Aptitud agroecológica para el cultivo de la caña de azúcar ... · genios de riego. Finalmente, se llegó a la con-clusión de que los modelos encontrados para los ingenios de riego,

* Unidad Académica Multidisciplinaria Agronomía y Ciencias, Universidad Autónoma de Tamaulipas, CentroUniversitario Victoria, 87149, Cd. Victoria, Tamaulipas. [email protected]

Investigaciones Geográficas, Boletín del Instituto de Geografía, UNAMISSN 0188-4611, Núm. 53, 2004, pp. 58-74

Aptitud agroecológica para el cultivo de la caña de azúcaren el sur de Tamaulipas, México

Anabel Jiménez Córdova* Recibido: 4 de julio de 2003

Virginia Vargas Tristán* Aceptado en versión final: 11 de mayo de 2004

Wilver Enrique Salinas Castillo*Manuel de Jesús Aguirre Bortoni*Dionisio Rodríguez Cabrera*

Resumen. El objetivo principal de la investigación fue estimar desde el punto de vista agroecológico las zonas aptaspotenciales para el cultivo de caña de azúcar en el sur del estado de Tamaulipas, México. La delimitación de estaszonas se generó mediante la implementación de un sistema de información geográfica (SIG), el cual facilitó lamanipulación y sobreposictón de capas de información temática, correspondiente a información de clima, suelos ynecesidades biofísicas del cultivo. Como primer resultado, y con base en la estimación del índice de satisfacción de lasnecesidades hídricas y de los grados día de desarrollo, se determinó la zonificación agroclimática. Para generar estosíndices se analizó información a nivel diario de 30 estaciones climatológicas (período 1960-1999). Para realizar lazonificación agroecológica se clasificó información de Unidades, Fases, Texturas y Pendientes de suelo, en función dela aptitud del cultivo a estas variables y mediante la sobreposición y álgebra de éstas con la zonificación agroclimática,se delimitaron las zonas aptas potenciales para el cultivo. Se encontró que del total de la superficie evaluada(1 454 794.0 ha), el 30.6% (446 021.0 ha) se clasificó como Muy Apta (MA), el 9.9% (145 104.9.0 ha) como Apta (A),cuyas restricciones fueron por Unidades de suelos, el 0.03% (559.5 ha) se clasificó como marginalmente Apta (mA),con restricciones por la Pendiente de los suelos en estudio y el 59.5% (863 108.9 ha) restante, correspondió a la claseNo Apta para el cultivo.

Palabras clave: Caña de azúcar, zonificación agroclimática, zonificación agroecológica, sistema de informacióngeográfica, álgebra de mapas.

Agroecological suitability for the sugarcane crop insouthern Tamaulipas, Mexico

Abstract. The main objective of the present research was to estimate the potential zones for the sugarcane crop in thesouthern region of the State of Tamaulipas, Mexico, from an agroecological point of view. The delimitation of these zones

Aptitud agroecológica para el cultivo de la caña de azúcar en el sur de Tamaulipas

were generated by the implementation of a Geographical Information System (GIS) that facilitate the manipulation andoverlay of thematic information layers, correspondent to information about weather, soils, and biophysical needs of the crop.As a first result, the agroclimatical zoning was determined, based on the estimation of the satisfaction index of the hydricneeds and the growing degrees days. In order to get these indexes, daily information of 30 weather stations (period 1960-1999) was analyzed. To obtain the agroecological zoning, information on Units, Phases, Textures and soil Slopes wasclassified, in function of the crop aptitude to these variables and using the overlay and their algebra with the agroclimaticalzoning, in this way potential zones for the crop were fixed. From the total of the evaluated surface (1 454 794.1 ha), 30.6%(446 021.0 ha) was classified as Very Apt (VA), 9.9% (145 104.9 ha) as Apt (A), whose restrictions were soil units, 0.03% (559.5ha) was classified as marginally Apt (mA), with restrictions on the soils slopes; the rest, 59.5% (863 108.9 ha) correspond toNo Apt (NA) for the studied crop.

Key words: Sugarcane, agroclimatical zoning, agroecological zoning, geographical information system, map algebra.

INTRODUCCIÓN

La caña de azúcar es un cultivo de gran im-portancia tanto a nivel mundial y nacional,como regional, debido a la gran captacióneconómica que reviste. Hasta el 2001, Méxi-co se ubicó a nivel mundial entre los prime-ros 15 países productores de este cultivo ydentro de los primeros cinco países de Amé-rica Latina, con un rendimiento promedioanual de 78.6 tn ha-1, el cual disminuyó parala zafra 2001-2002 a 70.7 tn ha-1, para estemismo ciclo se reportaron valores máximos ymínimos de 112.3 tn ha-1 (Ingenio Calipán,Puebla) y 39.7 tn ha-1 (Ingenio La Joya, Cam-peche), respectivamente (INEGI, 2003:602).

La zona cañera de México está constituidapor 15 estados, dentro de los cuales destacanpor su alto rendimiento promedio anual,Puebla, Morelos y Chiapas, con valoresde 112.3,103.7 y 98.2 tn ha-1, además de Vera-cruz, San Luis Potosí y Jalisco; estados quedestacan por su alta superficie cultivable,correspondiente a 245 474.0, 68 744.0 y58 029 ha, respectivamente (COAAZUCAR,2002).

A nivel nacional, Tamaulipas ocupa elquinto lugar en superficie cultivable con cañade azúcar, con una extensión aproximadade 45 000.0 ha, tanto en condiciones de riegocomo de temporal con un rendimiento anual

de 59.8 tn ha-1, mismo que se encuentra en un15.4% por debajo de la media nacional. Esterendimiento difiere notablemente debido alos distintos tipos de suelos y climas, pre-sentes en la zona cañera del estado (sur deTamaulipas), debido a lo cual es necesariocaracterizar ambientes con condiciones simi-lares (zonas agroecológicas), que expresenel potencial productivo de la zona para elcultivo.

Los estudios de zonificación agroecológi-ca de cultivos (ZAE), desempeñan un papelmuy importante en la delimitación de áreas,en las cuales es posible definir qué cultivostienen mayor potencial de producción. Lasinvestigaciones más avanzadas al respectohan incorporado bases de datos enlazadas asistemas de información geográfica (SIG), re-lacionadas a modelos estadísticos, que con-tienen múltiples aplicaciones potenciales enel manejo de los recursos naturales y plani-ficación del uso de la tierra (FAO, 1997).

En esta investigación se recurrió al uso delos SIG con la finalidad de identificar limita-ciones ambientales para el cultivo de la cañade azúcar y estimar las zonas más idóneaspara su establecimiento en la región sur delestado de Tamaulipas. Para lograr este obje-tivo se delimitaron zonas prioritarias en fun-ción de variables climáticas, edáficas y de las

Investigaciones Geográficas, Boletín 53, 2004 59

Anabél Jiménez, Virginia Vargas, Wilver E. Salinas, Manuel de jesús Aguirre y Dionisio Rodríguez

necesidades biofísicas del cultivo.

Zonificacion agroecológica de cultivos

La zonificacion agroecológica (ZAE) se refie-re a la división de la superficie de la tierra enUnidades más pequeñas, que tienen carac-terísticas similares relacionadas con su apti-tud, con la producción potencial y con el im-pacto ambiental (FAO 1997).

Una de las instituciones que ha tenidogran interés por generar estudios enfocados ala zonificacion de cultivos es el Colegio dePostgraduados (Montecillo, Estado de Méxi-co). El Centro de Edafología de esta institu-ción inició, en 1980, investigaciones enfoca-das a la adaptación de la metodología dezonas agroecológicas a las condiciones am-bientales de México (Tijerina y Ortiz, 1990:113). Estas investigaciones sentaron las ba-ses para aplicar la metodología en estudiosagroclimáticos (Díaz et al., 2000) y agroeco-lógicos (Ruiz, 1998:267-275 y Villa et al.,2001), en diversos estados y regiones delpaís.

Al respecto, se puede citar a Parra (1989:108) quien realizó una zonificación agroeco-lógica para la producción de caña de azúcaren los estados de Veracruz, Tabasco, Jalisco,Colima y Nayarit. El primer objetivo fuehacer una comparación de la influencia querepresenta el clima y el suelo en las zonifica-ciones agroclimática y agroecológica y, ensegundo lugar, si los resultados obtenidoseran más eficientes a nivel zona, región oestado. Para el primer objetivo se obtuvo quela contribución del suelo no presentó mayorpoder predictivo sobre el rendimiento delcultivo, como lo tuvieron los factores climáti-cos. Para el segundo objetivo se determinóque es mejor trabajar las zonificacionesagroclimática y agroecológica a nivel estado,

debido a que se incrementaron los coeficien-tes de determinación (R2 = 0.72 y 0.79) com-parados con los resultados a nivel regional(R2 = 0.46 y 0.56) y a nivel zona (R2 = 0.63y 0.57).

Dentro de los estudios de índole climáticorelacionados con la caña de azúcar se pue-den citar los siguientes:

Namuche (1983:124) generó modelos em-píricos para predecir rendimientos relativosde la caña de azúcar para los estados deVeracruz y Morelos, a través de variablesagroclimáticas tales como: Déficit evapo-transpirativo, Grados Día de Desarrollo(GDD) y de manejo del cultivo. El estudio sellevó a cabo en los ingenios azucareros bajocondiciones de riego, de temporal y de lacombinación temporal-riego. Se obtuvo queel déficit evapotranspirativo medio fue inver-samente proporcional al fertilizante aplicadoy a los GDD. En el caso de los ingenios detemporal, se encontró que el fertilizante apli-cado fue aprovechado por la planta a déficitevapotranspirativos más altos que en los in-genios de riego. Finalmente, se llegó a la con-clusión de que los modelos encontrados paralos ingenios de riego, temporal-riego ytemporal, fueron bastante aceptables para lapredicción de rendimientos relativos de cañade azúcar, pudiendo ser utilizados por otraszonas cañeras del país.

Figueroa (1991:47) analizó las variables detemperatura, precipitación y rendimientosanuales de la caña de azúcar bajo condicio-nes de campo y en fábrica, para la región dela Huasteca Potosina. En este estudio se ob-tuvo que la precipitación y la amplitud tér-mica acumulada en ocho semanas antes de lacosecha, explicaron en un tercio al comporta-miento del rendimiento de fábrica. Respectoal rendimiento de campo, se encontró que los

60 Investigaciones Geográficas, Boletín, 53, 2004


dos meses anteriores a la cosecha, no pudie-ron ser explicados estadísticamente por loselementos climáticos estudiados.

Martínez y Martínez (1996:487-494) gene-raron para la zona cañera de Mante-Xicoténcatl, en el estado de Tamaulipas, unmétodo de cómputo para pronosticar laépoca óptima de zafra, basándose en uníndice climático de madurez, donde se rela-cionó a la precipitación Pi y a la oscilacióntérmica (Ai) de la siguiente forma: (L = Pi/Ai).Mediante este método, se obtuvo el índiceclimático de madurez para 11 zafras proba-bles, con una duración de entre 16 y 36semanas. El autor concluyó que las fechasindicadas para las épocas óptimas de zafrafueron las que mejor integraron los elemen-tos climáticos temperatura y precipitación,en los 38 años analizados, sin embargo, lasvariaciones anuales podían causar algunasdiferencias en las épocas de zafra indicadas.

Uso de los sistemas de información geo-gráfica en zonificaciones agroecológicas

Es importante mencionar que aunque lametodología de zonificación agroecológica(ZAE) propuesta por la FAO (1978) nose diseñó para generarla con sistemas decómputo, ésta se puede implementar me-diante el uso de software especializado, debi-do a que para su determinación es necesariosobreponer diversas capas de informaciónespacial, con la finalidad de definir zonas concierto nivel de aptitud. Las investigacionesmás avanzadas de zonificaciones agroecoló-gicas, están compuestas por bases de datosenlazadas a un sistema de informacióngeográfica y relacionadas con modelos com-putarizados, que contienen múltiples aplica-ciones potenciales en el manejo de los recur-sos naturales y planificación del uso de la

tierra (FAO, 1997).Los SIG's se definen como un conjunto de

hardware, software, personas y procedimien-tos diseñados para soportar la captura, elmanejo, la manipulación, el análisis, el mo-delaje y el despliegue de datos estadísticos,espaciales y temporales para la solución deproblemas complejos del manejo y uso de latierra. El objetivo principal de un SIG esobtener resultados confiables para la toma dedecisiones, a través del análisis e interpre-tación de gran cantidad de datos biofísicos,socioeconómicos, estadísticos en forma espa-cial y temporal, necesarios para generar deuna forma flexible, versátil e integrada pro-ductos de información tales como tablas ymapas (FAO, 1997; Fernández y Sumano,1992 y Nozica et al., 1997:6).

La principal utilidad de un SIG radica ensu capacidad para construir modelos o repre-sentaciones del mundo real, a partir de unabase de datos digital. Los modelos cons-tituyen un instrumento eficaz para analizary determinar los factores que influyen en lastendencias, así como en la evaluación delas posibles consecuencias en las decisionesde planificación sobre los recursos existentesen un área de interés (Carmona y Monsalve,2000:24). Además, los SIG's permiten almace-nar esa información espacial de forma efi-ciente, simplificando su actualización y acce-so directo al usuario. En definitiva, amplíanenormemente las posibilidades de análisisque brindan los mapas convencionales, ade-más de facilitar su almacenamiento y visua-lización (Chuvieco, 2002:586).

Dentro de los estudios agroclimáticos yagroecológicos se tienen diferentes tipos deanálisis como la interpolación espacial y elálgebra y sobreposición de mapas (overlay;Bogaert, 1995 y Eastman, 1992:22). El mé-


Anabel Jiménez, Virginia Vargas, Wilver E. Salinas, Manuel de Jesús Aguirre y Dionisio Rodríguez

todo de interpolación espacial más usado eneste tipo de estudios, es el de Kriging(Universal 1), debido a que asocia 'al términode Mejor Predictor Lineal Insesgado (MPLI)y es el más adecuado, en el sentido de queminimiza la varianza del error en la pre-dicción. Además, el método se apoya en lageoestadística para modelar datos espacio-temporales, con la finalidad de estimar ladependencia geográfica que existe entre losvalores a interpolar (valor Z; Nozica et al.,1997:6). Este método permite conocer el valoren un punto dado donde no se tiene informa-ción, lo cual se logra por la autocorrelaciónespacial de la variable a interpolar. El análisisde la autocorrelacion en este método se basaen el "variograma" como instrumento de re-presentación esquemática de la variabilidadespacial (Bosque, 2000:451).

Dentro del álgebra y sobreposición de ma-pas se utilizan operaciones matemáticas co-mo la adición, sustracción, multiplicación,funciones de evaluación logarítmica o trigo-nométrica, elevar un mapa a la potencia deotro, búsqueda de valores extremos o pro-medios, así como las aplicaciones lógicasboolenas, entre otras.

Desde el punto de vista de la distribuciónespacial y cartográfica, el objetivo principalde una zonificación de cultivos es la identi-ficación de áreas aptas potenciales, las cualessurgen de la sobreposición espacial de infor-mación de variables tales como: suelos,clima y cultivos, clasificadas en intervalos declases. La sobreposición simultánea generacombinaciones únicas que se manifiestan enuna extensión espacial a través de un maparesultante (Ponce, 1994).

Figura 1. Localización de la zona en estudio.



Aunque el uso de los SIG's para la ge-neración de zonificaciones agroecológicas seha intensificado en los últimos años, aún sonmínimas las investigaciones que se apoyanen este tipo de sistemas. Dentro de éstas, sepueden citar los trabajos realizados por Car-bonell et al., (2001:59); Díaz et al., (2000: 7-27);Ruiz (1998:267-275) y Villa et al., (2001:1-7).

MATERIALES Y MÉTODOS

Este trabajo de investigación se realizó enla zona sur del estado de Tamaulipas, cons-tituida por los municipios de Tampico, Ciu-dad Madero, Altamira, Aldama, González,Xicoténcatl, Mante, Ocampo, Gómez Farias,Antiguo y Nuevo Morelos. Correspondeaproximadamente al 18.6% de la superficieestatal y cubre una extensión de 1 454 794.1ha. Geográficamente se localiza a los 22°16'21" y 23°22'14" de latitud Norte y a los97°46'29" y 99°34'14" de longitud Oeste(Figura 1).

La metodología utilizada para zonificaragroecológicamente al cultivo de la caña deazúcar en el sur de Tamaulipas estuvo enfunción de la información disponible en lazona de interés, tanto de clima, de sueloy como del cultivo en estudio (FAO 1978 y1997). La metodología fue diseñada paraaplicarla en cuatro etapas:

Etapa I: Base de datos

Para realizar el estudio agroecológico, fuenecesario contar con tres tipos de informa-ción: climática, edáfica y de los requeri-mientos bioclimáticos de la caña de azúcar.Para crear la base de datos climática, serecopiló información de series históricas anivel diario, correspondiente a 30 estacionesclimatológicas de la zona de estudio. Estas

series contienen información de las varia-bles: temperaturas mínimas y máximas, pre-cipitación y evaporación (período de 1960 a1999). La información de suelos estuvo in-tegrada por datos numéricos y cartográficatemática referente a: Unidades, Fases, Tex-turas y Pendientes (INEGI, 1982). La base dedatos del cultivo estuvo integrada por losrequerimientos térmicos e hídricos, por lafenología de la caña de azúcar en un ciclo de12 meses (caña resoca) y también por los re-querimientos en cuanto a la aptitud del culti-vo a los principales tipos de suelos.

Etapa II. Procesamiento de datos

Para la estimación de datos faltantes de tem-peratura (máxima y mínima) se utilizaronmodelos de regresión lineal, a través de loscuales se obtuvieron ecuaciones estadísticasque indicaron la dependencia entre los datosde esta variable. En la aplicación de este mé-todo, fue necesario cumplir con ciertas con-dicionantes tales como distancia menor de25 km entre las estaciones climáticas aestimar, así como una altitud de ± 30 msnm,además de que contaran con el mismo tipode clima. Cuando no fue posible la aplicaciónde los modelos de regresión lineal debido ala gran escasez de datos climáticos, se utilizóel método Racional Deductivo, el cual consisteen obtener un valor promedio con los regis-tros reportados en los 10 años anteriores aldato que se está estimando. Debido a que laprecipitación presenta una ocurrencia dis-continúa en tiempo y espacio, no fue posiblela estimación de datos faltantes mediante losmétodos mencionados anteriormente. Parasu estimación se utilizó al método de la U.S.Nacional Weather Service, mismo que se aplicópara la estimación de los datos de la variableevaporación (Campos, 1987:4-16).



Etapa III. Zonificación Agroclimática(ZAC)

Cuando se dispuso de todas las series encada una de las variables climáticas a niveldiario, sin interrupción, se procedió a laobtención de años tipo por serie climáticahistórica. Posteriormente se determinó laZonificación Agroclimática (ZAC), para esto,la metodología tradicional de la FAO incluyela estimación del período de crecimiento(PC), sin embargo, cuando se trabaja concultivos anuales o semiperenes como la cañade azúcar, el PC no es el mejor indicadorpara evaluar la aptitud agroclimática, debido

a esto, se tomó la decisión de generar lazonificación agroclimática (ZAC) de acuerdocon la determinación del índice de satisfac-ción de las necesidades hídricas (ISNH) delcultivo y a los Grados Día de Desarrollo(GDD).

Para calcular el ISNH para la caña de azú-car, se estimaron previamente sus necesi-dades hídricas (NH, mm) anuales, con baseen la incidencia de la precipitación anual (Pp,mm). La ecuación utilizada fue la siguiente:

ISNH= (Pp * (100)

NH(1)

Cuadro 1. Coeficientes de cultivo (Kcr) por etapa fenológica para caña de azúcar

Etapa fenológica

Etapa 1 (siembra a 25% de cobertura del dosel)

Etapa 2 (25 a 50% de cobertura del dosel)

Etapa 3 (50 a 75% de cobertura de dosel)

Etapa 4 (75 a 100% de cobertura del dosel)

Etapa 5 (cubrimiento total)

Etapa 6 (madurez temprana)

Etapa 7 (maduración)

Kcr

0.50

0.80

0.95

1.10

1.15

0.95

0.70

Fuente: FAO, 1978.

Cuadro 2. Clasificación de los niveles de aptitud agroclimática con base en el rendimiento máximoesperado, sin restricciones agroclimáticas

Clases

MA

A

MA

NA

Porcentaje

80-100

40-80

20-40

<20

Aptitud

Muy Apta (MA)

Apta (A)

Marginalmente Apta (mA)

No Apta (NA)

Rendimientos

Tendrá grandes ganancias

Tendrá ganancias

No tendrá ganancias ni pérdidas

Siempre tendrá pérdidas

Fuente: FAO, 1997.



Las necesidades hídricas se calcularon conla fórmula:

NH = ETp * Kcr (1.1)

donde:

ETp = evapotranspiración potencial (mm),calculada con la expresión.ETp = 0.75* evaporación.Kcr= coeficientes del cultivo por etapafenológica (Cuadro 1).

Para la estimación de los Grados Díade Desarrollo (GDD) se utilizó el métodoresidual:

donde:

GDD = grados día de desarrollo,Tmáxi = temperatura máxima diaria (°C),Tmíni = temperatura mínima diaria (°C),Tbase = temperatura base de la caña deazúcar (12°C).

Una vez que se estimaron los índicesmencionados en las 30 estaciones climatoló-gicas, se sometieron a un análisis espacial,dentro del cual se generó una interpolaciónutilizando el método Kriging Universal I,incluido en el programa Arcview GIS paraPC (versión 3.2a; Carbonell et al., 2001:59;Herrera, 1999:78; Cristóbal et al., 1996:329-343; Demey y Pradera, 1996:313-333; Arella-no, 1994:360; Silva, 1994:24 y González, 1988).El resultado de la interpolación fue una ima-gen grid (píxel de 300 m2) que fue rediseñaday reclasificada para representar temática-mente la oscilación en espacio y tiempo paracada uno de los índices agroclimáticos, en el

ciclo anual de la caña de azúcar.Cada mapa temático se clasificó con

relación al potencial de aptitud agroclimáticay al rendimiento máximo esperado, en cuatroclases: Muy Apta (MA), Apta (A), margi-nalmente Apta (mA) y No Apta (NA; Cuadro2). Mediante la sobreposición y álgebra demapas se promedió cada polígono en ambosíndices aproximándose el resultado a núme-ros enteros. De esta manera se tuvo un maparesultante, el cual se clasificó nuevamente encuatro clases de aptitud que representó a laZonificación Agroclimática (ZAC) del cultivode la caña de azúcar para la zona de estudio(ecuación 3).

En esta etapa se generó la zonificación agro-ecológica para el cultivo, es decir, la locali-zación de las zonas aptas potenciales a partirde las modificaciones por variables edáficas(Unidades, Fases, Texturas y Pendientes) a lazonificación agroclimática (ZAC) obtenida enla etapa anterior. Para esto, se tomó la cali-ficación del nivel de inversión bajo propuestapor la FAO (1978) para cada una de las varia-bles edáficas antes mencionadas.

Para realizar este tipo de modificación,primero se clasificó cada Unidad y sub-unidad de suelo de acuerdo con la aptitudpara la caña de azúcar, de la siguiente forma:S1, suelo muy apto, donde no existe restric-ción y permanece la clasificación agroclimá-tica; S2, suelo marginalmente apto, dondeexiste una restricción moderada y la cla-sificación agroclimática se degrada una clase;N1, suelo no apto actualmente; y N2,suelo no apto permanentemente (FAO, 1978).


Etapa IV. Zonificación Agroecológica


Cuando se encontró un suelo clasificadocomo S2/N2 o N1/N2, se tomó la decisión detomar la aptitud indicada en el numeradorde dicha clasi-ficación, esto de acuerdo con loreportado por Tijerina y Ortiz (1990:113).Una vez que se realizó está calificación a laZAC en el SIG, se hizo una sobreposicióncartográfica del mapa resultante a las Fasesde suelos presentes en la zona de estudio y seprocedió a la calificación por esta variablepara obtener la cartografía de la modificaciónpor aptitud del cultivo. Las Fases se clasifi-caron en tres clases: 0 (sin cambio), -1 (res-tricción de una clase) y NA (No Apto).Siguiendo la clasificación, la cartografía de lamodificación por Fases se reclasificó en fun-ción de la Textura de los suelos de la zona deestudio. Las modificaciones por esta variablepara caña de azúcar fueron dos: Texturas quedegradan una clase a la aptitud (-1) y Tex-turas que no modifican a ninguna aptitud (0).La Pendiente del terreno es la última variableedáfica que puede modificar la aptitud de lacaña de azúcar, en una determinada región.Para realizar esta última modificación, seclasificó la Pendiente de terreno de la zonade estudio con base en tres clases: 0 (perma-nece sin cambio), -1 (se degrada una clase), N(no es apta) y se calificó al mapa resultantede la modificación por Textura. Este últimomapa correspondió a la Zonificación Agro-ecológica (ZAE) para el cultivo de la caña deazúcar en la zona en estudio.

RESULTADOS

Se analizaron y depuraron series climáticasde 20 a 39 años de información diaria, en lasvariables; temperaturas mínimas y máximas,precipitación y evaporación, correspondientea 30 estaciones climatológicas del sur deTamaulipas. Mediante este análisis, se com-

probó que la información con la que se cuen-ta en el área en estudio fue confiable y queproporcionó las bases para realizar la Zoni-ficación Agroecológica (ZAC) para caña deazúcar en el sur de Tamaulipas; sin em-bargo, una red de estaciones climatológicasmás densa y eficientemente equipada, pro-porcionaría información más detallada y es-pecífica de la zona de estudio, por lo cual seconsidera importante la instalación de nue-vas estaciones climáticas para disponer deuna red representativa.

Necesidades hídricas

De acuerdo con el Cuadro 3, los valores denecesidades hídricas (NH) del cultivo máselevado, se obtuvieron en la etapa fenoló-gica 5 (cubrimiento total del dosel) con re-querimientos de 3.9 a 6.5 mm. En la mayoríade las estaciones climatológicas predomi-naron NH superiores a los 5 mm. Las NHmás bajas se encontraron en la etapa feno-lógica de siembra-brotación (etapa 1), siendoéstos de 0.6 mm, en las estaciones que selocalizan en la Sierra Madre Oriental a laaltura de los municipios de Gómez Farias yOcampo. En la última etapa fenológica, co-rrespondiente a maduración, las NH se ase-mejan a las de la etapa 1, presentándose éstasen los municipios de Xicoténcatl y González.

En estudios anteriores, García (1973:224)reportó para las zonas cañeras de México,que las NH oscilan de 5.48 a 6.84 mm día-1, loque equivale a una necesidad de 2 000 a 2 500mm año-1. Contrario a esto, en la zona enestudio se tiene una necesidad hídrica de815.4 a 1 452.1 mm año"1, los cuales son so-breestimados del 41.0 al 59.0%, comparadoscon lo propuesto por García. Se consideraque no es conveniente reportar de 5.48 a6.84 mm día-1 como necesidades NH, debido



a que en la primera etapa del cultivo se iniciala brotación de las yemas vegetativas y, alfinal de ésta, la cobertura del dosel es sólodel 25%, por esta razón se consideró impor-tante reportar las mínimas y máximas NHdel cultivo por etapa fenológica, debido aque con base en éstas se puede hacer el ade-cuado suministro de agua y en el tiempoapropiado al cultivo, eficientando así el re-curso hídrico y reduciendo los costos al pro-ductor en el caso de contar con riego.

En las etapas 4 y 5 del cultivo se esti-maron NH semejantes a las reportadas porGarcía (Ibid.), éstas oscilaron de 4.1 a 6.5 mmdía1. Es importante mencionar que los datosreportados por este autor se desprenden deutilizar el método de Blaney-Criddle para laestimación de la evapotranspiración poten-cial, que involucra a la insolación y la tempe-ratura media.

Es de sobra conocido que entre más varia-bles se utilicen en la estimación de otra seconsidera de mejor precisión, sólo que estemétodo es a nivel mensual y para resultadosmás específicos es necesario efectuarlo enperíodos más cortos. A esto podría deberse ladiscrepancia en cuanto a los datos de NHreportados por García, con respecto a losencontrados en esta investigación.

Índice de Satisfacción de las NecesidadesHídricas de los Cultivos (ISNH)

El ISNH se clasificó en cuatro categorías:Muy Apta-MA (80-100%), Apta-A (80-40%),Marginalmente Apta-mA (40-20%) y NoApta-NA (<20%). Los resultados mostraronque el 86.7% de la superficie del sur deTamaulipas (1 265 316.4 ha), resultó MA parael cultivo de la caña de azúcar, ya queanualmente se satisfacen entre un 80 y un100% las necesidades hídricas de la caña. En

menor proporción se encontró la clase A lacual cubrió una superficie de 189 477.5 ha yabarcó en gran parte al municipio deGonzález y en menor escala a Xicoténcatl yMante. Agroclimáticamente no se encontra-ron zonas clasificadas como mA y NA parael cultivo en estudio, debido a que el ISNHcubrió más del 59% de sus NH.

Grados Día de Desarrollo (GDD)

Los resultados encontrados para esta varia-ble mostraron que anualmente hay una acu-mulación térmica que oscila de 3 920.3 a5 023.3 GDD para el cultivo de la caña deazúcar. Estos resultados coinciden con lo re-portado por Namuche (1983) para este cul-tivo en el estado de Veracruz, donde seencontró una acumulación de 8 200.9 GDDpara un ciclo de 18 meses, es decir, que paraun ciclo anual la acumulación fue del ordende los 5 467 GDD. La diferencia con losresultados reportados por Namuche fue de434 GDD, lo cual no fue muy significativo,tomando en cuenta que la temperatura me-dia que utilizó este autor osciló entre 20.0y 26.4° C, comparadas con las temperaturasde la zona de estudio que fueron de 23.0 a24.8° C.

Al clasificar la acumulación de GDD deacuerdo con el rendimiento máximo espera-do en las cuatro clases de aptitud (MA, A,mA y NA), se encontró que se tiene una altadisponibilidad de GDD para que el cultivo sedesarrolle adecuadamente en la zona enestudio, de esta manera, la disponibilidadmás alta, es decir, la clase MA, se encontró enla mayor parte del sur de Tamaulipas,cubriendo una superficie de 1 398 455.8 ha(96.1%). En menor proporción se localizó laclase A, la cual cubrió una extensión de56 338.3 (3.9%) ha. En esta aptitud se podrían



Cuadro 3. Necesidades hídricas (máximas y mínimas, mm) por etapa fenológica de la caña de azúcar,en el sur de Tamaulipas



obtener rendimientos por disponibilidad deesta variable, del orden del 40 al 80% delmáximo esperado. Las clases de aptitud mAy NA no fueron encontradas en la zona enestudio, debido a que las acumulaciones deGDD fueron mayores al 40%.

Zonificación agroclimática

Los resultados mostraron que, agroclimática-mente, en el sur de Tamaulipas, se disponede humedad y temperatura favorables paraun buen desarrollo y crecimiento de la cañade azúcar, debido a que sólo se encontraronlas clases MA y A, las cuales indican rendi-mientos satisfactorios (Figura 2).

La clase MA predominó en una superficie

de 1 264 975.9 ha, es decir, que en el 86.9%de la extensión territorial de la zona enestudio, se obtienen rendimientos de un 80.0a un 100.0% del máximo esperado. Esta clasede aptitud quedó establecida principalmentepor valores altos de ISNH y de GDD. Enmenor superficie se encontró a la clase A, lacual cubrió sólo 189 477.5 ha (13.1%) locali-zadas en la zona norte del municipio deGómez Farias, en el oeste de Ocampo y partecentral de la zona en estudio, con esta clasede aptitud se tendría del 80 al 40% delrendimiento máximo esperado del cultivo.Las clases de aptitud mA y NA, no se en-contraron en la zona en estudio, debido a queéstas fueron resultado de bajos ISNH y GDD,

Figura 2. Zonificación agroclimática para el cultivo de la caña de azúcaren el sur de Tamaulipas, México.


Investigaciones Geográficas, Boletín, 53, 200470

Figura 3. Zonificación agroecológica para el cultivo de la caña de azúcaren el sur de Tamaulipas, México.

y en el área de estudio no se tienen zonas quepresenten las dos condiciones.

Zonificación agroecológica

La zonificación agroecológica generada den-tro de la presente investigación, muestra lascaracterísticas tanto de clima como de suelo,determinantes en el establecimiento y de-sarrollo de la caña de azúcar (Figura 3). Lasdiferentes características clasificadas comomA, A y MA quedaron reducidas sólo al40.7% de la superficie territorial del sur deTamaulipas y el 59.3% restante a la super-ficie NA.

Las condiciones óptimas agroecológicas

para el cultivo quedaron representadas porla característica MA, esto significa que conun adecuado manejo al cultivo y la precipi-tación que se recibe en la superficie cubiertapor esta aptitud, se pueden obtener rendi-mientos hasta de un 100% (Figura 3). Entotal, la superficie que correspondió a la claseMA fue de 446 021.0 ha (30.6%), mismas quese distribuyeron hacia el centro y sur del áreaen estudio donde predominan los suelos dela unidad Vertisol pélico (Vp), aunque éstospresentan problemas de manejo para suutilización en la agricultura son suelos muyfértiles, con Textura de media a fina, con altocontenido de materia orgánica, buena per-meabilidad y aereación, pedregosidad esca-



sa y pendientes menores al 8%.En la Figura 3 se puede apreciar que el

municipio más idóneo para el cultivo de lacaña de azúcar fue Mante, ya que un 71.0%de su territorio (120 699.7 ha) se clasificócomo MA representando el 26.3% del total dela superficie de esta clase (Cuadro 4). Otromunicipio que presentó un alto porcentaje ensuperficie clasificado como MA fue Xicotén-catl, con el 46.4% de su territorio (38 906.5ha). A excepción de estos dos municipios,todos los restantes presentaron superficiesinferiores al 40% dentro de esta misma clase;entre las más altas estuvieron Gómez Farias(39.4%), Altamira (38.7%), González (31.1%)y Nuevo Morelos (27.4%).

La clase A indica áreas donde el ren-dimiento máximo esperado puede ser res-tringido. Agroclimáticamente se satisfacende entre un 40 a un 80% las necesidadeshídricas. En esta categoría se localizan suelosque presentan alguna restricción para el cul-tivo, principalmente por Unidades como fue-ron: Cambisoles gleycos (Bg) y Regosolescalcáreos (Rc), los cuales son suelos muydébilmente o no desarrollados que presentanacumulación de arcilla y poseen alta suscep-tibilidad a la erosión lo que ocasiona pérdidade materia orgánica y nutrientes del suelo.

El área representada por esta clase fue de145 104.9 ha (9.9%), misma que se distribuyóen el centro y sureste de la zona en estudio.Los municipios que presentaron las másaltas superficies clasificadas dentro de estaclase fueron: Cd. Madero (92.7%), Tampico(59.5%) y Xicoténcatl (25.5%) de su superfi-cie, respectivamente (Cuadro 4).

La clase mA representa las zonas dondese tienen restricciones tanto de clima comode suelo y los rendimientos a obtenerse seránde un 20 a un 40%. La extensión cubierta por

esta clase correspondió sólo a 559.5 ha,distribuidas específicamente en el municipiode Ocampo. La restricción en esta clase fuepor Pendientes, debido a que se encontraronvalores entre el 8.0 y 30%.

La clase NA representó las áreas que noson propicias para el cultivo de la caña deazúcar. En la zona en estudio, esta clasequedó determinada principalmente por lasUnidades de suelo: Litosoles, Luvisoles,Gleysoles y Solonchak, la mayoría de estossuelos son poco profundos y con bajocontenido de materia orgánica. Además, laúltima Unidad Solonchak presenta un altocontenido de salinidad y pedregosidad. LasFases de suelo que influenciaron para que lazona se clasificara como NA, fueron laPedregosa y la Petrocálcica. La Textura grue-sa característica de estos suelos degradó a laclasificación agroclimática, además de que sepresentaron Pendientes de suelo superioresal 30%. La superficie clasificada dentro deesta aptitud fue de 863 108.9 ha (59.3%).

Las zonas más afectadas con esta clase deaptitud se ubicaron al oeste y este. En la zonaoeste, los municipios que resultaron en sumayor parte NA para el cultivo de la caña deazúcar fueron Antiguo Morelos (97.9%),Ocampo (94.8%), Nuevo Morelos (72.0%) yGómez Farias (60.6%), del total de su super-ficie. Dentro del noreste, los municipios deAldama y González presentaron las superfi-cies más altas, con 280 462.5 (76.4%) y174 107.8 (49.8%) ha, respectivamente.

CONCLUSIONES

Uno de los aspectos más importantes quedebe tener en cuenta cualquier agricultordebe ser el clima, debido a la influencia queéste tiene sobre el crecimiento y desarrollo dela planta. Sin embargo, no basta con analizar



Cuadro 4. Superficie municipal por aptitud agroecológica para la caña de azúcar

Municipio

Aldama

Altamira

Ant. Morelos

Ciudad Madero

Mante

Gómez Farias

González

Nvo. Morelos

Ocampo

Tampico

Xicoténcatl

ha

%

ha

%

ha

%

ha

%

ha

%

ha

%

ha

%

ha

%

ha

%

ha

%

ha

%

NA

280 462.5

76.4

67 601.2

40.5

54 936.1

97.9

339.2

7.3

44 455.7

26.2

26 216.6

60.6

174 107.8

49.8

20 709.1

72.0

167 078.7

94.8

3 722.4

40.5

23 479.6

28.0

mA

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

551.1

0.3

0

0

8.4

0

A

1 538.4

0.4

34 670.2

20.8

17.3

0

4 318.3

92.7

4 728.3

2.8

10.2

0

66 668.4

19.1

177.8

0.6

6 117.4

3.5

5 470.5

59.5

21 388.0

25.5

MA

84 864.4

23.1

64 509.3

38.7

1 176.2

2.1

0

0

120 699.7

71.0

17 024.3

39.4

108 539.4

31.1

7 866.1

27.4

2 435.0

1.4

0

0

38 906.5

46.4

Superficie

366 865.3

100

166 780.8

100

56 129.6

100

4 657.5

100

169 883.6

100

43 251.1

100

349 315.7

100

28 753.0

100

176 182.2

100

9 192.9

100

83 782.4

100

sólo al clima como factor indicativo de uncultivo, sino que es necesario estudiar, ade-más, al suelo y al cultivo como un sistemaintegrado. En esta investigación se detectóque, de analizarse sólo al clima (zonificaciónagroclimática), se tendría que tanto el 86.9como el 13.1% de la zona sur de Tamaulipasresultaron con características MA y A para lacaña de azúcar, sin embargo, al analizar lasvariables de Unidades, Fases, Texturas yPendientes de suelos, se encontró que sólo el40.0% del territorio se consideró como A pa-ra el cultivo.

De manera general, se puede mencionar

que las principales limitaciones agroecoló-gicas para el cultivo de la caña de azúcar enel sur de Tamaulipas, correspondieron a lascaracterísticas de las Unidades de suelo. Alrespecto, se encontró que la contribución deesta variable edáfica fue de un 34.9 % en laclase NA, mientras que, en conjunto, la con-tribución por Fases, Texturas y Pendiente desuelo fue sólo del 24.4%. La superficie clasifi-cada dentro de las zonas MA, A y mA, se re-dujo a un 40.7%, clasificadas dentro de lasmismas aptitudes en la zonificación agro-climática.



Finalmente, se puede señalar que existengrandes superficies clasificadas en las clasesA y MA fuera de la región donde actual-mente se cultiva la caña de azúcar, las cualespudieran ser utilizadas para su siembra,debido a que se tienen los recursos biofísicostanto de clima como de suelo, necesarios pa-ra un buen desarrollo del cultivo. Otro puntoa resaltar, es que gran parte de la superficieasignada a la agricultura de riego se clasificócomo una zona MA, dentro de la zonifica-ción agroecológica, donde se tiene un índicede Satisfacción de las Necesidades Hídricasde entre un 80 y 100%, y si se toma en consi-deración que la caña de azúcar debe someter-se a una sequía relativa (disminuir la aplica-ción de agua al cultivo) durante la etapa demadurez, entonces, la asignación de riegos aaplicarse en estas zonas debe ser sumamentecuidadosa, debido a que se pondría en peli-gro la calidad de la producción, además deque se estaría desperdiciando el recurso hí-drico, el cual podría asignarse a otros usos.

REFERENCIAS

Arellano, M. J. L. L. (1994), La degradación delsuelo por erosión hídrica en Chiapas: evaluación yprincipios tecnológicos para su control, tesis de Licen-ciatura, Universidad Autónoma de Chapingo,Estado de México.

Bogaert, P. (1995), The spatial interpolation ofagroclimatic data (Cokriging software an Source code),User manual, FAO, Roma.

Bosque, S. J. (2000), Sistemas de InformaciónGeográfica, Editorial Rialp, 2a ed., Madrid, España.

Campos, A. D. F. (1987), Procesos del ciclohidrológico, Editorial Universitaria Potosina, vol I,Universidad Autónoma de San Luis Potosí,México, pp. 4-16.

Carbonell, J., A. Amaya, B. V. Ortiz, J. S.

Torres, R. Quintero y C. H. Isaacs (2001), Zonifi-cación agroecológica para el cultivo de la caña deazúcar en el Valle del río Cauca. Tercera apro-ximación, Centro de Investigaciones de la Caña deAzúcar de Colombia, Serie técnica no. 29, Cali,Colombia.

Carmona, J. A y R. J. Monsalve (2000), "Sis-temas de Información Geográfica", Monografías,com.

Chuvieco, S. E. (2002), Teledetección ambiental.La observación de la Tierra desde el espacio, Ariel,Barcelona, España.

COAAZUCAR (Comité de la AgroindustriaAzucarera; 2002), Resultados de la zafra 2001-2002,http//www.sagarpa.gob.mx/Coaazucar.

Cristóbal, A. D., V. O. Palacios y F. F. Ruiz(1996), "Comparación de métodos de interpola-ción en variables hídricas del suelo", Agrociencia,vol 30, núm. 3, pp. 329-343.

Demey, R. J. y Pradere, R. (1996), "Generaciónde isolíneas de precipitación al sur del Estado deAragua-Venezuela usando Kriging con tendenciaexterna", Agronomía Tropical, vol 46 núm. 3,pp. 313-333.

Díaz, H. B. M, V. H. Plascencia, R. R. Arteagay P. M. Vázquez (2000), "Estudio y zonificaciónagroclimáticos en la región Los Altos de Chiapas,México", Investigaciones Geográficas, Boletín,núm 42, Instituto de Geografía, UNAM, México,pp. 7-27.


Eastman, J. R. (1992), 1DRISI. Tecnical reference.Clarck University-Graduate school of Geography,Worcester, Massachusetts, USA.

FAO (Food and Agriculture Organization ofthe United Nations; 1978), "Report on the Agro-ecological zones project. Methodology and resultsfor Africa", World soils resources, Report 48. Roma,Italia.

Anabel Jiménez, Virginia Vargas, Wilver E. Salinas, Manuel de jesús Aguirre y Dionisio Rodríguez

FAO (Food and Agriculture Organization ofthe United Nations; 1997), "Zonificación agro-ecológica. Guía general", Boletín de suelos, núm. 73,Servicio de Recursos, Manejo y Conservación deSuelos, Dirección de Fomento de Tierras y Aguas,Roma, Italia.

Fernández, P. J. M. y L. M. A. Sumano (1992),Introducción a los Sistemas de Información Geográfica,Universidad Autónoma de Baja California, BajaCalifornia, México.

Figueroa H. F. (1991), Evaluación de variablesmeteorológicas y rendimientos de caña de azúcar en laregión de la Huasteca Potosina, con fines de planea-ción, tesis de Maestría, Colegio de Postgraduados,Centro de Agrometeorología, Montecillo, México.

García, E. A. (1973), Manual de campo en cañade azúcar, Comisión Nacional de la IndustriaAzucarera (CNIA), Instituto para el Mejoramientode la Producción de Azúcar (IMPA), México.

González A. C. R. (1988), Aplicación del métodoKriging al cálculo de la precipitación pluvial, tesis deLicenciatura, Instituto Tecnológico y de EstudiosSuperiores de Occidente, Guadalajara, Jalisco.

Herrera, S.S. (1999), Diseño de una red óptima deobservación de variables climáticas, aplicando unenfoque geoestadístico, tesis de Maestría, InstitutoTecnológico y de Estudios Superiores de Mon-terrey, México.

INEGI (2003), México en el mundo, InstitutoNacional de Estadística, Geografía e Informática,México.

INEGI (1982), Síntesis cartográfica del estado deTamaulipas. Anexo cartográfico, Instituto Nacionalde Estadística, Geografía e Informática, México.

Martínez, G. A. y A. D. Martínez (1996),"Método de cómputo para pronosticar la épocade zafra en caña de azúcar con base a datos detemperatura y precipitación", Agrociencia, vol 30,núm. 4, pp. 487-494.

Namuche V. J. R. (1983), Modelos empíricos parapredecir rendimientos relativos en caña de azúcar enbase a variables agroclimáticas y de manejo, tesis deMaestría en Ciencias, Colegio de Postgraduados,Montecillo, Estado de México.

Nozica, G., M. Heríque y R. Porcel (1997),Sistemas de Información Geográfica.

Parra, V. J. G. (1989), Zonificación agroclimáticapara la producción de la caña de azúcar en algunosestados de México, tesis de Maestría, Colegio dePostgraduados, Centro de Edafología, Montecillo,Estado de México.

Ponce, H. R. (1994), "La zonificación Ecológica-Económica de la Amazonia y los sistemas deinformación geográfica", Memorias II ReuniónRegional (zonificación Ecológica-Económica; ins-trumento para la conservación y el desarrollo sosteniblede los recursos de la Amazonia), Lima, Perú.

Ruiz, V. J. (1998), "Zonificación agroecológicadel maíz de temporal en los valles centrales deOaxaca. I. Determinación del potencial produc-tivo", Terra, vol. 16, núm 3, pp. 269-275.

Silva, F. P. (1994), Variación espacial de unidadescalor durante el período de crecimiento hídrico enla República Mexicana, tesis de Licenciatura, Uni-versidad Autónoma de Chapingo, Estado deMéxico.

Tijerina, C. L. y S. C. A. Ortiz (1990), Manual dela metodología para evaluar la aptitud de las tierraspara la producción de cultivos básicos en condiciones detemporal. Programa de Agrometeorología, Colegio dePostgraduados, Montecillo, Estado de México.

Villa, C. M. M., I. M. A. Inzunza y V. E.Catalán (2001), "Zonificación agroecológica dehortalizas involucrando grados de riesgo", Terra,vol 19, núm 1, pp. 1-7.


Documents

Aptitud agroecológica para el cultivo de la caña de azúcar ... · genios de riego. Finalmente, se llegó a la con-clusión de que los modelos encontrados para los ingenios de riego,