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La insospechada importancia de un disco cortador

Guanajuato.- Se estima que la adopción de la Agricultura de Conservación en el Bajío guanajuatense ha sido en más de 30% de su superficie, ¿pero por qué aún no se adopta en el 100%? La respuesta tiene muchos aspectos, pero existe una razón técnica: la eficiencia de los fertilizantes nitrogenados. De forma convencional, los productores realizan la fertilización al voleo o dejan el fertilizante sobre la superficie, lo cual es totalmente ineficiente porque el suelo no lo aprovecha.

La historia de la agricultura en Guanajuato es vasta. En los años ochenta —cuando la entidad comenzó a ser llamada “el granero de México”— se introdujeron diversos elementos de labranza de conservación a través de instituciones de investigación científica, como el Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo (CIMMYT). Entre esos elementos, destaca el disco cortador, pieza clave para el corte de los rastrojos, la siembra directa, evitar el barbecho y —ahora— hacer más eficiente la fertilización nitrogenada.

Debido a que durante su operación estos discos abren un pequeño surco en el suelo —cuya anchura y profundidad varía dependiendo de la forma del disco y su diámetro, el tipo de suelo y su humedad, etc.—, son potencialmente útiles para optimizar el uso del nitrógeno. Este insumo es uno de los principales nutrientes que requieren los cultivos, pero —debido a sus características— no solo puede elevar significativamente los costos de producción, sino que además es común que, si no es aplicado debidamente, se pierda gran cantidad durante su aplicación (por volatilización o escurrimientos, por ejemplo), impactando negativamente en el medioambiente.

Para mitigar el problema, a través de la red de innovación de MasAgro Guanajuato —programa de la Secretaría de Desarrollo Agroalimentario y Rural (SDAyR) y el CIMMYT— se establecieron relaciones de coproducción con empresas de fabricación de maquinaria agrícola, como Sembradoras del Bajío y Sembradoras Dobladenses. Con el respaldo técnico y científico del CIMMYT, esta colaboración generó un prototipo de disco cortador, con el cual se pretende aumentar 30% la eficiencia al inyectar el fertilizante nitrogenado en el suelo.

A través de la Agricultura de Conservación —sistema sustentable basado en la mínima labranza, la cobertura del suelo con rastrojos y la rotación de cultivos—, en Guanajuato se promueve una agricultura climáticamente inteligente que, con las máquinas y herramientas adecuadas, permite optimizar la fertilización nitrogenada y, consecuentemente, mejorar la calidad de los cultivos y de los recursos naturales.

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Publicaciones recientes: Aplicación óptima de fertilizantes nitrogenados para arroz y trigo en las llanuras indogangéticas de India

This entry in our photo competition for CIMMYT staff and friends is by Hilda Hernandez Lira of the Crop Research Informatics Laboratory, and shows us wheat spikes against the sky at CIMMYT's El Batán, Mexico headquarters. Photo credit: H. Hernandez Lira/CIMMYT.

Una nueva investigación realizada por un equipo internacional de científicos, incluido el científico en sistemas agrícolas y cambio climático del Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo (CIMMYT), Tek Sapkota, ha identificado las tasas óptimas de aplicación de fertilizantes nitrogenados para cultivos de arroz y trigo en las llanuras indogangéticas de la India.

Al medir el rendimiento del cultivo y los flujos de óxido de nitrógeno (N2O) durante dos años, Sapkota y sus colegas informaron que la tasa óptima de fertilizante N es de entre 120 y 200 kg por hectárea para el arroz, y entre 50 y 185 kg por hectárea para el trigo. Los resultados del estudio permiten a los agricultores ahorrar dinero y minimizar las peligrosas emisiones de gases de efecto invernadero, al tiempo que mantienen la productividad de los cultivos.

El óxido de nitrógeno, uno de los gases de efecto invernadero más importantes en la atmósfera de la tierra, es responsable de la reducción del ozono y del cambio climático global, y tiene un potencial de calentamiento global 265 veces mayor que el dióxido de carbono (CO2).

Se ha demostrado que los suelos agrícolas representan alrededor del 60% de las emisiones mundiales de óxido de nitrógeno. Estas emisiones están directamente relacionadas con la aplicación de fertilizantes nitrogenados a las tierras de cultivo. Si bien,estos fertilizantes ayudan a los rendimientos de los cultivos, los estudios muestran que solo alrededor de un tercio del nitrógeno aplicado es realmente aprovechado. El resto se libera como óxido de nitrógeno o se infiltra en las vías fluviales, causando floraciones de algas nocivas.

En India, el consumo total de fertilizantes nitrogenados es de aproximadamente 17 millones de toneladas y se espera que aumente a 24 millones de toneladas en 2030 para alimentar a una población en crecimiento. Las emisiones de óxido de nitrógeno aumentarán si los agricultores no minimizan el uso de fertilizantes y manejan la aplicación de manera más eficiente. Además, los agricultores reciben un subsidio más alto para el fertilizante nitrogenado, una política que lleva a los agricultores a aplicar más fertilizante que la dosis recomendada.

Métodos moderados

El estudio, dirigido por Sapkota, estimó la tasa de aplicación de fertilizantes nitrogenados con el rendimiento económicamente más óptimo y la huella ambiental mínima. Aplicar más fertilizante que el calculado sería un desperdicio de dinero del agricultor y causaría daños innecesarios al medio ambiente.

Los investigadores midieron el rendimiento de los cultivos y los flujos de óxido de nitrógeno para dos temporadas de trigo y una temporada de arroz de 2014 a 2016. Los científicos descubrieron que la tasa de fertilizante nitrogenado influyó claramente en las emisiones diarias y acumulativas de óxido de nitrógeno del suelo en el trigo y arroz durante ambos años. Las emisiones de óxido de nitrógeno fueron mayores tanto en trigo como en arroz en las parcelas fertilizadas con nitrógeno en comparación con las parcelas de control.

Utilizando métodos estadísticos, los investigadores pudieron medir la relación entre la productividad del cultivo, la tasa de nitrógeno y la intensidad de las emisiones, tanto en arroz como en trigo. Esto les dio la tasa óptima de aplicación de fertilizantes nitrogenados.

Este trabajo fue llevado a cabo por el Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo (CIMMYT) y se implementó como parte del Programa de Investigación del CGIAR sobre Cambio Climático, Agricultura y Seguridad Alimentaria (CCAFS en inglés), con el apoyo del Fondo del CGIAR y a través de acuerdos de financiación bilaterales.

Lea el estudio completo:

Identificar tasas óptimas de aplicación de fertilizante nitrogenado para maximizar el rendimiento económico y minimizar la emisión de óxido de nitrógeno de los sistemas de arroz y trigo en las llanuras indogangéticas de India (en inglés)

Otras publicaciones recientes del CIMMYT:

  1. Landscape composition overrides field level management effects on maize stemborer control in Ethiopia. 2019. Kebede, Y., Bianchi, F., Baudron, F., Tittonell, P. En: Agriculture, Ecosystems and Environment v. 279, p. 65-73.
  2. From plot to scale: ex-ante assessment of conservation agriculture in Zambia. 2019. Komarek, A.M.| Hoyoung Kwon, Haile, B., Thierfelder, C., Mutenje, M., Azzarri, C. In: Agricultural Systems v. 173, p. 504-518.
  3. Importance of considering technology growth in impact assessments of climate change on agriculture. 2019. Aggarwal, P.K., Vyas, S., Thornton, P., Campbell, B.M., Kropff, M. En. Global Food Security v. 23, p. 41-48.
  4. Evaluating maize genotype performance under low nitrogen conditions using RGB UAV phenotyping techniques. 2019. Buchaillot, M.L., Gracia-Romero, A., Vergara, O., Zaman-Allah, M., Amsal Tesfaye Tarekegne, Cairns, J.E., Prasanna, B.M., Araus, J.L., Kefauver, S.C. En: Sensors v. 19. No. 8, art. 1815.
  5. Understanding tropical maize (Zea mays L.): the major monocot in modernization and sustainability of agriculture in sub-Saharan Africa. 2019. Awata, L.A.O., Tongoona, P., Danquah, E., Ifie, B.E., Mahabaleswara, S.L., Jumbo, M.B., Marchelo-D’ragga, P.W., Sitonik, C. En: International Journal of Advance Agricultural Research v. 7, no. 2, p. 32-77.
  6. Genome-wide genetic diversity and population structure of tunisian durum wheat landraces based on DArTseq technology. 2019. Robbana, C., Kehel, Z., Ben Naceur, M., Sansaloni, C.P., Bassi, F., Amri, A. En: International Journal of Molecular Sciences v. 20, no. 6, art. 1352.
  7. High-throughput phenotyping for crop improvement in the genomics era. 2019. Mir, R., Reynolds, M.P., Pinto Espinosa, F., Khan, M.A., Bhat, M. En: Plant Science     v. 282, p. 60-72.
  8. Conservation agriculture based sustainable intensification: increasing yields and water productivity for smallholders of the Eastern Gangetic Plains. 2019. Islam, S., Gathala, M.K., Tiwari, T.P., Timsina, J., Laing, A.M., Maharjan, S., Chowdhury, A.K., Bhattacharya, P.M., Dhar, T., Mitra, B.,Kumar, S., Srivastwa, P.K., Dutta, S.K., Shrestha, R, Manandhar, S, Sherestha, S.R, Paneru, P, Siddquie, N, Hossain, A, Islam, R,Ghosh, A.K., Rahman, M.A., Kumar, U., Rao, K. K., Gerard, B. In: Field Crops Research v. 238, p. 1-17.
  9. Application of remote sensing for phenotyping tar spot complex resistance in maize. 2019. Loladze, A., Rodrigues, F., Toledo, F.H., San Vicente, F.M., Gerard, B., Prasanna, B.M. En: Frontiers in Plant Science v. 10, art. 552.
  10. 10. Investigation and genome-wide association study for Fusarium crown rot resistance in Chinese common wheat. 2019. Xia Yang, X., Yubo Pan, Singh, P.K., Xinyao He, Yan Ren, Lei Zhao, Ning Zhang, Cheng Shun-He, Feng Chen En: BMC Plant Biology v. 19, art. 153.
  11. Is labour a major determinant of yield gaps in sub-Saharan Africa?: a study of cereal-based production systems in Southern Ethiopia. 2019. Silva, J.V., Baudron, F., Reidsma, P., Giller, K.E. En: Agricultural Systems v. 174, p. 39-51.
  12. Stakeholders prioritization of climate-smart agriculture interventions: evaluation of a framework. 2019. Khatri-Chhetri, A., Pant, A., Aggarwal, P.K., Vasireddy, V.V., Yadav, A. En: Agricultural Systems v. 174, p. 23-31.
  13. Effect of crop management practices on crop growth, productivity and profitability of rice-wheat system in western Indo-gangetic plains. 2019. Sharma, P.C., Datta, A., Yadav, A.K., Choudhary, M., Jat, H.S., McDonald, A. En: Proceedings of the National Academy of Sciences India Section B – Biological Sciences v. 89, no. 2, p. 715-727.
  14. Economic benefits of blast-resistant biofortified wheat in Bangladesh: the case of BARI Gom 33. 2019. Mottaleb, K.A., Velu, G., Singh, P.K., Sonder, K., Xinyao He, Singh, R.P., Joshi, A.K., Barma, N.C.D., Kruseman, G., Erenstein, O. En: Crop Protection v. 123, p. 45-58.
  15. Genetic architecture of maize chlorotic mottle virus and maize lethal necrosis through GWAS, linkage analysis and genomic prediction in tropical maize germplasm. 2019. Sitonik, C., Mahabaleswara, S.L., Beyene, Y., Olsen, M., Makumbi, D., Kiplagat, O., Das, B., Jumbo, M.B., Mugo, S.N., Crossa, J., Amsal Tesfaye Tarekegne, Prasanna, B.M., Gowda, M. En: Theoretical and Applied Genetics v. 132, no. 8, p. 2381-2399.
  16. Sub-Saharan african maize-based foods: processing practices, challenges and opportunities. 2019. Ekpa, O., Palacios-Rojas, N., Kruseman, G., Fogliano, V., Linnemann, A. En: Food Reviews International v. 35, no. 7, p. 609-639.
  17. Provitamin A carotenoids in grain reduce aflatoxin contamination of maize while combating vitamin A deficiency. 2019. Suwarno, W.B., Hannok, P., Palacios-Rojas, N., Windham, G., Crossa, J., Pixley, K.V. En: Frontiers in Plant Science v. 10, art. 30.
  18. The 4th International Plant Phenotyping Symposium. 2019. Reynolds, M.P., Schurr, U. En: Plant Science v. 282, P. 1.
  19. Soil hydraulic response to conservation agriculture under irrigated intensive cereal-based cropping systems in a semiarid climate. 2019. Patra, S., Julich, S., Feger, K., Jat, M.L., Jat, H.S., Sharma, P.C., Schwärzel, K. En: Soil and Tillage Research v. 192, p. 151-163.
  20. Effects of crop residue retention on soil carbon pools after 6 years of rice-wheat cropping system. 2019. Sharma, S., Thind, H.S., Singh, Y., Sidhu, H.S., Jat, M.L., Parihar, C.M. En: Environmental Earth Sciences v. 78, no. 10, art. 296.
  21. 21. How to increase the productivity and profitability of smallholder rainfed wheat in the Eastern African highlands?: Northern Rwanda as a case study. 2019. Baudron, F., Ndoli, A., Habarurema, I., Silva, J.V. En: Field Crops Research v. 236, P. 121-131.
  22. Agro-ecological options for fall armyworm (Spodoptera frugiperda JE Smith) management: providing low-cost, smallholder friendly solutions to an invasive pest. 2019. Harrison, R., Thierfelder, C., Baudron, F., Chinwada, P., Midega, C., Schaffner, U., van den Berg, J. En: Journal of Environmental Management v. 236, p. 121-131.
  23. Preliminary characterization for grain quality traits and high and low molecular weight glutenins subunits composition of durum wheat landraces from Iran and Mexico. 2019. Hernandez Espinosa, N., Payne, T.S., Huerta-Espino, J., Cervantes, F., González-Santoyo, H., Ammar, K., Guzman, C. En: Journal of Cereal Science v. 88, p. 47-56.
  24. Tissue and nitrogen-linked expression profiles of ammonium and nitrate transporters in maize. 2019. Dechorgnat, J., Francis, K.L., Dhugga, K., Rafalski, A., Tyerman, S.D., Kaiser, B.N. En: BMC Plant Biology v. 19, art. 206.
  25. CGIAR Operations under the Plant Treaty Framework. 2019. Lopez-Noriega, I., Halewood, M., Abberton, M., Amri, A., Angarawai, I.I., Anglin, N., Blummel, M., Bouman, B., Campos, H., Costich, D.E., Ellis, D., Pooran M. Gaur., Guarino, L., Hanson, J., Kommerell, V., Kumar, P.L., Lusty, C., Ndjiondjop, M.N., Payne, T.S., Peters, M., Popova, E.,Prakash, G., Sackville-Hamilton, R., Tabo, R., Upadhyaya, H., Yazbek, M., Wenzl, P.  En: Crop Science v. 59, no. 3, p. 819-832.
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Cómo darle nueva vida al suelo con Agricultura de Conservación

Para que los productores de temporal de Guanajuato tengan opciones que les permitan incrementar sus rendimientos de manera responsable con el ambiente, en la plataforma de investigación Apaseo el Alto —donde colaboran investigadores del Instituto Tecnológico de Roque (ITR) y del Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo (CIMMYT)— se desarrollan e implementan diversas prácticas sustentables. Asimismo, se estudian diferentes prácticas de manejo del suelo para observar si al aplicarlas, este sufre modificaciones en sus propiedades a través del tiempo.

En la plataforma de investigación se experimenta con distintos tratamientos bajo condiciones de temporal. En ciclos agronómicos pasados, por ejemplo, se realizó un análisis de suelo en un tratamiento con Agricultura de Conservación (con 100% del rastrojo como cobertura y un arreglo del suelo en camas anchas, para permitir un mejor manejo del agua) y en uno testigo (con prácticas convencionales, sin dejar residuo de cosecha y con monocultivo de maíz).

Las muestras de suelo obtenidas de ambos tratamientos fueron puestas en bolsas plásticas para ser transportadas al laboratorio, donde fueron analizadas para determinar sus propiedades físicas y químicas. En los resultados se observó que la materia orgánica incrementó con el sistema de Agricultura de Conservación. Esta característica es relevante porque también hace posible que aumente la capacidad de retención de humedad. Un suelo con niveles adecuados de materia orgánica es menos compacto, lo cual favorece la entrada de agua, oxígeno y nutrientes hacia las raíces.

Con Agricultura de Conservación el pH sufrió modificaciones benéficas, igual que las propiedades químicas del suelo. Se encontró, por ejemplo, que debido al reciclamiento natural aportado por los residuos de cosecha hubo un incremento en los niveles de fósforo (P), potasio (K), nitrógeno (N) y zinc (Zn). Este tipo de análisis brinda la oportunidad de realizar correcciones en la fertilización para aportar al suelo solo los microelementos que requiere y de utilizar fuentes de fertilizantes adecuadas.

Los resultados indican que la Agricultura de Conservación mejora la calidad física y química del suelo, incrementa la retención de humedad (lo cual es particularmente útil en condiciones de temporal), aumenta la porosidad del suelo e incrementa la materia orgánica y la fertilidad química (hecho que puede representar un ahorro significativo en los costos de producción). Por lo anterior, en muchos sentidos, la Agricultura de Conservación es un sistema de producción sustentable que permite a los productores de temporal de la región darles nueva vida a sus suelos.

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Con Agricultura Sustentable este productor ha incrementado 300% sus rendimientos

Después de escuchar una plática sobre Agricultura de Conservación en la plataforma de investigación San Juan del Río I (Querétaro), visitar la plataforma Indaparapeo (Michoacán) y escuchar los testimonios de los productores de esos lugares, el señor Miguel Enrique Cruz Corona decidió —hace tres años— comenzar trabajos de Agricultura Sustentable en su parcela de temporal.

Inició con la siembra de variedades adecuadas de maíz, para el tipo de suelo y las condiciones agroclimáticas de su parcela, y un mejor manejo de fertilizantes; después comenzó a dejar el rastrojo como cobertura del suelo —actualmente deja 40% del rastrojo sobre la superficie—; luego emprendió acciones de fertilización con estiércol; y ahora hace rotación de cultivos con frijol y Manejo Agroecológico de Plagas (recientemente ha instalado trampas con feromonas para el control del gusano cogollero).

Sobre los resultados, comenta que “hace años que no se veía un cultivo con ese porte y con rendimientos tan altos” (pasaron de 1 a 3.5 y 4 toneladas por hectárea). Visualmente, los beneficios de implementar innovaciones agrícolas sustentables son notorios. El cambio del sistema convencional al de Agricultura Sustentable aumentó sus rendimientos en más de 300%, abriendo la posibilidad de escalar estas prácticas innovadoras en toda la región.

Los resultados han convencido al señor Miguel de que la Agricultura Sustentable es el camino para obtener producción en condiciones de temporal, particularmente en su zona, donde hay suelos muy degradados y las lluvias son escasas (en el ejido Arcila —San Juan del Río—, donde se ubica la parcela del productor, 90% de los suelos son calcáreos, los cuales son pobres en materia orgánica y nitrógeno; tienen poca profundidad; y están erosionados, en buena medida, por el exceso de laboreo).

Para este productor innovador, una de las prácticas sustentables más útiles en su parcela ha sido el mantenimiento del rastrojo como cobertura del suelo. En lugar de quemarlo, ahora aprovecha el rastrojo para incorporar poco a poco materia orgánica al suelo y ‒sobre todo‒ para conservar la humedad en su parcela (la precipitación en la zona es de 400 a 600 milímetros anuales, aunque en lo que va de 2019 solo han sido 250 milímetros).

Por la disposición de don Miguel para compartir sus aprendizajes y su experiencia con las prácticas innovadoras que el Hub Bajío —del Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo (CIMMYT)— y sus colaboradores promueven en la región —con campañas como #CultivosSustentablesBajío—, se han realizado dos eventos demostrativos en su parcela, a los que han asistido alrededor de 60 productores de la región.

El productor platica a quienes acuden a ver su parcela que los buenos resultados no son solo cosechas más abundantes y suelos de mejor calidad, sino también alimentos más sanos y nutritivos que, finalmente, benefician tanto la salud propia y de su familia como la de aquellos que consumen los alimentos que él produce. Por esto, invita permanentemente a sus compañeros productores a comenzar con pequeños cambios, como él lo hizo, hasta lograr un sistema de producción rentable y ambientalmente sustentable.

Estas acciones forman parte de la campaña #CultivosSustentablesBajío, del Hub Bajío —del CIMMYT— y sus colaboradores, la cual promueve una agricultura diferente, social y ambientalmente responsable en los estados de Michoacán, Jalisco y Querétaro. En San Juan del Río, por ejemplo, existe un grupo de nueve productores que han comenzado a adoptar diferentes prácticas sustentables (en 36 hectáreas) con buenos resultados y un potencial de crecimiento en la región; con el apoyo de los ejidos, la cobertura potencial sería de 1,500 hectáreas o más.

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Cacahuates, caupíes y gandules, cultivos alternativos para incrementar la rentabilidad

La agricultura en la región del Papaloapan, en el estado de Oaxaca, se caracteriza por su diversidad de cultivos (como naranja, limón, plátano, caña de azúcar, piña, frijol, maíz y ajonjolí, entre otros), los cuales permiten a los productores de la región diversificar también sus ingresos. Sin embargo, muchos de estos se trabajan como un sistema de monocultivo.

El hecho de dedicar toda la extensión de suelo disponible a una sola planta (monocultivo) contribuye a la degradación de los suelos y a una incidencia de plagas y malezas cada vez mayor. Por esto, miembros del equipo del Hub Pacífico Sur —del Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo (CIMMYT)— y sus colaboradores realizaron un recorrido de campo por varios municipios de esa región.

Durante el evento se contó con el acompañamiento del doctor Ravi Gopal Singh —científico del CIMMYT especialista en cultivos alternativos y manejo de malezas—, quien compartió con los técnicos y los productores información útil para sembrar algunos cultivos que ayudan a mejorar el suelo y además permiten obtener beneficios económicos y de alimentación para los productores.

Al visitar los cultivos de maíz, frijol, piña, ajonjolí, plátano y yuca, entre otros, el especialista del CIMMYT recalcó la importancia de establecer sistemas en los cuales los cultivos que se integren no compitan entre ellos por luz, agua, nutrientes y espacio —que son los recursos fundamentales para toda especie vegetal— y tampoco contribuyan a la degradación del suelo.

La recomendación para los productores de la zona fue establecer un sistema de asociación de cultivos (siembra simultánea de dos o más cultivos en el mismo terreno) o uno de cultivos en relevo (siembra de dos o más cultivos en el mismo terreno pero en secuencia, es decir, sembrando el segundo antes de la cosecha del primero).

Entre los cultivos alternativos sugeridos están los siguientes:

  • Cacahuate. Comparado con el maíz, este cultivo requiere menor cantidad de nitrógeno y fósforo, por lo que se puede asociar con maíz, piña o plátano. Además, tolera la sombra y —como alimento— es una fuente de energía rápida.
  • Caupí. A este cultivo se le conoce con diferentes nombres: frijol ejotero, frijol tripa o vigna. Se puede asociar o sembrar en relevo con otros cultivos, brinda excelente cobertura al suelo y su ciclo es muy corto (puede iniciar la producción de ejotes a partir de los dos meses).
  • Chícharo gandul. Este es un cultivo semiarbustivo de ciclo largo. Su grano es un alimento apto para el consumo humano, pero también se puede utilizar como forraje para los animales, para establecer barreras en zonas de lomeríos o para brindar cobertura al suelo (ya que además recicla nutrientes de partes inferiores del suelo).
  • Girasol. Este cultivo sirve como forraje, pero también se vende en flor o grano. Tiene la ventaja de poder sembrarse tanto en el ciclo primavera-verano como en el otoño-invierno. Además, es un cultivo muy atractivo para los insectos benéficos, como las abejas.

En suma, la diversificación de cultivos representa una gran oportunidad para que los agricultores mejoren su producción; disminuyan el uso de plaguicidas; reduzcan la degradación de sus suelos; obtengan alimentos más variados; y —adicionalmente— comercialicen los excedentes, apoyando así a la economía de sus familias.

Además de ser uno de los principios de la Agricultura de Conservación, la diversificación de cultivos es también uno de los componentes del proyecto Fortalecimiento del Acceso a Mercado para Pequeños Productores de Maíz y Leguminosas en Oaxaca, Chiapas y Campeche, impulsado por Walmart Foundation y el CIMMYT.

Entre los aspectos que el proyecto promueve están diversas prácticas sustentables para que los productores puedan ser resilientes ante los efectos del cambio climático y se disminuya el riesgo constante de la inseguridad alimentaria en la agricultura familiar y de pequeña escala.

Se trata, en conclusión, de construir vías para que México avance en su camino hacia el cumplimiento de los Objetivos de Desarrollo Sostenible de la Organización de las Naciones Unidas (ONU), particularmente el de poner fin al hambre.

Si deseas conocer más sobre la diversificación de cultivos y el proyecto, suscríbete a este boletín o síguenos a través de nuestras redes sociales usando el hashtag #DiversificaNutreVincula

Por: José Rausel Ovando.

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¿Cómo ayuda la rotación de cultivos cuando las lluvias son escasas?

En Querétaro y otras entidades de la región del Bajío las lluvias han sido escasas (de menos de 70 mm de precipitación en lo que va del ciclo). La sequía ha provocado pérdidas cuantiosas en las zonas agrícolas de temporal, y los pronósticos son desfavorables. Por esta razón, el Hub Bajío —del Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo (CIMMYT)— presentó a productoras y productores de la región alternativas sustentables que les permitan hacer frente a esta situación. La rotación de cultivos —uno de los principios de la Agricultura de Conservación— fue la práctica que se abordó con mayor amplitud, pues es de particular utilidad en contextos de poca disponibilidad de agua.

Para mostrar de manera tangible los beneficios de la rotación de cultivos, se visitó el área de extensión (parcelas de productores que han implementado innovaciones sustentables de la Agricultura de Conservación) denominada El Puente, en la localidad de Santa Rosa Xajay (donde la sequía ha afectado 95% de la superficie cultivable). El área de extensión pertenece al señor Erick Sanjuanero Nieves, uno de los 30 productores de la zona que —a través del despacho Sustentabilidad Agropecuaria de Querétaro y el Hub Bajío— han adoptado la Agricultura de Conservación como sistema de producción con resultados favorables, por lo cual cooperan con el CIMMYT y sus colaboradores para promover prácticas sustentables.

Entre los beneficios de la rotación de cultivos están la reducción de labores, el mejoramiento y la ampliación de la porosidad del suelo, el aumento en la infiltración de agua de lluvia y el crecimiento adecuado de las raíces de cada cultivo. También se rompe el ciclo de las plagas, malezas y enfermedades y, ya que los requerimientos nutricionales de cada cultivo cambian, se favorece un mejor balance en el suelo. Además, cuando se rota con leguminosas, se agrega el beneficio de la captura del nitrógeno del aire en el suelo, mejorando la fertilidad del sistema.

Entre los cultivos que son una buena opción para la zona y el temporal escaso están el girasol (el cual puede ser utilizado para la alimentación del ganado), el garbanzo (que puede ser consumido por personas y animales; además, se tiene el historial de que tres productores lo sembraron el año pasado), la avena forrajera, el sorgo forrajero y el frijol ayocote.

Para los productores que están interesados en conocer qué cultivos se pueden establecer como opción para la alimentación del ganado, los ingenieros Miguel Ángel Uribe y Humberto Hernández comentaron que la cebada capuchona es una opción para forraje en temporal. Para ayudar a mitigar la falta de forraje para el ganado cuando hay pérdida total del cultivo de maíz, se recomendó que si se presentan lluvias, se siembre garbanzo, avena, grass pea, ajonjolí, sorgo forrajero o frijol ayocote. Adicionalmente, estos cultivos permiten mantener una cubierta vegetal en el suelo, y así tener sistemas más sustentables.

La rotación de cultivos, en combinación con otras prácticas sustentables, permite además mejorar los rendimientos. En la zona, por ejemplo, el rendimiento convencional es de 300 kg/ha en el caso del maíz y 600 kg/ha en el del frijol; con innovaciones sustentables —como el Manejo Agroecológico de Plagas, la fertilización adecuada, las curvas a nivel y la introducción de variedades adecuadas—, el rendimiento se ha incrementado a 1.8 t/ha en maíz y 1.2 t/ha en frijol.

Después de ver de forma directa los beneficios de estas innovaciones, los productores participantes se interesaron en implementar —para el próximo ciclo— algunos cultivos forrajeros (como avena y sorgo forrajero) y sembrar en las terrazas algo de frijol ayocote y cebada capuchona. Además, se acordó con el grupo de productores que se conseguirán algunas semillas de pastos que puedan ser opción para esta zona con lluvias muy escasas.

Esta nota es parte de la campaña #CultivosSustentablesBajío, la cual promueve una agricultura diferente, social y ambientalmente responsable. La campaña contempla diversos eventos demostrativos y recorridos en campo para mostrar las prácticas e innovaciones sustentables que promueven el Hub Bajío —del CIMMYT— y sus colaboradores en los estados de Michoacán, Jalisco y Querétaro. ¡Súmate!

Te invitamos a ver un mini documental sobre esta situación. Da click al video.

 

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El algoritmo que ayudará a incrementar la rentabilidad del trigo y reducir la contaminación por nitrógeno

El nitrógeno (N) está involucrado en la producción de la clorofila, sustancia que les da a las plantas su característico color verde. Este elemento esencial es indispensable para el crecimiento y la fotosíntesis vegetal, así como para la obtención de buenos rendimientos en la producción agrícola. Sin embargo, su ciclo y absorción son procesos muy complejos (en la naturaleza este elemento es abundante en el aire, pero escaso en el suelo), por lo que en el ámbito agrícola se debe recurrir a los fertilizantes nitrogenados, cuya aplicación es igualmente compleja.

Estudios realizados en la región del Bajío —donde la aplicación desmesurada de nitrógeno es una práctica común en la producción de trigo y otros cereales— demuestran que el trigo sólo absorbe entre 20 y 35% del fertilizante nitrogenado. El resto se pierde porque se volatiliza o escurre, ocasionando pérdidas económicas y contaminación ambiental. Gran parte del problema está relacionado con el manejo inadecuado del fertilizante y la falta de herramientas prácticas que permitan determinar las cantidades adecuadas que cada cultivo necesita.

El sensor óptico GreenSeekerTM es una herramienta útil para diagnosticar los requerimientos de nitrógeno en los cultivos, mejorando la eficiencia de su uso. No obstante, el algoritmo que actualmente se emplea para recomendar la dosis de nitrógeno con este aparato requiere el establecimiento de una franja rica en nitrógeno (una sección de tierra suficientemente fertilizada que sirve como punto de referencia) y un complejo proceso de calibración que dificulta la transferencia de esta tecnología.

El sensor funciona leyendo los valores NDVI (Índice de Vegetación de Diferencia Normalizada) tanto de la franja de referencia como del área de diagnóstico, donde se aplicaría la recomendación de fertilización dada por el sensor. Estos valores son una estimación del “verdor” de las plantas (una planta sana tiene un color característico, señal de una actividad fotosintética y una nutrición adecuadas), que el sensor procesa mediante un modelo matemático para —finalmente— arrojar una recomendación.

Gracias a los datos generados en lotes experimentales desde 2009 en el Bajío, Roberto Paredes y Andrés Mandujano —investigadores del Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias (INIFAP)— desarrollaron un nuevo algoritmo que sólo requiere los valores NDVI del área de diagnóstico (el cual fue generado a partir del propuesto por el investigador William Raun, de la Universidad de Oklahoma).

>El algoritmo simplificado fue evaluado durante el ciclo agrícola otoño-invierno 2018-19 en un lote de investigación del Campo Experimental Bajío
—del INIFAP— en Celaya, y en dos lotes comerciales de trigo de productores que participan en MasAgro Guanajuato —programa del Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo (CIMMYT) y la Secretaría de Desarrollo Agroalimentario y Rural (SDAyR)— en Yuriria y Valle de Santiago.

Los resultados obtenidos fueron positivos. Al recomendar dosis adecuadas de nitrógeno para variedades de trigo harinero, el algoritmo simplificado permitió obtener buenos rendimientos. Este logro es una oportunidad para mejorar la practicidad del sensor óptico y extender su uso en el Bajío, lo cual permitirá incrementar la eficiencia en el uso del fertilizante nitrogenado, reducir la contaminación por exceso de nitrógeno e incrementar la rentabilidad del trigo en la entidad.

A continuación, reproducimos el informe que los investigadores del INIFAP y MasAgro Guanajuato amablemente nos compartieron para su difusión.

 

GREENSEEKER SIN FRANJA RICA

MC Andrés Mandujano Bueno. Investigador del programa de Fertilidad de Suelos y Nutrición Vegetal, Cebaj-INIFAP.
MC Juan Francisco Buenrostro Rodríguez. Coordinador de Fertilidad del programa MasAgro-Guanajuato.

 

RESUMEN

En el Bajío la aplicación indiscriminada de nitrógeno (N) es una práctica común en la producción de trigo y otros cereales. Anualmente, en esta región, durante el ciclo otoño- invierno (OI) se cultivan cerca de 139,000 hectáreas de trigo —de las cuales 95% son de gluten suave—, donde se estiman pérdidas de 65 kg de nitrógeno por hectárea.

Utilizar el sensor óptico GreenSeekerTM para diagnosticar los requerimientos de nitrógeno mejora la eficiencia del uso de este nutriente, reduce la contaminación e incrementa la rentabilidad de los cultivos. El algoritmo actualmente empleado para recomendar nitrógeno con el GreenSeekerTM en la etapa de encañe utiliza valores NDVI de una franja de referencia rica en nitrógeno, cuyo establecimiento intensifica el trabajo y dificulta la transferencia tecnológica, debido a la atomización de las unidades productivas en el Bajío.

Desde hace algunos ciclos se ha trabajado para generar un algoritmo que únicamente utilice los valores del área de diagnóstico para lograr una recomendación de fertilización nitrogenada al momento del encañe. Con datos de NDVI de cinco ciclos productivos se generó el algoritmo DN=274-(11458*NDVIAD/DDR), el cual fue evaluado en OI 2018-19 en un lote experimental con seis variedades de trigo harinero fertilizadas con diferentes dosis de nitrógeno al momento de la siembra y en dos lotes de productores cooperantes, en Valle de Santiago y Yuriria.

El algoritmo sin franja rica recomendó dosis complementarias de nitrógeno al encañe de trigo adecuadas para lograr los mejores rendimientos posibles en las parcelas de evaluación. Los resultados obtenidos indican que el algoritmo sin franja rica recomienda dosis adecuadas para trigos harineros que son fertilizados con poco o mucho nitrógeno al momento de la siembra, con lo que se incrementa la eficiencia de uso del nitrógeno, se reduce la contaminación y se aumenta la rentabilidad del cultivo. Además, el nuevo algoritmo facilita la aplicación del GreenSeekerTM y permite masificar su uso.

 

INTRODUCCIÓN

A escala mundial, la tasa de recuperación del fertilizante nitrogenado en cereales varía de 35 a 65% (Dobermann, 2007; Fixen et al., 2015). Estudios realizados en la región del Bajío demuestran que el trigo absorbe entre 20 y 35% del fertilizante nitrogenado (Grageda-Cabrera et al., 2018) y el resto se pierde por lixiviación, volatilización, desnitrificación o escurrimiento, ocasionando pérdidas económicas y contaminación ambiental (McLellan et al., 2018; Santillano-Cázares et al., 2013). Gran parte del problema está relacionado con una gestión inadecuada del fertilizante a lo largo del ciclo del cultivo y la falta de herramientas prácticas de diagnóstico (Torres-Dorante et al., 2016).

El Bajío comprende terrenos no montañosos del centro de México, caracterizados por suelos arcillosos de tipo vertisol y clima semicálido. Con un rendimiento promedio de grano de trigo de 5.5 t ha-1, es la segunda región productora de este en México (Solís et al., 2017), ya que aporta 30% del volumen de grano de trigo a nivel nacional (SIAP, 2018). Alrededor de 95% de este grano es de tipo harinero. A escala regional, la escasez de agua, la incidencia de enfermedades y los altos costos de producción —incluida la fertilización— son los principales problemas que incrementan el riesgo de inversión y reducen la superficie cultivada de trigo y su rentabilidad (Ledezma et al., 2010).

El nitrógeno es indispensable para la fotosíntesis, la fijación de carbono atmosférico, la acumulación de materia seca y la producción de buenos rendimientos (Espinoza y García, 2008), por lo que se considera un elemento esencial. Además, por la cantidad de fertilizante nitrogenado que se aplica, su precio y lo dinámico de este elemento, su gestión es única y compleja.

 

a b

Efecto de la aplicación de nitrógeno en los cultivos de trigo (a) y maíz (b).

 

Una gestión exitosa del nitrógeno puede optimizar los rendimientos del cultivo, aumentar la rentabilidad y reducir al mínimo las pérdidas de este elemento.

El sensor GreenSeekerTM puede optimizar la aplicación de fertilizante nitrogenado para lograr los mayores rendimientos posibles de trigo. La mayoría de las veces, al utilizar esta tecnología, se reduce la cantidad de fertilizante nitrogenado sin mermar el rendimiento, lo que se traduce en ahorro para la economía del productor y contribuye al cuidado del medioambiente.

Anteriormente, para diagnosticar la necesidad de nitrógeno del trigo en la etapa de encañe Z3.0-Z3.3 de la escala de Zadoks (Zadoks et al., 1974), era necesario establecer en la siembra una franja de referencia (franja rica) con una cantidad no limitante de este nutriente en la porción más representativa de la parcela. Posteriormente, cuando el cultivo se encontraba en etapa de encañe, se utilizaba el GreenseekerTM para colectar valores NDVI en esta franja de referencia y en el área donde se aplicaría la recomendación de fertilización del sensor (área de diagnóstico), para finalmente introducir dichos valores en el algoritmo de optimización de la fertilización nitrogenada (NFOA, por sus siglas en inglés) propuesto por Raun et al. (2005) y modificado por Paredes y Mandujano (2013).

Con el nuevo algoritmo DN=274-(11458*NDVIAD/DDS), únicamente se utilizan los valores NDVI del área de diagnóstico al momento de la recomendación (NDVIAD) y el número de días después de la siembra del cultivo hasta el momento del diagnóstico (DDS).

a b

Procedimientos para el diagnóstico: anterior (a) y nuevo (b).

 

Para la generación del algoritmo simplificado se utilizaron datos de NDVI de cinco ciclos OI, de 2009 a 2013 y de 2017-18 de lotes experimentales con productores del Bajío.

 

RESULTADOS

Durante el ciclo OI 2018-19 se realizó la evaluación del algoritmo simplificado en seis variedades de trigo harinero de gluten suave fertilizadas con seis dosis de nitrógeno al momento de la siembra dentro de un lote de investigación del Campo Experimental Bajío, del INIFAP, en Celaya, Guanajuato, y en dos lotes comerciales de trigo de productores cooperantes del programa MasAgro Guanajuato en los municipios de Yuriria y Valle de Santiago. En el lote establecido en Yuriria se compararon los manejos del productor, GreenSeekerTM con franja rica y GreenSeekerTM sin franja rica, mientras que en Valle de Santiago únicamente se compararon el manejo del productor y el GreenSeekerTM sin franja rica. Los resultados se presentan en los cuadros 1 y 2.

 

Cuadro 1. Resultados de la evaluación experimental del algoritmo simplificado en Celaya, Gto.

Variedad NDVI Dosis base N Recomendación N N total Rendimiento kg ha-1
Salamanca 0.343 0 187 187 6,353
Salamanca 0.617 46 117 163 7,621
Salamanca 0.670 69 103 172 5,921
Salamanca 0.743 92 85 177 8,010
Salamanca 0.800 115 70 185 7,757
Salamanca 0.803 138 69 207 7,309
Cortázar 0.397 0 173 173 7,199
Cortázar 0.633 46 113 159 7,373
Cortázar 0.687 69 99 168 8,075
Cortázar 0.773 92 77 169 8,872
Cortázar 0.767 115 79 194 7,907
Cortázar 0.787 138 74 212 8,792
Bárcenas 0.397 0 173 173 6,691
Bárcenas 0.653 46 108 154 6,552
Bárcenas 0.670 69 103 172 8,311
Bárcenas 0.760 92 80 172 7,922
Bárcenas 0.790 115 73 188 8,695
Bárcenas 0.810 138 68 206 7,816
Urbina 0.427 0 165 165 6,511
Urbina 0.593 46 123 169 6,296
Urbina 0.723 69 90 159 7,029
Urbina 0.773 92 77 169 8,358
Urbina 0.780 115 75 190 6,193
Urbina 0.827 138 64 202 7,282
Maya 0.367 0 181 181 6,540
Maya 0.610 46 119 165 7,051
Maya 0.653 69 108 177 6,696
Maya 0.750 92 83 175 6,493
Maya 0.793 115 72 187 6,706
Maya 0.807 138 69 207 7,960
Faisán 0.387 0 176 176 6,315
Faisán 0.567 46 130 176 7,720
Faisán 0.670 69 103 172 7,987
Faisán 0.750 92 83 175 7,390
Faisán 0.780 115 75 190 8,070
Faisán 0.790 138 73 211 7,141

 

El algoritmo simplificado recomendó dosis de fertilización nitrogenada al momento del encañe de las seis variedades evaluadas de trigo, tanto para dosis bajas como para dosis altas de N aplicadas al momento de la siembra.

Con respecto a los resultados obtenidos en los lotes comerciales de Yuriria y Valle de Santiago, el algoritmo simplificado recomendó dosis adecuadas de N al momento del encañe, las cuales permitieron obtener un buen rendimiento en ambas parcelas. Las dosis calculadas con el nuevo algoritmo fueron 92 kg de N ha-1 más bajas que las dosis aplicadas por el productor (cuadro 2).

 

Cuadro 2. Evaluación del algoritmo simplificado en lotes comerciales de trigo.

Municipio Tratamiento Dosis base N Recomendación N N total Rendimiento
Yuriria Productor 100 184 284 5,180
GreenSeekerTM con franja 100 138 238 5,780
GreenSeekerTM sin franja 100 92 192 5,580
Valle de Santiago Productor 123 161 284 3,300
GreenSeekerTM sin franja rica 123 69 192 3,100

 

El rendimiento logrado al utilizar la tecnología GreenSeekerTM y el algoritmo simplificado no disminuyó significativamente.

 

CONCLUSIONES

El algoritmo simplificado recomienda dosis adecuadas de nitrógeno para variedades de trigo harinero, las cuales son muy semejantes a las calculadas con el algoritmo que utiliza el NDVI de una franja rica.

El algoritmo simplificado es una oportunidad para mejorar la practicidad en el uso del sensor óptico GreenSeekerTM y extender su uso en la región del Bajío mexicano, lo cual permite incrementar la eficiencia de uso del fertilizante nitrogenado, reduce la contaminación por excesos de nitrógeno e incrementa la rentabilidad del cultivo de trigo.

 

Fuentes

Dobermann, A. (2007). Nutrient use efficiency – measurements and management. En Fertilizer Best Management Practices (pp. 1-28). Paris, France: International Fertilizer Association (IFA).

Fixen, P., Brentrup, F., Bruulsema, T., García, F., Norton, R. and Zingore, S. (2015). Nutrient fertilizer use efficiency: measurement, current situation and trends. En P. Drechsel, P. Heffer, H. Magen, R. Mikkelsen and D. Wichelns (Eds.), Managing water and fertilizer for sustainable agricultural intensification (pp. 8-38). Paris, France: International Fertilizer Industry Association (IFA), International Water Management Institute (IWMI), International Plant Nutrition Institute (IPNI), and International Potash Institute (IPI).

Grageda-Cabrera, O. A., González, S. S., Vera, J. A., Aguirre, J. F. y Peña, J. J. (2018). Efecto de los biofertilizantes sobre la asimilación de nitrógeno por el cultivo de trigo. Revista Mexicana de Ciencias Agrícolas, 9, 281-289.

Ledezma, L., Solís, E., Suaste, M. del P. y Rodríguez, M. F. (2010). Relación de métodos de labranza, siembra, riego y dosis de nitrógeno con el rendimiento de trigo. Revista Mexicana de Ciencias Agrícolas, 1(1), 55-63.

McLellan, E., Cassman, K. G., Eagle, A., Woodbury, P., Sela, S., Tonitto, C., Marjerison, R. and van Es, H. M. (2018). The nitrogen balancing act: tracking the environmental performance of food production. Bioscience, 68, 194-203.

Paredes, R. y Mandujano, A. (2013). Uso del sensor GreenSeeker en la producción de trigo en el Bajío. En 8° Simposium Internacional de Trigo. Mazatlán, Sinaloa: Comité Nacional Sistema Producto Trigo, A. C.

Raun, W. R., Solie, J. B., Stone, M. L., Martin, K. L., Freeman, K. W., Mullen, R. W., Zhang, H., Schepers, J. S. and Johnson, G. V. (2005). Optical sensor-based algorithm for crop nitrogen fertilization. Communications in Soil Science and Plant Analysis, 36, 2759-2781.

Santillano-Cázares, J., López, A., Ortiz-Monasterio, I. y Raun W. R. (2013). Uso de sensores ópticos para la fertilización de trigo (Triticum aestivum L.). Terra Latinoamericana, 31, 95-103.

Sistema de Información Agropecuaria y Pesquera (SIAP). (2018). Anuario estadístico de la producción agrícola. Recuperado en agosto de 2018, de https://nube.siap.gob.mx/cierreagricola/

Solís, E., Huerta, J., Pérez, P., Villaseñor, H. E., Ramírez, A. y Ledezma, L. (2017). Cisne F2016: nueva variedad de trigo harinero de gluten fuerte para el Bajío, México. Revista Mexicana de Ciencias Agrícolas, 8, 1911-1917.

Torres-Dorante, L., Paredes, R., Link, A. and Lammel, J. (2016). A methodology to develop algorithms that predict nitrogen fertilizer needs in maize based on chlorophyll measurements: a case study in Central Mexico. The Journal of Agricultural Science, 154, 705-719.

Zadoks, J. C., Chang, T. T. and Konzak, C. F. (1974). A decimal code for the growth stages of cereals. Weed Research, 14, 415-421.

 

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Recuperando los suelos de Chenalhó

Productores de la comunidad tsotsil de Chenalhó, Chiapas, participaron en el ‘Taller de fertilidad y uso de mejoradores de suelo para complementar la fertilización’, impartido por especialistas de MasAgro.
Por: Dorian Aguilar Sánchez, formador MasAgro.
3 de julio de 2019.

Chenalhó, Chis.- Enclavada en lo alto de la Sierra Madre de Chiapas, la superficie del municipio de Chenalhó está constituida en 90% por terrenos accidentados con pendientes pronunciadas. Además, llueve abundantemente todo el año. Este característico paisaje montañoso favorece la erosión de los suelos destinados a la actividad agrícola y, consecuentemente, la pérdida de su fertilidad (debido al flujo del agua, que arrastra los mejores suelos de las parcelas).

Para devolverle a la tierra su fertilidad, productores de la comunidad tsotsil de Chenalhó decidieron innovar su sistema de producción: la milpa. Así, con la asesoría de especialistas de MasAgro —programa impulsado por la Secretaría de Agricultura y Desarrollo Rural (SADER) y el Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo (CIMMYT)— realizaron una práctica para utilizar mejoradores de suelo, es decir, compuestos que reducen la compactación, permitiendo airear el suelo para que el agua y los nutrientes lleguen más fácilmente a las raíces de las plantas.

La práctica que realizaron los productores fue parte del ‘Taller de fertilidad y uso de mejoradores de suelo para complementar la fertilización’. Además de lo relacionado con los mejoradores, se trataron temas como los macro y microelementos (nutrientes minerales necesarios para el crecimiento) que requiere el cultivo de maíz, como el nitrógeno. Respecto a este, se habló de la importancia de la introducción de leguminosas como el frijol y la canavalia —cuyas raíces profundas ayudan a roturar el suelo y mejorar la infiltración de agua y la oxigenación— para su fijación en el suelo.

El taller, que también forma parte de la vinculación entre MasAgro y Yaxalum Chiapas A.C., proporcionó además información concreta y práctica para que los productores mejoren su sistema de producción de forma sustentable —aprovechando los recursos y evitando la erosión de los suelos— con acciones como sembrar en sentido perpendicular a la pendiente, aplicar fertilización foliar, evitar las quemas agrícolas y dejar la mayor cantidad de rastrojo distribuida sobre la superficie.

Los productores de Chenalhó están conscientes de que recuperar la fertilidad de sus suelos no será algo inmediato, pero con los resultados positivos que han notado en sus parcelas saben que van en la dirección correcta. Con el conocimiento adquirido y las innovaciones adoptadas, estos productores esperan revitalizar el sistema milpa en su región, ya que paulatinamente se ha abandonado, y —a través de esta recuperación de la fertilidad de los suelos— fortalecer también el tejido social de su comunidad.

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El Valle del Évora, un ejemplo de sustentabilidad agrícola

La primera edición de la Expo Agro Sustentable del Évora estuvo orientada a la difusión de innovaciones en materia de sustentabilidad agrícola. La feria —organizada por la Junta Local de Sanidad Vegetal del Valle del Évora, el Club de Labranza de Conservación del Évora y el Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo (CIMMYT)— se desarrolló del 24 al 26 de julio, y su programa de actividades estuvo integrado por conferencias, paneles de debate, exhibiciones y recorridos en campo que fomentaron el intercambio de experiencias exitosas entre los productores de granos y oleaginosas (vegetales de los que se extrae aceite) de Sinaloa.

A la inauguración asistieron Héctor Robles Berlanga, director general de Logística y Alimentación de la Secretaría de Agricultura y Desarrollo Rural (SADER); Mario Urías Cuadras, dirigente de la Junta Local de Sanidad Vegetal del Valle del Évora; Samuel López Angulo, presidente del Comité Estatal de Sanidad Vegetal del Estado de Sinaloa (Cesavesin); José Luis Velasco, gerente del Hub Pacífico Norte —del CIMMYT—; distribuidoras de implementos y agroinsumos enfocados a la Agricultura Sustentable; y autoridades locales y productores de los municipios de Angostura, Mocorito y Salvador Alvarado.

Durante su intervención, el funcionario de la SADER manifestó que es indispensable que en el país se generalicen las prácticas sustentables que los productores del Valle del Évora ya realizan de manera regular. Puntualizó que “es hora de que se comience a ver el suelo como un ente vivo, no se sigan aplicando más agroquímicos y se suministren más bioinsumos, para mejorar el rendimiento de los cultivos y bajar, sobre todo, los costos de producción”.

Por su parte, Mario Urías invitó a los productores a que aprovechen la central de maquinaria para Agricultura de Conservación que se creó con el apoyo de la Fundación Produce Sinaloa y el Gobierno estatal. También se refirió a la importancia de que más productores adopten prácticas sustentables, como las que el CIMMYT y sus colaboradores promueven. “Queremos que los productores se capaciten y utilicen este tipo de estrategias y que aprovechen los residuos de cosechas para el siguiente cultivo, utilizándolos como materia orgánica”, expresó.

El presidente del Cesavesin comentó durante su intervención que los productores tienen que estar preparados para los retos del cambio climático, por lo que les recomendó acercarse a los especialistas y adoptar prácticas sustentables. En ese sentido, el gerente del Hub Pacífico Norte señaló que el CIMMYT impulsa, precisamente, prácticas sustentables derivadas de la Agricultura de Conservación —como el Manejo Agroecológico de Plagas, la fertilización integral y el uso de sensores infrarrojos— para hacer más eficiente la actividad de los productores en un entorno climático cambiante, como el de la actualidad.

La primera edición de la Expo Agro Sustentable del Évora permitió acercar a los productores información fundamental para el mejoramiento de sus sistemas de producción. Conferencias como ‘Estrategias prácticas para elevar la eficiencia en el uso del nitrógeno en maíz’ y ‘Manejo Integrado de Malezas’ —impartidas por los científicos del CIMMYT Iván Ortiz-Monasterio y Ravi Gopal Singh, respectivamente— son muestra del interés de los organizadores por poner a disposición de los productores conocimientos que les permitan tomar las mejores decisiones para enfrentar los retos presentes y futuros.

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Reportajes

Científicos advierten que el aumento de temperaturas nocturnas reduce los rendimientos de trigo en México

A view from the Norman E. Borlaug Experiment Station (Campo Experimental Norman E. Borlaug, or CENEB), near Ciudad Obregón, Sonora, northern Mexico. Photo credit: M. Ellis/CIMMYT. www.cimmyt.com

Debido a que en muchas regiones del mundo se ha horneado bajo algunas de las olas de calor más persistentes, los científicos en un importante congreso en Canadá compartieron datos sobre el impacto de las temperaturas cambiantes.

En el desierto de Sonora en el noroeste de México, las temperaturas nocturnas variaron 4.4 grados centígrados entre 1981 y 2018, según una investigación del Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo (CIMMYT). En Siberia, las temperaturas nocturnas aumentaron 2 grados centígrados entre 1988 y 2015, según Vladimir Shamanin, profesor de la Universidad Estatal Agraria Omsk de Rusia, que realiza investigación con la Red Kazajstan-Siberia sobre el Mejoramiento del Trigo de Primavera.

“Aunque las pruebas de campo de algunos de los entornos de cultivo de trigo más cálido del mundo han demostrado que las pérdidas de rendimiento están generalmente asociadas con un aumento de las temperaturas promedio, las temperaturas mínimas por la noche —no las temperaturas máximas— en realidad están determinando la perdida de rendimiento” dijo Gemma Molero, fisióloga de trigo del CIMMYT que dirige la investigación en Sonora en colaboración con su colega Ivan Ortiz-Monasterio.

“Del agua captada por las raíces, el 95% se pierde en las hojas a través de la transpiración y de esta, un promedio del 12% se pierde durante la noche. Un enfoque del mejoramiento genético para el rendimiento y la eficiencia del uso del agua de la planta debería ser identificar rasgos para la adaptación a temperaturas nocturnas más altas”, dijo Molero, y agregó que la transpiración nocturna puede conducir a reducciones de hasta el 50% de la humedad del suelo disponible en algunas regiones.

Wheat fields at CIMMYT's experimental station near Ciudad Obregón, Sonora, Mexico. (Photo: M. Ellis/CIMMYT)
Campos de trigo en la estación experimental del CIMMYT cerca de Ciudad Obregón, Sonora, México.  (Foto:  M. Elis/CIMMYT)

Desafió climático

El Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático (IPCC por sus siglas en inglés) informó en octubre que las temperaturas pueden aumentar un promedio de 1.5 grados Celsius en los próximos 11 años.  Un nuevo análisis del IPCC sobre el cambio climático y el uso de la tierra que se lanzara esta semana insta a un cambio hacia la reducción de la carne en las dietas para ayudar a reducir las emisiones relacionadas con la agricultura del ganado. Las dietas se pueden construir a base de cereales secundarios, legumbres, nueces y semillas.

Los científicos que asistieron al Congreso Internacional del Trigo en Saskatoon, la ciudad en el corazón de la provincia occidental de cultivo de trigo de Saskatchewan en Canadá, acordaron que un desafío importante es desarrollar variedades de trigo más nutritivas que puedan producir mayores rendimientos en temperaturas más cálidas.

CIMMYT wheat physiologist Gemma Molero presents at the International Wheat Congress. (Photo: Marcia MacNeil/CIMMYT)
Gemma Molero, fisióloga de trigo del CIMMYT presenta en el Congreso Internacional del Trigo. (Foto: Marcia MacNeil/CIMMYT)

Como cultivo básico, el trigo proporciona el 20% de todas las calorías humanas consumidas en todo el mundo. Es la principal fuente de proteínas para 2.500 millones de personas en el sur del mundo. El modelador de sistemas de cultivos Senthold Asseng, profesor de la Universidad de Florida y miembro de la Asociación Internacional de Rendimiento de Trigo (IWYP por sus siglas en inglés), participó en un extenso estudio en China, India, Francia, Rusia y los Estados Unidos, que demostró que por cada grado Celsius en aumento de la temperatura, los rendimientos disminuyen en un 6%, poniendo en riesgo la seguridad alimentaria.

Los rendimientos de trigo en el sur de Asia podrían reducirse a la mitad debido a las temperaturas crónicamente altas, dijo Molero.  La investigación realizada por la Universidad de Nueva Gales del Sur, publicada en Environmental Research Letters, también demuestra que los cambios en el clima representaron del 20 al 49% de las fluctuaciones de rendimiento en varios cultivos, incluido el trigo de primavera.  Las temperaturas extremas de frío y calor, la sequía y las fuertes precipitaciones representaron entre el 18 y el 4% de las variaciones.

En el CIMMYT, los mejoradores de trigo abogan por un enfoque integral que combine técnicas de mejoramiento convencionales, fisiológicas y moleculares, así como buenas prácticas de manejo de cultivos que puedan mejorar los choques de calor. Las nuevas tecnologías de mejoramiento están utilizando variedades locales de trigo y parientes silvestres para agregar rasgos que se adapten al estrés en el trigo moderno – enfoques innovadores que han llevado a los agricultores a cultivar nuevas variedades tolerantes al calor en las regiones más cálidas de Pakistán, por ejemplo.

More than 800 global experts gathered at the first International Wheat Congress in Saskatoon, Canada, to strategize on ways to meet projected nutritional needs of 60% more people by 2050. (Photo: Matthew Hayes/Cornell University)
Más de 800 expertos mundiales se reunieron en el primer Congreso Internacional del Trigo en Saskatoon, Canadá, para elaborar estrategias sobre cómo satisfacer las necesidades nutricionales proyectadas de un 60% más de personas para 2050. (Foto: Matthew Hayes/Cornell University)

Esfuerzo colaborativo

Matthew Reynolds, un distinguido científico del CIMMYT, es uno de los fundadores del Consorcio para el Mejoramiento del Trigo tolerante al Calor y la Sequía (HeDWIC por sus siglas en inglés), una coalición de cientos de científicos y partes interesadas de más de 30 países.

«HeDWIC es un programa de pre-mejoramiento que tiene como objetivo ofrecer líneas avanzadas genéticamente diversas mediante el uso de germoplasma compartido y otras tecnologías», dijo Reynolds en Saskatoon.  «Es un mecanismo de intercambio de conocimientos y capacitación, y una plataforma para entregar pruebas de concepto relacionadas con las nuevas tecnologías para adaptar el trigo a una variedad de perfiles de estrés por calor y sequía».

Los objetivos incluyen llegar a un acuerdo que cruce fronteras y llegue a instituciones que trabajan en las áreas de investigación más prometedoras para lograr la resiliencia climática, organizar la investigación de rasgos en un marco racional, facilitar la investigación trasnacional y desarrollar una infraestructura cibernética bioinformática, dijo Reynolds, y agregó que atraer fondos para varios años para colaboraciones internacionales sigue siendo un desafío.

Rasgos de nitrógeno

Otra área de investigación climática en el CIMMYT implica el desarrollo de una alternativa asequible al uso de fertilizantes nitrogenados para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero que calientan el planeta. En ciertas plantas, un rasgo conocido como Inhibición Biológica de la Nitrificación (BNI por sus siglas en inglés) les permite suprimir por si solos la pérdida de nitrógeno del suelo, mejorando la eficiencia de la absorción y el uso de nitrógeno.

CIMMYT's director general Martin Kropff speaks at a session of the International Wheat Congress. (Photo: Matthew Hayes/Cornell University)
El Director General del CIMMYT, Martin Kropff, habla en una sesión del Congreso Internacional del Trigo. (Foto: Matthew Hayes/Cornell University)

Los científicos del consorcio de investigación BNI, que incluye el Centro de Investigación Internacional de Ciencias Agrícolas de Japón (JIRCAS por sus siglas en inglés), proponen transferir el rasgo BNI de esas plantas a cultivos vitales y piensos, como trigo, sorgo y Brachiaria.

«Cada año, casi una quinta parte de los fertilizantes del mundo se utilizan para cultivar trigo, sin embargo, el cultivo solo utiliza alrededor del 30% del nitrógeno aplicado, en términos de biomasa y granos cosechados», dijo Victor Kommerell, gerente de los Programas de Investigación del CGIAR (CRP) de Maíz y Trigo dirigidos por el Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo.

«La BNI tiene el potencial de convertir el trigo en un cultivo altamente eficiente en nitrógeno: los agricultores podrían ahorrar dinero en fertilizantes, y las emisiones de óxido de nitrógeno del cultivo de trigo podrían reducirse en un 30%».

Excluyendo los cambios en el uso de la tierra, como la deforestación, las emisiones de gases de efecto invernadero provocadas cada año por la agricultura equivalen al 11% de todas las emisiones de las actividades humanas.  Según Guntur Subbarao, un científico de JIRCAS, aproximadamente el 70% del nitrógeno aplicado a los cultivos fertilizados se elimina o se convierte en óxido de nitrógeno, un gas de efecto invernadero 300 veces más potente que el dióxido de carbono.

Hans-Joachim Braun, El Director del Programa Global de Trigo del CIMMYT y el Programa de Investigación de Trigo del CGIAR (WHEAT) del CGIAR, habla en el Congreso Internacional de Trigo. (Foto: Marcia MacNeil/CIMMYT)

Aunque el ganado rumiante es responsable de generar aproximadamente la mitad de todas las emisiones de la producción agrícola, la BNI ofrece potencial para reducir las emisiones generales, dijo Tim Searchinger, investigador principal del Instituto de Recursos Mundiales (WRI por sus siglas en inglés) y director técnico de un nuevo informe titulado «Crear un futuro alimentario sostenible:  Un menú de soluciones para alimentar a casi 10 mil millones de personas en 2050.»

Para explotar esta característica basada en las raíces, los mejoradores tendrían que mejorar este rasgo en las plantas, dijo Searchinger, quien presentó los hallazgos clave del informe en Saskatoon, y agregó que los gobiernos y las agencias de investigación deberían aumentar los fondos para la investigación.

Otros esfuerzos de mitigación del cambio climático deben incluir la revitalización de los suelos degradados, que afectan a aproximadamente una cuarta parte de las tierras de cultivo del planeta, para ayudar a aumentar los rendimientos de los cultivos. Las técnicas de agricultura de conservación implican la retención de residuos de cultivos en los campos en lugar de la quema y la rotación. La siembra directa en suelo con residuos y agroforestería también puede desempeñar un papel clave.