento de indicadores. Semejantemente, el criterio convencional de la cosecha de la lechuga (vegetal herbáceo) muestra tales descripciones, como tamaño suficiente o buen tamaño, bien formada, cabeza salida y erecta muy firme; y antes


de cualquier signo del pedúnculo floral (Brown y Hutchinson, 1949; Mc Gillivrag, 1952; Shoemaker y Teskey, 1959; Thompson, 1939). La medición del contenido de agua y turgidez en las hojas son sugeridas como mejores indicadores por Anderson (1954). La observación de la madurez de las semillas y la medición de la dureza, así como también la tasa de cambio de tamaño de la cabeza será otra consideración.

Cuadro 6.1. Gula de estados de desarrollo de los botones florales del chabacano royal. Estado

Descripción

0

Sin evidencia de diferenciación.

1

Inicios evidentes de sépalos y pétalos tempranos.

2

Primordios de los sépalos y pétalos más avanzados que en el estado 1; inicios evidentes del estambre y del pistilo.

3

Todas las partes florales fácilmente distinguibles; las anteras sin tejido, esporangio evidente.

4

Todas las partes florales más grandes. Más avanzadas que en el estado 3; las anteras con inicios, esporangios evidentes.

5

Pistilos evidentes con óvulos jóvenes; anteras tempranas con células madres de polen.

6

Pistilos y óvulos grandes, más avanzados que en el estado 5; células madre de polen maduras en las anteras.

7

Tamaño incrementado de los pistilos y óvulos; tétradas en anteras.

8

Ovulos bien desarrollados, en o exactamente antes de la formación del mega-gametofilo; granos de polen maduro en las anteras.

9

Flores abiertas.

En el melón (vegetales de fruto), Shoernaker y Teskey (1955) indican que un sonido sordo producido al palmear el fruto es una indicación de la madurez. La apariencia de un tinte amarill o es el sitio de asentamiento al suelo y el zarcillo seco del fruto también se señalan como signos de madurez. Brown y Hutchinson (1949) sugirieron tres métodos para probar la posibilidad de cosecha de melones: 1.

Prueba de golpe, una palmada, el sonido sordo indica madurez, un sonido sonoro es signo de inmadurez;

2.

Prueba de presión, un sonido de rompimiento cuando se presiona en contra de una superficie indica madurez; y

3.

Prueba del tapón (calado), es la prueba, más real de madurez, pero aplicable sólo para uso inmediato.

Como un criterio más objetivo y satisfactorio, el estudio de Azzi (1956) señala la importancia de la tasa de cambio de la circunferencia con relación a la madurez. El establece que la circunferencia del melón se duplica cada cinco días hasta que la madurez plena se ha alcanzado, cuando el-incremento es nulo. Para la determinación de la calidad cosechable y la fecha de cosecha de los cultivos vegetales, la claridad de las fases (como se describierón en la Sección 3.2.3) es una consideración importante. Higgins (1952) dividió las fases fenológicas de los chícharos de jardín ingleses en 1º subfases, con números enteros Ándicaiido nudos específicos y números decimales indican de fases de desarrollo nodal. Así, de acuerdo con el sistema de


Higgins, el inicio del desarrollo meristemático en el primer nudo se designó como 1.1.

0.1

La yema comienza el desarrollo, Se incrementa en tamaño y el zarcillo se desarrolla entre el primer par de estípulas.

0.2

El segundo par de estípulas que se mantienen cercanamente juntas, se empiezan a mostrar entre el primar par.

0.3

El segundo par de estípúlas y él zarcillo se elongan.

0.4

El segundo par de estípulas se separan. La elongación de éstas y el zarcillo se lleva a» cabo.

0.5

El segundo par de estípulas separádas y el zarcillo se élongan.

0.6

El segundo par de estípulas comienza a separarse del primer par.

0.7

EI segundo par de estípulas se separa completamente del primer par.

0.8

EI -segundo par de estípulas comienza a desdoblarse y se separa más del primer par. El primer par de estipulas permanece cerrado.

0.9

El segundo par de estípulas se desdobla completamente mientras que el primero comienza a des doblarse.

1,0

Ambos pares de estípulas se expanden completamente y entre el primer par de estípulas está una yema foliar compacta. Este es un nudo completo-

La descripción del desarrollo vegetativo del chícharo con este sistema se ilustra en la Figura 6.3. Durante el estado de plántula., los primeros dos nudos se encuentran bajo tierra y el tercer nudo no es fácilmente detectable; así, el cuarto nudo es el primero en apariencia que se registra. En adi ción al desarrollo nodal, Higgins observó las fechas de siembra, emergencia, floración, madurez de frutos y terminación de crecimiento. En su estudio de los efectos climáticos sobre el rendimiento de Tephrosia vogelli (leguminosa originaria de Africa), Higgins y Decker (1971) adoptaron un sistema índice similar para diferenciar diez estados de desdoblamiento de hoja. Una red de estaciones agrometeorológicas piloto en Wisconsin y estados vecinos han hecho observaciones fenológicas de varios tipos de chícharos, maíz dulce, remolacha y frijol ejotero “snop bean”. Los

eventos observados en chícharo incluyen siembra, emergencia, conteo de plantel (siete días después de la emergencia y también al tiempo de la floración, altura de planta (altura de tallo), conteo de nudos, 10% y 50% de floración en el campo, número de vainas cosechables y cosecha real. Eventos similares se observaron para el frijol ejotero, excepto para el conteo del plantel, conteo de nudos y estado de floración. Para el desarrollo del maíz, se hicieron observaciones en la siembra, emergencia, conteo de plantel (siete días después de la emergencia y al tiempo de la primera emergencia de las espigas), altura de plantas con las hojas extendidas, emergencia de espigas, emisión del polen por la espiga, altura de planta incluyendo espiga, primera aparición de estilos, aparición de estilos en 75%, número de macollos por diez plantas, mazorcas cosechables y la cosecha. Para el desarrollo del betabel, fecha de siembra, fecha de emergencia, conteo del plantel (siete días después de la emergencia), altura de planta con la hoja extendida, y mediciones de distribución de hojas y diámetro de raíz se registrarán. Otros eventos generales registrados para todos los cultivos son: daño por helada y tormenta, hierbas, reporte de tratamiento de semillas, fertilización, insecticidas, herbicidas, etc., y reporte de enfermedades. y pestes, junto con el reporte del tiempo y mediciones microclimatológicas de


campo. La investigación agrofenológica en varios aspectos del crecimiento y desarrollo de la planta puede agruparse en tres categorías: a. Distribución espacial, b. Variación en el tiempo, c. Relaciones espaciales-temporales. a) Distribución espacial. Aquí se hace énfasis sobre la distribución geográfica, tanto horizontal como vertical de un evento fenológico particular. En el desarrollo la flor, por ejemplo, un análisis de las isófonas se hace trazando isolíneas a través de puntos geográficos en donde la misma fecha de floración para especies idénticas se observa en un año especifico. El análisis de la fecha de flotación normal para una localidad, el cual determina el mapa de isófonas normales para una localidad, es uno de los estudios fenológicos normales. Otra concepción de la distribución espacial es usando isolíneas para idicar la misma diferencia en días respecto a la isófona normal para un año específico. Las isolíneas pueden aplicarse a todos los otros eventos fenológicos. b) Variación temporal. En ésta, la secuencia de tiempo de ocurrencia de uno o más eventos fenológicos de una especie particular o de un número de especies se observa para una(as) localidad(es) geográfica(s) fija(s). La observación de la variación anual en la fecha de floración de una planta específica en una localidad, en relación. a la temperatura extrema es un ejemplo de este tipo de investigación. Otro ejemplo es la construcción de un calendario fenológico para un área específica. c) Relaciones temporales y espaciales. Aquí, el patrón de distribución en La variación de tiempo, de un simple evento o eventos es investigada en un área geográfica amplia. Un buen ejemplo es la Ley Bioclimática de Hopkins (1918). En la Sección 6.6.4 se hace una breve discusión de la Ley de Hopkins.


III. DIVISION DEL CICLO BIOLÓGICO Los seres vivos muestran variaciones continuas en su volumen, peso, estructura, y forma, así como en la sensibilidad y necesidades que son afectadas por el ambiente, razón por l o cual para sistematizar el estudio de la fenología, es conveniente dividir el ciclo de vida de los organismos en varias etapas, fácilmente observables por medio de las características morfológicas particulares o específicas de éstas, que faciliten comprender su comportamiento durante su desarrollo. Las divisiones del ciclo biológico más generales hechas por la fenología son: 3.1. Período.- Es el tiempo indispensable y suficiente que necesita una planta para ser estimulada por un excitante externo, que sea capaz de provocarle una reacción necesaria para la repetición intermitente de los estímulos de la misma, así como la duración para lograrla. Es decir, la periodicidad es el tiempo con que se repiten ciertas manifestaciones biológicas tomando en consideración la influencia de factores externos como la luz, la temperatura y la humedad. Por ejemplo, la soya es muy sensible al fotoperiodo y puede retrasar o acelerar la floración, dependiendo de las horas luz que haya en determinado día de la estación “X” del año.

3.2. Fase.- Es la aparición, transformación o desaparición rápida de los órganos de la planta; generalmente estas transformaciones ocurren en intervalos muy breves. La emergencia de cualquier cultivo, cuando el trigo empieza a espigar, la brotación de la vid, la madurez fisiológica del sorgo, entre otras, son verdaderas fases fenológicas. Existen varios eventos no rápidamente identificables por indicadores visibles, aunque son detectables por medios mecánicos, anatómicos o químicos. Estos eventos son indicadores de lo que se ha llamado criptofases o fases invisibles, ejemplificadas por la germinación subterránea, yemas florales y el desarrollo de raíces en las plantas. Los fenólogos han encontrado que muchos de tales eventos no visibles, son mejores indicadores de los efectos microclimáticos que influyen sobre el desarrollo de los organismos vivos, que los eventos visibles más relacionados. Hablar de fases de los cultivos se asocia en parte con la inminencia de que pronto el cultivo en pleno estará en cierto estado, por ejemplo la fase de germinación, o la floración. Es obvio, además, que una determinada fase de una especie particular se producirá en fechas distintas para lugares con climas diferentes, motivo por el cual se ha acuñado el término de isófanas.

Figura 1. Algunas criptofases en el cultivo de sorgo: a) meristemo apical en estado vegetativo; b) meristemo apical en estado de diferenciación floral; c) inflorescencia en desarrollo

Se entiende por isófanas las curvas que unen los puntos o sitios geográficos donde una fase dada se verifica en la misma fecha. Es claro que las isófanas se refieren a una misma especie, pero dado que existen


innumerables variedades que difieren en la longitud de su ciclo biológico, lo ideal, es trazar las isófanas por variedad. Los tipos de isófanas más comunmente empleados son los siguientes: 3.2.1. Isófanas de siembra. La siembra evidentemente no representa una fase de desarrollo, sino que es tan sólo

la premisa necesaria para que la germinación comience, dando inicio al período vegetativo.

Se sabe que la fecha de siembra es un factor muy importante en la duración del período vegetativo y en consecuencia en el rendimiento de los cultivos; siembras tardías reducen el ciclo biológico y siembras tempranas lo prolongan, aunque las siembras antes o después del período óptimo de siembra reducen los rendimientos notablemente. Las cartas de siembra sirven para obtener los períodos óptimos de siembra y auxilian para establecer la aptitud de un clima respecto a varios cultivos. 3.2.2. Isófana de floración. Las isófanas de floración o isoantes son líneas que unen puntos donde la floración

de una especie dada sucede en la misma fecha. La floración es un fenómeno de fácil observación, pero dependiendo de la región la fecha en que inicia es muy variable. Esta fase es muy importante pues el rendimiento de los cultivos está muy relacionado con su floración; se ha encontrado que casi todas las especies tienen un período crítico durante la ocurrencia de esta fase o muy cercano a ella. Conociendo la fecha de floración de un cultivo, es posible tomar las precauciones más convenientes para evitar disminuciones del rendimiento al presentarse un período crítico.

3.2.3. Isófanas de cosecha. Las isófanas de cosecha son aquellas que unen puntos donde la cosecha de una

especie o variedad dada, se verificará en la misma fecha.


La elaboración de la carta de cosecha ofrece menos dificultades que la de siembras, debido a que una diferencia notable en las fechas de siembra se traduce en una diferencia muy pequeña en las fechas de cosecha. Esta isófana, al igual que la de siembra, depende principalmente del régimen térmico y pluviomético, así como de factores agrotécnicos. La utilidad de las isófanas de cosecha se conjuga con las de siembras en la determinación de la aptitud de un clima para diversos cultivos, época del año en que se desarrollan estos, y duración del periodo vegetativo, entre otros. Después de varios años de observaciones fenológicas es posible obt ener las “isófanas medias” de cualquier fase de un cultivo en específico. También se pueden hacer mapas fenológicos de corto intervalo de tiempo para áreas pequeñas que puedan compararse con los mapas del tiempo y deducir interesantes relaciones entre ellos. Con relación a la elaboración de isófanas, la “ Ley Bioclimática de Hopkins” es muy útil, pues permite un correcto trazado de las mismas con relativamente pocos puntos de observación. Dicha ley señala que “la fecha de aparición o de manifestación de un fenómeno de carácter periódico se retraza cuatro días por cada grado de latitud en dirección al Norte, por cada cinco grados de aumento de longitud hacia el Este, y por cada cien metros de altitud” .

La ley de Hopkins tiene desviaciones como resultado de la influencia de algunos factores locales, entre los que se encuentra la cercanía a grandes masas de agua, las condiciones topográficas y condiciones geográficas del área de referencia. 3.3. Etapa o estado. Es el intervalo de tiempo limitado por dos fases. Durante cada etapa las tendencias de las plantas varía en una sola dirección o permanecen constantes. Un fenómeno meteorológico puede ser benéfico o perjudicial según se presente en tal o cual época del ciclo de desarrollo del cultivo; por ejemplo, la presencia de lluvias cuando la mazorca ha madurado es nociva porque puede provocar que la semilla germine aún estando la planta en el campo. De ahí la importancia de conocer las características ecológicas de un vegetal y lo indispensable de dividir la vida de éste en etapas o estados. Los factores que influyen sobre la fenología varían con las especies; sin embargo, hasta ahora, de acuerdo a observaciones de los fenómenos periódicos de los vegetales, se ha encontrado que los elementos del clima que más influencia ejercen sobre esto son: a.

La marcha de la temperatura, tanto del suelo como del aire.

b.

La variación periódica de la duración del día o fotoperiodo, y

c.

La humedad del suelo.

Para ocurra una determinada fase se requiere una temperatura adecuada comprendida dentro de ci ertos límites. Como ejemplo se anota la siguiente experiencia de Lehenbauer, citado por De Fina y Ravelo (1979), quien al medir el crecimiento horario (cada hora) de plántulas de maíz recién nacidas, sometidas a diversas temperaturas, concluyó que: a.

Las muestras sometidas a temperaturas < 2 °C detienen el crecimiento.

b.

A partir de los 2 °C, elevando la temperatura, la velocidad de crecimiento aumenta en forma extraordinaria, alcanzándose la máxima velocidad a los 32 °C.


c.

A partir de los 32 °C todo aumento de la temperatura produce una disminución rapidísima de la velocidad de crecimiento.

d.

Al llegar a los 49 °C el crecimiento se detiene.

Debe quedar claro que los valores de temperatura indicados anteriormente son diferentes para cada fase de desarrollo de las planta y que está en función de la especie y variedad. El crecimiento y desarrollo de las plantas se puede dividir, de manera general, en tres etapas fenológicas: la etapa vegetativa (EV1 ó ED1), la etapa reproductiva (ER1 ó ED2) y la etapa de maduración o de llenado de grano (ER2 ó ED3) como se puede observar en el siguiente esquema:

EV1

ED1

Emergencia

Iniciación floral

ER 1

ER 2

ED2

ED3

Floración ó antesis

Madurez fisiológica

En general, la etapa vegetativa comienza con la emergencia de la plántula y continúa hasta el momento de la iniciación floral. Durante esta etapa las plántulas: 1) establecen las raíces seminales y se producen raíces adventicias, 2) todas las hojas se forman durante este período, aunque al momento de la iniciación floral sólo 50 % de las hojas están maduras, 3) se define el área foliar potencial, es decir, la magnitud del aparato fotosintético, y 4) comienzan a brotar los hijos o macollos en algunos cereales. En sorgo esta etapa dura aproximadamente 30 días, de 16 a 20 días en mijo proso, y de 22 a 28 días en mijo perla, aunque en muchas variedades las altas temperaturas y días de longitud corta reducen la duración de esta etapa. La etapa reproductiva marca el inicio del período de crecimiento rápido de las plantas, desde la iniciaci ón floral hasta llegar a la floración. Esta etapa está acompañada de: 1) un incremento del área foliar, 2) una rápida elongación de los entrenudos del tallo, 3) en esta etapa se define el número potencial de flores fértiles, 4) ocurre una competencia notable entre el desarrollo vegetativo y reproductivo, y 5) se determina el número potencial de semillas por fruto. La acumulación de materia seca es importante en raíces, hojas y tallos, lo cual se da principalmente con altas temperaturas y abundante suministro de nitrógeno. La duración de esta fase es de cerca de 20 a 25 días para mijo proso, de 18 a 25 días en mijo perla, y en aproximadamente 35 días para sorgo. La etapa de maduración o de llenado de grano comienza con la fertilización de los óvulos y termina con la madurez fisiológica. A través de este período, la planta: 1) acumula activamente materia seca, particularmente en los granos, y 2) se define el tamaño final de éstos. En esta etapa solamente unas cuantas hojas superiores mantienen la fotosíntesis como soporte a la maduración de los granos. El final de la fase de llenado de grano está delimitado por la madurez fisiológica; en los cereales, ésta se conoce por la aparición de la capa negra en la región hiliar del grano. La duración de esta etapa es de aproximadamente 20 a 30 días en mijo proso, de 20 a 25 días en mijo perla, y de 45 días para sorgo.


De los ejemplos que da Azzi (1981) para la división del ciclo biológico, se puede observar que existen tres grandes grupos de plantas con divisiones comunes, quedando integradas en: 1) Cultivos herbáceos: cereales, 2) cultivos leñosos: manzano, café, y 3) cultivos con fases invisibles: almendro. Ejemplos de la división del período vegetativo por grupos de plantas, tomados del trabajo de Hinojosa (1989) se indican a continuación. Cuadro 3. Subperíodos para cultivos herbáceos: trigo. Etapa

Intervalos.

Nacencia

Siembra a principios de amacollaje

Amacollaje

Inicio a fin de amacollaje

Espigamiento

Fin de amacollaje a espigamiento

Madurez

Espigamiento a madurez

Cuadro 4. Subperiodos para cultivos leñosos: manzano. Etapa

Intervalos

Dormancia

Fin de cosecha a brotación de yemas

Floración

Brotación de yemas a floración

Fructificación I

Floración a fructificación

Fructificación II

Fructificación a inicio de madurez

Madurez

Inicio a final de madurez

Cosecha

Fin de madurez a fin de cosecha

Cuadro 5. Subperiodos para cultivos con fases invisibles Etapa

Intervalos

I

Floración a fructificación

II

Fructificación a máximo peso de frutos

III

Peso máximo de frutos a inicio de madurez

IV

Madurez hasta cosecha.

Las etapas de crecimiento pueden a su vez subdividirse, como se muestra, para el caso de sorgo, en el cuadro siguiente:


Cuadro 6. Características de identificación e intervalos aproximados entre los diferentes períodos de crecimiento de sorgo. Etapa

DDE

Características de identificación

0

0

Emergencia, coleoptilo visible en la superficie del suelo

1

10

El cuello de la tercera hoja es visible

2

20

El cuello de la quinta hoja es visible

3

30

Diferenciación del punto de crecimiento

4

40

La hoja final (hoja bandera) es visible

5

50

Embuchamiento, la panoja se extiende dentro de la vaina de la hoja bandera

6

60

Floración media, el 50% de la población se encuentra en algún grado de floración Grano masoso suave

7

70

Grano masoso duro

8

85

Madurez Fisiológica, aparición de la capa negra en la región hiliar

9

95

* Vanderlip, 1972. ** Días después de emergencia; éstos pueden variar según las características genéticas del material y de las condiciones ambientales.


IV. PERIODOS CRITICOS Generalmente las exigencias meteorológicas de los vegetales no cambian gradualmente durante el ciclo vegetativo, sino que éstas varían bruscamente después de cada fase y se mantienen relativamente constantes hasta la fase siguiente. De esta manera, conforme cambian las etapas fenológicas, las exigencias meteorológicas de las plantas varían; sin embargo, dentro de ciertas etapas se presentan períodos críticos. Un período crítico es el intervalo relativamente breve del período vegetativo, durante el cual la planta presenta la máxima sensibilidad a un determinado elemento (De Fina y Ravelo, 1975). Por lo tanto, las variaciones del elemento de que se trate se reflejan directamente en el rendimiento de los cultivos. Un período crítico no es una etapa de desarrollo de las plantas, sino que es una fracción de estas etapas; inclusive puede abarcar fracciones de dos etapas sucesivas. Generalmente se presenta poco antes o poco después de una fase fenológica, y dura entre 2 y 3 semanas. Los períodos críticos varían de un cultivo a otro, por lo cual su conocimiento es muy útil para tomar las medidas más adecuadas para prevenir las adversidades climáticas como sequías y heladas, y/o la presencia de plagas y enfermedades; y de ésta forma, evitar decrementos sustanciales en los rendimientos de un cultivo. También permite la realización oportuna de las prácticas de cultivo como es la aplicación de r iegos, fertilizantes, e insecticidas. Los períodos críticos más estudiados han sido respecto a la humedad y a la temperatura; sin embargo, en la agricultura en general, los períodos críticos de competencia con malezas, y de ataque de plagas y enfermedades, juegan un papel muy importante en la obtención de rendimientos elevados. 4.1. Periodo crítico por humedad: En relación a la humedad disponible en el suelo para el óptimo desarrollo de los cultivos, en forma general se indica que la etapa más sensible a deficiencias hídricas es durante el desarrollo de los órganos reproductivos. Se han encontrado relaciones de 17, 34 y 10% en el rendimiento de grano en sorgo cuando ocurre una deficiencia hídrica poco antes del embuche, de embuche a antesis, y de grano en estado lechoso a estado masoso, respectivamente (Lewis et al., 1974) Sin embargo, el período crítico para deficiencias hídricas se establece alrededor de la microesporogénesis, ocasionando reducciones drásticas en el rendimiento de grano. Los efectos de la sequía sobre el rendimiento, se puede explicar a través de sus componentes directos como son el tamaño y número de granos, ya que como se ha señalado anteriormente, durante la etapa de iniciación floral a antesis se define el número potencial de granos, mientras que entre la etapa de antesis a madurez fisiológica se fija el tamaño de estos. Lo anterior explica por qué generalmente se ha señalado que las reducciones en rendimiento, debidas a deficiencias hídricas antes de antesis, están asociadas a un menor número de granos, mientras que el efecto de una sequía ocurrida después de antesis se refleja en un menor tamaño de éstos. En algunos cereales como es el caso del trigo y sorgo, se ha detectado un efecto compensatorio entre el tamaño de granos y el número de estos, de manera que el tamaño aumenta cuando se reduce el número de granos. Para el caso específico del trigo, en el siguiente cuadro pueden observarse dichos aspectos.


Cuadro 7. Efecto del déficit hídrico durante la microesporogénesis en trigo cv Gabo. Disponibilidad de agua Variable

Limitante

Ilimitada

Granos por planta

2.2

2.7

Espiguillas fértiles. por espiga

14.6

15.0

No. granos por espiguilla fértil

2.1

2.4

Tallo principal

34.9

40.9

Vástagos

22.4

24.5

Tallo principal

45.0

40.0

Vástagos

42.0

40.0

Peso de grano/planta

2.7

3.3

No. granos por espiga

Peso de grano (mg)

En trigo la disminución en el número de granos/planta, debido a efectos de sequía durante la microesporogénesis, estuvo asociada con una reducción significativa en la viabilidad del polen, mientras que los órganos femeninos permanecieron fértiles. En el cuadro siguiente se observa que el déficit hídrico incrementó la presencia de anteras anormales (37.3 %) y disminuyó la viabilidad del polen (33.3 %), lo cual consecuentemente ocasionó una disminución en los componentes del rendimiento.

Cuadro 8. Efecto del déficit hídrico en la morfología de anteras y viabilidad del polen en trigo. Deficiencia hídrica Variable

Con

Sin

Anteras anormales (%)

3.8

41.1

Viabilidad de polen (%)

91.1

57.8

En el caso del sorgo, diversos investigadores han señalado que la etapa más vulnerable a déficits hídricos se encuentra entre la etapa de embuche (emergencia de la panoja) y antesis; sin embargo, los tratamientos de sequía fueron aplicados más bien en intervalos amplios y las etapas de desarrollo de la panoja no se definieron con suficiente exactitud, así que pudo haberse pasado por alto la microesporogénesis como una etapa crítica. Como se observa en la Figura 3, los déficits hídricos severos, antes de la microespogénesis, reduce el número de granos por panoja desde 26 a 55 %, en relación con las plantas en riego. Sin embargo, por un efecto compensatorio, el tamaño de grano se incrementa hasta un 80% cuando el número de granos creció en 45 %. Consecuentemente, las pérdidas en rendimiento de las plantas tratadas varía entre 70 y 80 %.


Durante la antesis, la sequía ocasiona una reducción de 32 % en el número de granos/panoja y una ligera reducción del 2 % en el tamaño de grano, de tal manera que las pérdidas en rendimiento alcanzan 37 %. Durante la etapa de llenado de grano, el número de granos es levemente inhibido por la sequía, mientras que el tamaño de grano es considerablemente disminuido, particularmente durante la fase de grano lechoso; las pérdidas en el tamaño de grano durante esta fase alcanzan hasta 30 %, lo cual coincide con una reducción del 55 % en el rendimiento de grano. En términos de rendimiento de grano, las etapas desde la microesporogénesis hasta la etapa de grano lechoso parecen ser más susceptibles a deficiencias hídricas que el resto de las etapas de desarrollo de la panoja, y de la planta en general. 4.2. Período crítico por competencia con malezas: Las malezas representan un problema en las diversas actividades del hombre, pero principalmente en la agricultura donde reducen el rendimiento de los cultivos al competir por agua, luz, nutrimentos y espacio. En la mayoría de los casos las malezas tienen unja tasa de crecimiento mayor, que les permite dominar el área donde se desarrollan, teniendo como resultado reducciones mayores a 50 % del rendimiento. La magnitud de reducción del rendimiento causado por las malezas, no es igual en todos los casos por lo que no debe generalizarse; sin embargo, dicha magnitud de la reducción depende de la etapa de desarrollo del cultivo en que aparecen las malezas. Por la situación descrita, es necesario conocer el período en que la competencia maleza -cultivo se vuelve crítica e mi pide maximizar el potencial de producción de un cultivo cualquiera; esto permitirá conocer hasta cuando es necesario mantenerlo limpio y evitar gastos económicos innecesarios en escardas, aplicación de herbicidas, entre otros. Diversos autores (Alemán y Nieto, 1968; Aguilar y Acosta, 1973; Pereyra, 1974) mencionan que en el cultivo de maíz establecido en condiciones de temporal en los valles altos del país, las malezas empiezan a ejercer competencia desde la emergencia del cultivo hasta casi 75 días después de ésta; sin embargo, también indican que para obtener un rendimiento elevado, es necesario mantener limpio al cultivo por lo menos 60 días después de la siembra.


UNIDAD V ESTACIÓN DE CRECIMIENTO 5.1. INTRODUCCIÓN Cuando sobre un planisferio se sitúa, por medio de puntos, el área de distribución de una especie, se observa que su cultivo se realiza preferentemente en determinadas regiones. Si se compara el área de distribución de dos especies, por ejemplo caña de azúcar y trigo, se comprueba que el cultivo de cada uno de ellos se realiza en regiones diferentes. Por otra parte, al estudiar la fecha de siembra en cualquier cultivo, se observa que esta varía según las localidades; así por ejemplo, en el Valle de México la siembra del maíz comienza a mediados de marzo cuando se establece bajo condiciones de riego, en tanto que en el sur del estado de Morelos, bajo las mismas circunstancias, la siembra se puede realizar durante todo el laño. Si en una localidad se realizan siembras experimentales de una especie determinada durante todo el año, sucede que las siembras correspondientes a las adaptadas comúnmente por los agricultores son las que dan los resultados más satisfactorios; esto se debe a que estas fechas de siembra, son las que encuentran la menor suma de adversidades meteorológicas durante su desarrollo. La información anterior permite indicar que la explotación remunerativa de un cultivo sólo es posible si, durante todo su ciclo biológico, encuentra condiciones favorables de temperatura, humedad y duración del día, entre otros. En lugares con un período de crecimiento corto, menor a 90 días, la probabilidad de que la agricultura prospere es muy baja, dado que no basta tener un período libre de heladas para tener seguridad en los cultivos porque puede suceder que en algún año haya heladas prematuras o tardías. La FAO (1978) desarrollo el concepto de período o estación de crecimiento (PC) como una manera de simplificar la zonificación de cultivos de acuerdo a sus necesidades hídricas y de temperatura, así pues, se define al período de crecimiento como el número de días durante el año en los cuales existe disponibilidad de humedad en el suelo y una temperatura ambiental favorable para el desarrollo de los cultivos; desde la germinación hasta que ocurre la madurez fisiológica de los órganos de importancia antropocéntrica. En las regiones tropicales, donde las bajas temperaturas no limitan el crecimiento de las plantas, la fecha y duración del período de crecimiento está determinado por un balance simple de agua, en el cual se compara el patrón estacional de la precipitación contra la evapotranspiración potencial (Nield y Aceves, 1984); es decir, en estas regiones el periodo de crecimiento es el número de días durante los cuales la precipitación (P) supera a la mitad de la evapotranspiración potencial EPT (P > 0.5 ETP), más el tiempo necesario para evapotranspirar la cantidad de agua almacenada en el perfil del suelo.

5.2. PC DETERMINADO POR DISPONIBILIDAD DE HUMEDAD: La lluvia cae al suelo cuando éste generalmente está seco, existiendo por lo tanto un gran déficit de humedad en el perfil. Ante la ausencia de reservas de humedad en el suelo, la preparación de la cama de siembra, la germinación de la semilla y el crecimiento inicial de los cultivos son por lo tanto enteramente dependientes de la cantidad de lluvia y distribución de frecuencias de esas lluvias tempranas. La forma de eliminar el riesgo de tomar en consideración un “falso principio de lluvias” es tomando el inicio del período de crecimiento cuando la precipitación es igual a la mitad de la evapotranspiración potencial (P=0.5 ETP). Se ha considerado que cuando esto ocurre se han cubierto los requerimientos de agua para el establecimiento de los cultivos (FAO, 1978). 5.2.1. Tipos de periodos de crecimiento


De acuerdo a su comportamiento, existen varios tipos de períodos de crecimiento, pudiendo ser: normal, intermedio, húmedo todo el año y seco todo el año. 5.2.1.1. Período de crecimiento normal: La Figura 1 ilustra la metodología, donde se muestra un período de crecimiento normal, es decir, aquel en el cual existe un período húmedo. Este tipo de periodo de crecimiento es representativo de regiones semiáridas; su principal característica es la existencia de un intervalo en el cual la P supera a la ETP; de esta manera, en él se diferencian claramente tres subperiodos: el prehúmedo, el húmedo y el poshúmedo.

Figura 1. Estación o periodo de crecimiento normal. El subperiodo prehúmedo corresponde al inicio de las lluvias o del periodo de crecimiento per se y es, a su vez, la fecha de siembra más temprana; en este caso, el primer día “a”, la precipitación normal (P) se hace igual a la mi tad de la evapotranspiración potencial normal (ETP). Los puntos “b 1” y “b2” definen el período

húmedo cuando la lluvia excede a la ETP; es decir P>EPT, almacenándose agua en el perfil del suelo. Por último, el subperiodo posthúmedo coincide con la disminución y terminación de las lluvias; el punto “c” es el final del período de lluvias y éste punto es tomado como referencia para ubicar el término del PC después de considerar el agotamiento de las reservas del suelo. El final del período de crecimiento “d” es el día cuando la precipitación normal diaria se hace menor a 0.5 ETP (P<0.5 EPT), más el tiempo requerido para evapotranspirar 100 mm de humedad almacenada en el suelo durante el período húmedo, cuando la lluvia fue mayor a la ETP (Nield y Aceves, 1984). Para obtener la ETP se considera ésta como el 80% de la evaporación (E); para obtener la fecha exacta del inicio del PC y el fin del periodo de lluvias, se grafican de manera conjunta los valores de P, EPT y 0.5 EPT, según el método original, luego se prolongan dos líneas verticales de los puntos de intersección de P y 0.5 EPT hasta el eje de las ordenadas midiéndose el intervalo (en días) entre los dos puntos, que proporcionan, respectivamente, el inicio y final de las lluvias. Así se ubica el final del periodo de lluvias, y posteriormente se identifica la fecha del final del PC por disponibilidad de humedad, la cual ocurre cuando se hayan agotado las reservas hídricas del suelo. Para lograrlo es necesario conocer la capacidad de almacenamiento de agua (CA) de los suelos, mismos que se se obtienen mediante la expresión siguiente (Ortiz, 1988?): CA = (CC – PMP) x da x pr; donde CC es la capacidad de campo, en por ciento de humedad, determinada por el método de la olla de presión; PMP es el punto de marchitez permanente, en por ciento de humedad, determinado por el método de la membrana de presión; da es la densidad aparente, adimensional, determinada por el método de campo;


y pr es la profundidad radicular, en centímetros, determinada mediante observaciones de campo; CA se expresa en mm de lámina. La CA depende de la textura de los suelos por lo cual se debe tener muy en cuenta esta característica para determinar el final del PC. Así mismo, el tiempo requerido para consumir las reservas hídricas del suelo, después de que termonó el periodo de lluvias, se obtiene al dividir la CA entre la ETP diaria; ésta última se proviene de dividir la evaporación media mensual entre el número de días del mes correspondiente y se multiplica por 0.8. En el cuadro siguiente se indican los valores de las características edafológicas utilizadas para estimar la CA en suelos dominantes en el estado de Morelos: Cuadro. Unidades de suelo dominantes en el estado de Morelos y sus principales características físicas. Tipo de suelo Regosol Vertisol Feosem calcárico Feosem háplico Castañozem Andosol Fuente: Ornelas, 1990.

da (adimensional) 1.36 1.25 1.46 1.16 1.62 0.86

pr (cm) 80 80 80 60 60 80

CC (%) 16.67 26.70 8.36 34.66 17.41 18.05

PMP (%) 9.07 14.51 4.54 18.84 9.46 9.41

CA (mm) 83 122 45 110 77 57

5.2.1.2. Período de crecimiento intermedio: Si a través del año la precipitación excede la mitad de la evapotranspiración potencial, pero no alcanza a rebasar la evapotranspiración potencial total, se dice que es un período de crecimiento intermedio (Figura 2); es decir (0.5 EPT < P < EPT). Por lo tanto la duración del período de crecimiento se considera cuando P<0.5 ETP, es decir, no existe un período húmedo.

Figura 2. Estación o periodo de crecimiento intermedio

En aquellas áreas caracterizadas por un patrón de precipitación bimodal, en donde pueden resultar uno o más períodos de crecimiento, se toma el siguiente criterio: si el déficit de precipitación es menor de 50 mm durante el período seco entre los dos picos, se considera c omo un periodo de crecimiento continuo o unimodal; en caso contrario, se pueden considerar dos o más períodos de crecimiento según su longitud (FAO, 1978).


5.2.1.3. Período de crecimiento húmedo todo el año Aquellos períodos de crecimiento en que la precipitación media mensual, durante todo el año, excede a la evapotranspiración (ETP
Figura 3. Estación o periodo de crecimiento húmedo todo el año.

5.2.1.4. Período de crecimiento seco todo el año Cuando la precipitación media mensual, para cada mes del año nunca excede a 0.5 ETP (P < 0.5 EPT), se denominan períodos de crecimiento seco todo el año; es decir, se tiene un período de crecimiento de 0 días. Este tipo de periodo de crecimiento es característico de zonas áridas donde la precipitación es muy baja o nula, como es el caso del Valle de Cañete, ubicado en las cercanías de Lima, Perú.

Figura 4. Estación o periodo de crecimiento seco todo el año.

5.3. PC DETERMINADO POR DISPONIBILIDAD DE TEMPERATURA.


En regiones templadas y subtropicales de altura donde la humedad es adecuada, la fecha de inicio y duración del período de crecimiento está determinada por la curva estacional de la temperatura. “El período de crecimiento comienza cuando la temperatura es lo suficientemente elevada para inducir la germinación y propiciar un buen crecimiento de plántulas”. Por ejemplo, el periodo de crecimiento para trigo, maíz y sorgo,

se inicia cuando la temperatura media diaria sube por primera vez a 4, 13 y 18 °C, respectivamente (Nield y Aceves, 1983). El procedimiento para determinar la fecha y duración del período de crecimiento determinado por la temperatura se ilustra en la Figura 2, donde se observa que la fecha de siembra más temprana se inicia en el punto “a”. El tiempo entre “a” y “c” es la duración del período de crecimiento. El tiempo entre “a” y “b” sería la duración del período de crecimiento de un material tardío. La siembra más tardía “d”, se define al restarle al punto “c” las unidades calor o días requeridos por un material precoz, del total acumulado hasta el punto “c” (Nield et al., 1983).

5.3.1. Inicio y final del periodo de crecimiento: Dada la compleja variabilidad del clima en México y de la limitada disponibilidad de datos meteorológicos, los procedimientos propuestos por la FAO (1978) y Nield et al. (1983), sólo son aplicables en aquellas zonas donde se cuenta con la información que este tipo de metodologías requieren. De ahí la necesidad de utilizar otros métodos para determinar el período de crecimiento bajo condiciones de temporal en las diferentes regiones del país. La metodología propuesta por Selyaninov se adapta bien a las condiciones mexicanas al utilizar un índice hidrotérmico “K”, que se puede calcular utilizando valores acumulados de temperatura y precipitación en períodos de 10 días o mensuales. El índice hidrotérmico tiene la misma especie de relación con el procedimiento de la FAO, siendo la principal diferencia la estimación de la ETP; sin embargo, ésta metodología es válida sólo cuando la temperatura media diaria es superior a 10 °C. El valor de K se utiliza como límite para determinar el principio o fin del período de sequía. El mismo valor sirve para determinar el período húmedo. Selyaninov así mismo propone una ecuación que estima el inicio y fin del período de crecimiento, la cual se expresa de la siguiente manera: PC = 1.0 - b (d) + 15 fórmula 1 a - b Donde PC es la fecha de inicio o fin del período de crecimiento; 1 es el valor de K al principio o fin del período húmedo; b es el valor del índice hidrotérmico para el mes que precede al límite K definido; a es el valor del índice hidrotérmico para el mes siguiente al límite K definido; d es el número de días al mes y 15 es un valor constante de ajuste. En las zonas templadas, la estación de crecimiento generalmente está determinada por la presencia de heladas; desgraciadamente la información disponible en las normales climatológicas de la SAG-SMN (1976), sólo permite conocer el promedio de días con heladas en un período determinado, así que se puede adoptar la ecuación de Selyaninov, tomando el número de días con heladas como un índice K para el cálculo de las fechas de inició y fin del período de heladas. A continuación se ejemplifica la metodología para la estación de Chapingo, Méx. Los datos necesarios para el cálculo se presentan en el cuadro siguiente:


Cuadro. Días con heladas (DH), precipitación (P), evapotranspiración potencial (ETP), e índice hidrotérmico para Chapingo, Méx. Mes Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Septiembre Octubre Noviembre Diciembre

DH 14.91 8.66 4.16 = a 0.75 = b 0.86 0.15 0.00 0.09 0.36 = b 2.40 = a 7.52 11.23

P 1.3 1.1 2.2 13.6 45.6 85.7 113.0 101.4 84.3 30.3 3.2 0.9

0.5 ETP 19 21 30 36 41 40 39 37 32 29 23 19

K 0.07 0.05 0.07 0.38 = b 1.18 = a

2.14 2.90 2.74 2.63 1.04 = a 0.14 = b 0.05

El inicio del período libre de heladas se calcula mediante la ecuación 1, como sigue: PC = 1.0 - 0.75 (30) + 15 = 17.2 4.16- 0.75 El valor PC así obtenido se resta al último día del mes b (abril), por lo tanto el período libre de heladas inicia el 13 de abril. Mediante el mismo procedimiento se calcula el fin del período libre de heladas, donde: PC = 1.0 - 0.36 (30) + 15 = 24.4 2.40 - 0.36 En este caso el valor PC se suma al primer día del mes b (septiembre), así que el período libre de heladas termina el 25 de septiembre. El cálculo de la estación de crecimiento según el régimen de humedad (PCH), se realiza en base a un balance de humedad simple entre la precipitación (P) y evapotranspiración potencial (TP), según la relación K = P/0.5 ETP, considerándose K = 1 como el inicio y/o fin del período de crecimiento. De modo similar al período libre de heladas, el período de crecimiento, por disponibilidad de humedad, se establece utilizando la ecuación 1, obteniéndose por lo tanto un valor PC, donde: PC = 1.0 - 0.30 (30) + 15 = 38.3 1.40 - 0.14 Este valor se suma al primer día del mes b (abril), por lo tanto el 9 de mayo inicia el período con disponibilidad de humedad; de la misma manera se calcula el fin del PC: PC = 1.0 - 0.14 (30) + 15 = 43.7 1.04 - 0.14 En este caso, este valor se resta a partir del último día del mes b (noviembre); así sabemos que éste período termina el 14 de octubre. Por tanto, el período de crecimiento por disponibilidad de humedad en Chapingo, Méx., abarca del 9 de mayo al 14 de octubre. Conociendo ambos períodos (PCT y PCH), se obtiene el período de crecimiento efectivo (PCE) para temporal. La figura siguiente ilustra gráficamente la metodología para determinar la fecha y duración del período de crecimiento efectivo para temporal en Chapingo, Méx.


13/IV

Duración del PCT

25/IX

17/X

Duración del PCH

9/V

9/V

25/IX

Duración del PCE

Figura 3. Determinación gráfica dela fecha y duración del período de crecimiento efectivo para temporal en Chapingo, Méx.

5.4. PC DETERMINADO POR DISPONIBILIDAD DE HUMEDAD Y TEMPERATURA Después de establecer el período con humedad disponible para el desarrollo de los cultivos se evalúa este período en relación a la temperatura. Para establecer un límite de temperatura favorable, se integra la información de temperatura y humedad. Se ha establecido que la temperatura límite para el buen desarrollo de los cultivos es de 6.5°C (FAO, 1978; Ortíz 1981); de esta forma, el período con temperaturas inferiores a 6.5 °C se resta del período con disponibilidad de agua para obtener el período de crecimiento efectivo. Como ejemplo se presentan los siguientes resultados:

Período con humedad disponible 150 días

= 150 días.

Período con temperatura menor de 6.5 °C = 30 días

30 días

Período de crecimiento efectivo = 120 días

120 días

5.5. RELACIÓN PERÍODO DE CRECIMIENTO / PATRONES DE CULTIVO: Ortíz (1987) señala que la FAO 1980 estableció una relación entre la duración de la estación de crecimiento y los patrones de cultivo en condiciones de temporal de acuerdo a la división climática, en la cual se consideró a los cultivos anuales, perennes, intercalados y secuenciales (Cuadro 7).


Cuadro 7. Patrones de cultivos en condiciones de temporal de acuerdo a la división climática y duración del período de crecimiento (Adaptado de FAO, 1980). Duración del Período de Crecimiento 120 ARIDO 120 - 210 Semiárido 120 - 270 Sub-húmedo 270 Húmedo

Tropical

Caliente 1/

CSac (Is) CSac Is e Id (Smo y S mu) CSal Is e Id Smo y Smu CSal y CSp Id e Is Smo y Smu

1/ Caliente 2/ Moderadamente templado: 15 a 20 °C 3/ Templado: 5 a 15 °C 4/ El paréntesis indica menor intensidad

DIVISION CLIMATICA Tropical Moderadamente templado2/ CSac (Is) CSac Is e Id CSal Is e Id (Smo y Smu ) CSal y CSp Id e Is (Smo y Smu)

CSac Csal Csp Is Id Smo Smu

Tropical Templado 3/ CSac CSac CSal Is y Id CSal y CSp Is e Id (Smo y Smu)

Cultivo solo anual de ciclo corto Cultivo solo anual de ciclo largo Cultivo solo perenne Inercalados con cultivos de ciclo similar Intercalados con cultivos de ciclo diferente Secuenciales: monocultivo Secuenciales: cultivos múltiples

5.6. RELACIÓN PERÍODO DE CRECIMIENTO / PRECIPITACIÓN TOTAL: Pájaro (1984), haciendo uso de la información generada por Ortíz (1981) sobre períodos de crecimiento para 288 estaciones meteorológicas del país, las relacionó con la precipitación anual (PT) y obtuvo el siguiente modelo: PC=0.24089 PT-0.0000372 PT 2- 33.1019; donde PC es el período de crecimiento en días, y PT es la precipitación total anual en mm. A partir de ésta relación, se ha establecido que: Si PT > 3,250 mm entonces el PC = 365 días, y SI PT < 150 mm entonces el PC = 0 días. El modelo generado por Pájaro (1984) ha resultado de gran utilidad porque evita el considerar otras variables poco disponibles como la evapotranspiración potencial. Con dicho modelo un plano de isoyetas anuales puede convertirse en un plano de períodos de crecimiento, facilitando su ubicación geográfica. También es posible generar modelos a nivel estatal que pueden servir para áreas particulares. A pesar de las ventajas indicadas, un problema que tiene el modelo de Pájaro (1984) es que no se conoce la fecha de inicio y terminación del período de crecimiento, dato que es sumamente valioso para el análisis de cultivos adaptables a una región.

32

5.7. RELACIÓN ÍNDICE DE AGRESIVIDAD DE LLUVIA / PERÍODO DE CRECIMIENTO: Ramírez citado por Ortíz (1987), a partir de información meteorológica de 30 estaciones, y aplicando la fórmula de Pájaro (1984), estableció una relación entre el índice de erosividad de lluvias (R1) y los períodos de crecimiento. El modelo generado fue: R1 = 1.1244 PC - 14.7875 Este trabajo es de gran utilidad debido a que la FAO (1989) estableció que valores de R1 mayores a 50 son críticos, indicando problemas de erosión hídrica por lo que, con la precipitación anual se genera un plano de períodos de crecimiento y con éste un plano de índices de erosividad de lluvia, sobre el cual se puede delimitar una zona con R1 > 50.

5.8. RELACIÓN PERÍODO DE CRECIMIENTO / RENDIMIENTO DE MAÍZ: Jacques citado por Ortíz (1987) relacionó los rendimientos censales de maíz con la estación de crecimiento en siete municipios del estado de Jalisco, indicando que la temperatura media anual de la zona estudiada es de 15 a 20 °C y que los límites de aplicación de los períodos de crecimiento es de 96 a 177 días. El modelo que generado en este caso, fue el siguiente: REND=6.8337 PC - 119.2213; donde REND es el rendimiento de maíz en kg de grano/ha, y PC es el período de crecimiento en días.

5.9. EFECTO DEL PERÍODO DE CRECIMIENTO EN LA FECHA DE SIEMBRA DE LOS CULTIVOS: La fecha de siembra es uno de los principales factores que afectan la producción de los cultivos. Debido a los cambios climáticos que influyen sobre la estación de crecimiento, la fecha de siembra determina la duración del período vegetativo y reproductivo de las plantas, observándose que conforme se retrasa la fecha de siembra, el ciclo vegetativo se acorta y la planta muestra reducciones en la altura, en la expresión de los componentes del crecimiento, así como en el rendimiento económico; lo cual se ejemplifica a continuación. Chanda (1990) señala que bajo condiciones de riego en el Valle del Yaqui, Son. La fecha óptima de siembra del cártamo se ubica en la primera quincena del mes de diciembre, obteniéndose rendimientos de 2,640 kg/ha, ya que en fechas anteriores o posteriores a ésta el rendimiento puede disminuir desde 14 hasta 59 %. De igual manera, conforme se retrasa la fecha de siembra, el ciclo vegetativo se acortó: los días a madurez fisiológica mostraron reducciones de hasta 27 % al sembrar un retraso de dos meses; la altura de planta disminuyó en 40 %, y los componentes del rendimiento tales como el número de capítulos por planta, el diámetro del capítulo y el número de granos por capítulo, también disminuyeron en fechas de siembra más tardías (Cuadro 6). Cuadro 6. Efecto de la fecha de siembra sobre algunas características agronómicas en el cultivo de cártamo*, en el Valle del Yaqui, Son. Fecha de Siembra Variable Nov 10 Dic 10 Ene 10 Feb 10 Rendimiento (kg/ha 2168 2640 2265 1086 Peso específico (kg/hl 55 57 54 52 Contenido de aceite (%) 39 39 42 38 Días a madurez fisiológica 163 146 125 107

33

Altura de planta (cm.)

130

120

98

70

En algunas regiones del país, donde el período de crecimiento térmico es favorable durante todo el año, y el período de crecimiento por disponibilidad de humedad está definido por el temporal, y además se cuenta con infraestructura de riego, generalmente se realiza la rotación de cultivos con el fin de optimizar los rendimientos económicos por unidad de superficie cultivada, toda vez que se han salvado las limitaciones por temperatura y humedad. Como ejemplo de lo mencionado anteriormente, tenemos el caso del sistema de rotación trigosoya que se realiza en el Valle del Yaqui, Son.; esta práctica por lo común ocasiona un retraso en la época de siembra de la soya como consecuencia del reducido intervalo de tiempo entre la cosecha del trigo y las labores de preparación del terreno, esto obliga al agricultor a establecer el cultivo tarde, con los efectos negativos que ello implica. En una evaluación de fechas de siembra de soya, realizadas entre el 9 de mayo y el 6 de junio, se obtuvo que la mejor fecha de siembra fue el 9 de mayo, ya que en fechas posteriores a esta se estimó una reducción promedio de 23.1 k/h por cada día de retraso; también se observaron diferencias genotípicas a través de dichas fechas de siembra, sobresaliendo la variedad Suaqui 86. Las variedades menos afectadas fueron Suaqui 86 y Harbar 88 con reducciones de 11.4 y 17. kg/ha por cada día de retraso en la fecha de siembra. Esta reducción del rendimiento estuvo directamente relacionada con el efecto negativo que tuvo la fecha de siembra sobre el desarrollo fenológico del cultivo, y sobre los componentes del rendimiento como es el peso de 100 semillas. Cuadro 8. Rendimiento promedio de variedades de soya en diferentes fechas de siembra. Fecha de siembra Variedad Mayo 9 Mayo 24 Suaqui 86 3051 3093 Batuc 86 2680 2288 Tamazula 2726 2040 Harbar 2748 2558 Cajeme 2905 2335 Promedio

2822

2463

Junio 6 2732 2045 1830 2283 2232 2224

Curso Fenologia - Apuntes

Recommend Documents