Zonificación de agroambientes y periodos de crecimiento del municipio de Maravatio (Michoacan, México)

Agro-environment zoning and growth periods of the municipality of Maravatio (Michoacán, México)

Genaro Aguilar-Sánchez

g_aguila@correo.chapingo.mx 0000-0003-1518-0801

Universidad Autónoma Chapingo (México). Chapingo, Texcoco, Estado de México. 56230

Daniel Aguilar-Sánchez

aguilarsanchez.daniel@gmail.com 0000-0001-6110-6499

Facultad de Filosofía y Letras, Universidad Nacional Autónoma de México. Circuito Interior s/n, C.U., Coyoacán, Ciudad de México, México. 04510

1. INTRODUCCIÓN

Los cambios del clima en los últimos cincuenta años, en el mundo y en México son producto del uso desmedido de los recursos naturales y de la tecnificación de la agricultura, donde se usan muchos insumos químicos en los fertilizantes y pesticidas, alterando de manera notable a los ecosistemas naturales a diversas escalas: nacional, estatal y local. Además, el crecimiento de los centros industriales y urbanos también contribuyen al incremento de la temperatura, de tal manera que se menciona que en los últimos 50 años se ha incrementado la temperatura de 1 a 1.5 grados centígrados en diversas partes del mundo. Por ello en la actualidad se han acrecentado el número de políticas públicas puestas en marcha para disminuir la temperatura en 1.5 grados centígrados, a fin de volver a tener la temperatura al nivel del periodo preindustrial, según indica el Grupo Intergubernamental sobre el estudio del Cambio Climático (IPCC, 2019).

En ese contexto se ubica México y las actividades agrícolas, pecuarias y forestales, por lo que en esta investigación se plantea como objetivo general efectuar una zonificación de agroambientes y calcular los periodos de crecimiento del municipio de Maravatío, del estado de Michoacán. Lo que es muy relevante ya que la realización de la producción agrícola de cultivos básicos, de hortalizas y frutales depende de los recursos naturales como: relieve, geología, suelo, vegetación y sobre todo de la lluvia del temporal, que cada vez es más errática y, por lo cual se requiere tener acotados con más precisión los meses y días de lluvia que dispondrá el agricultor para sembrar las semillas y lograr una mejor cosecha.

Igualmente, se hace necesario llevar a cabo una regionalización del territorio del municipio de Maravatío, Michoacán, mediante la delimitación de los espacios según el concepto de agroambiente, que conjuga los aspectos bióticos y abióticos, así como calcular los periodos de crecimiento, en base a la humedad que almacena el suelo y la frecuencia de heladas, para los cultivos como el maíz, frijol, haba, garbanzo y hortalizas como rábano, chayote, chile, etc. Producto de este trabajo se obtienen 9 agroambientes y 12 periodos de crecimiento.

2. ANTECEDENTES TEÓRICOS

El concepto de ambiente es la interacción de los elementos de los recursos naturales bióticos y abióticos como el relieve, geología, clima, suelo, vegetación, hidrología y fauna. Dicho concepto se ha aplicado en diversos trabajos (Romero et al., 2003; Salazar et al., 1994), para delimitar áreas específicas del uso de los recursos naturales, demostrándose que la producción realizada por los productores transforma el medio ambiente, modifica los ciclos bioquímicos, y la diversidad biológica. Si bien, en la transformación del ambiente también intervienen el despoblamiento del medio rural, el crecimiento de los centros urbanos, el uso intenso del agua y la generación de contaminantes (Rivera et al., 2012).

El hombre y la mujer en sus comunidades, a través de la historia se han apropiado y manejado los recursos naturales, con fines de producir sus alimentos y con ello han transformado el ambiente, es decir formando agroambientes, donde la interacción del relieve con la geología, la vegetación, a través del tiempo ha generado diversas unidades de suelo. Y la diversidad de suelo junto con los componentes del clima como la lluvia y la temperatura y otros fenómenos meteorológicos (heladas y las granizadas), han condicionado la producción agrícola realizada en condiciones de temporal.

Es decir, un agroambiente es un espacio del territorio modificado por los humanos donde se apropian de los recursos bióticos y abióticos para realizar prácticas agrícolas, con fines de producir sus propios alimentos. Y dichos espacios del territorio, agroambiente, pueden ser de agricultura de temporal o realizar actividades agrícolas con la ayuda de infraestructura productiva como la construcción de pequeños bordos o cajas para captar y almacenar agua, hasta la construcción de medianas y grandes presas, para producir cultivos y/ o criar especies de ganado con la aportación del agua de las presas y también de la perforación de pozos. De esa manera se concibe al agroambiente en los trabajos de Romero (2003) y Salazar (1994) y en otros como Baca et al. (1992) y Larios (1992).

El clima es fundamental en la producción agrícola, ganadera y forestal de las diferentes naciones. Las investigaciones efectuadas, por ejemplo, en Venezuela (Olivares et al., 2021) se investiga la cantidad de lluvia, la evapotranspiración potencial y la producción del banano; el cual ha variado por el crecimiento de la población y de los centros industriales; y éstos últimos, aportan un incremento en la temperatura, al igual que los diferentes prácticas agrícolas y ganaderas, de tal manera que la FAO (1990) indica que los compuestos químicos como el metano y otros más que existen en el ambiente contribuyen con un 14% al efecto de invernadero producido.

Así tenemos que los componentes del clima como la precipitación y la temperatura han variado de manera creciente en los últimos 50 años, por lo que se hace necesario hacer trabajos de investigación para calcular el periodo de crecimiento (PC), pues esta variable resulta clave para conocer con cierta seguridad las condiciones favorables para la siembra, crecimiento, fructificación y cosecha de cultivos básicos, hortalizas y frutales en los diversos territorios.

Por consiguiente, en diversas partes del mundo se han realizado trabajos de zonificación climática, como los efectuados por Papadakis (1961), y en concreto para América Latina el de Papadakis (1980). Otros autores trabajan índices agroclimáticos, (Bishno, 1980), o se relacionan las características de humedad del suelo con el periodo libre de heladas (Williams, 1983).

En el caso de México, investigadores como Romo (1985), han realzado zonificación de áreas propicias para producir oleaginosas en condiciones de humedad de temporal (García, 1988), igualmente se efectuó una zonificación agroecológica de cultivos producidos en condiciones de riego, en el estado de Guanajuato (Rivera del Río et al., 1989). En este último trabajan el uso de la humedad del suelo para hacer una regionalización en Zacatecas (Pájaro-Huertas, 1988). En el Colegio de Posgraduados investigan sobre la estimación del periodo libre de heladas y el periodo de crecimiento por disponibilidad de agua, considerando el fenómeno de las heladas, en base a los datos de las estaciones climatológicas establecidas en los 32 estados de la República Mexicana. En una escala regional (Aguilar-Sánchez, 1995) se trabajó en una zonificación climática en varios municipios del estado de Michoacán, donde se zonifica en base a los periodos de crecimiento, producto de la relación de la humedad almacenada en el suelo, de las lluvias y de la estimación del periodo libre de heladas.

3. CLIMA Y SUELO EN LOS CULTIVOS AGRÍCOLAS

Para la producción agrícola en condiciones de lluvia del temporal se conjugan la precipitación, evapotranspiración de las plantas, la frecuencia y época de heladas y granizadas. Así como la aptitud del suelo para producir, ya que los suelos de poca profundidad y escasa fertilidad son menos aptos para el crecimiento de los cultivos.

El cambio del clima y sus efectos en la agricultura mexicana se ha estudiado a diversas escalas, desde la nacional, regional, estatal y más local como lo es el territorio de un municipio. En el nivel macro se tienen trabajos que a través de la aplicación de modelos matemáticos y estadísticos hacen pronósticos sobre el efecto del clima mediante un periodo de años y con pronóstico a futuro (Conde et al., 2000; SEMARNAT, 2013). En la escala estatal se han realizado investigaciones en diversos estados de la República mexicana, por ejemplo, Zarazúa (2011), que llevó a cabo su investigación en la Ciénega de Chapala, estado de Jalisco, Bernal-Morales (2020), donde se analizaron 12 estaciones climatológicas, encontrando que en 10 estaciones existen cambios en los periodos de crecimiento y en dos se mantiene igual. La relación de suelo y clima lo trabajó Arellano et al., (2022), en el cultivo de la Yuca en el estado de Yucatán, para producirla de manera sostenible.

En trabajos más particulares, en cultivos específicos como el maíz, se tienen cambios en los escenarios para el año 2050, donde se demuestra con cálculos basados en varios modelos matemáticos, que en ciertas regiones de México se cultiva maíz en condiciones de secano, pero habrá que cambiar las variedades de maíz de ciclo agrícola intermedio y de ciclo largo a variedades de ciclo agrícola de corta duración (Ruiz, 2011; Monterroso et al., 2011; Conde, 1997).

La relación del clima, suelo, cultivo, es dialéctica ya que están muy concatenados. El clima puede ayudar a la formación del suelo, a través de descomponer la materia orgánica de la vegetación y la fragmentación de la roca, material parietal y origen del suelo. Para que juntos le den contenido y forma a los horizontes que forma el suelo, y dotarlo así de las características de fertilidad que tendrá el suelo. De tal manera que un suelo profundo de más de 50 cm, y con textura fina, tendrá mayor capacidad para almacenar agua de la lluvia y proporcionar ésta a las plantas, como es el caso del suelo vertisol; por el contrario, los suelos delgados de menos de 20 cm de profundidad y con textura media o gruesa, tienen menos capacidad de almacenar agua del temporal y por lo tanto tendrá poca cantidad de agua para los cultivos, por ejemplo, los suelos clasificados como Litosol y Leptosol (FAO, 2009).

4. METODOLOGÍA

Se han empleado diferentes metodologías para desarrollar este trabajo. Así, en la diferenciación cartográfica agroambiental, se usa la propuesta de Romero et al. ( 2003), que consiste en la aplicación de los siguientes apartados:

1. Inventariar los recursos naturales del municipio de Maravatío, de manera general a Escala 1:500 000
2. Caracterizar los recursos naturales del municipio seleccionado Escala 1:500 000, con mapas de relieve, geología, clima, suelo, vegetación y uso actual de la tierra. Usando la cartografía impresa y digital. Así como la realización de trabajo en campo.
3. Diferenciar los espacios de estudio en unidades cartográficas homogéneas, empleado como base el mapa digital de topoformas del Instituto Nacional de Estadística, Geografía e informática (INEGI) de México.

Para el apartado de periodos de crecimiento se usan las propuestas de:

• Aguilar-Sánchez, (1995). Este autor indica que el cálculo de la evapotranspiración potencial (ETP), se puede calcular según la evaporación registrada en cada estación climatológica y se utiliza la fórmula recomendada por García (1979 ): “ETP = 0.8 EV”, donde ETP es la Evapotranspiración potencial, 0.8 es una constante con Valor empírico que toma en cuenta al suelo y la atmósfera, y EV es la Evaporación.
• Por otra parte, Pájaro-Huertas et al. (1988), mencionan que el inicio del periodo de crecimiento está basado en el comienzo de la estación lluviosa. Se define cuando: P =0.5 ETP y se considera que esta cantidad de agua es suficiente para la germinación de semillas de diferentes cultivos. El periodo húmedo, es el intervalo en el cual la precipitación es mayor a la evapotranspiración potencial (P > ETP) y la Terminación del periodo de crecimiento, cuando existe periodo húmedo; si bien, la terminación del periodo de crecimiento va más allá del final de la estación lluviosa, ya que los cultivos frecuentemente maduran con las reservas de humedad almacenadas en el perfil del suelo. La terminación del periodo de crecimiento generalmente excede un número de días a la terminación de la estación lluviosa, de forma que es suficiente evapotranspirar 100 mm, que son los considerados como las reservas de humedad del suelo.

Se usan las propuestas de los anteriores investigadores, donde los indicadores básicos son: Selección de estaciones meteorológicas con más de diez años de observación, a las cuales se les analizó la siguiente información:

1. Precipitación media mensual.
2. Evaporación media mensual.
3. Número de días con heladas cada mes.
4. Temperatura mínima mensual.

Con base en los anteriores datos se calculó:

1. Periodo libre de heladas.
2. Evapotranspiración.
3. Periodo de crecimiento.

También de acuerdo con Pájaro-Huertas et al. (1988), es posible establecer el periodo libre de heladas y las fechas de ocurrencia de la última y la primera helada. El periodo de crecimiento establecido por disponibilidad de agua puede sobreponerse a las fechas de ocurrencia de tales eventos y de esta forma obtener el periodo de crecimiento efectivo con condiciones adecuadas de humedad y temperatura. Que a su vez reduce la posibilidad de ser interrumpido por la presencia de la última y la primera helada. En el cálculo del periodo libre de heladas se retomó la siguiente ecuación:

PLH = 1.7713 + 31.0214 (Tmin) ⁻ 0.6361 (Tmin)2

Dónde:

PLH = Periodo libre de heladas, en días

Tmin = Temperatura mínima media anual, en °C

𝑈𝐻 = 225.3605 ⁻ 0.7396 (PLH) + 0.0004385 (PLH)2

Dónde:

UH = Fecha codificada de ocurrencia de la última helada PLH = Periodo libre de heladas en días.

𝑃𝐻 = 229.5781 + 0.2262 (𝑃𝐿𝐻) + 0.0005098 (𝑃𝐿𝐻)2

Dónde:

PH = Fecha codificada de ocurrencia de la primera helada PLH = Periodo libre de heladas, en días.

La delimitación de las áreas de influencia se realiza con el procedimiento de los polígonos de (Thiessen, 1911), que se ha usado en diversos trabajos sobre la cuantificación promedio de precipitación en áreas extensas, la delimitación de escurrimientos y la diferenciación de zonas agroclimáticas.

5. RESULTADOS

El municipio de Maravatío, Michoacán se localiza entre los paralelos 19°46’ y 19°58’ de latitud norte; los meridianos 100°12’ y 100°38’ de longitud oeste; altitud entre 2 000 y 3 500 m. Colinda al norte con el estado de Guanajuato y los Municipios de Epitacio Huerta y Contepec; al este con los municipios de Contepec, Tlalpujahua y Senguio; al sur con los municipios de Senguio, Irimbo e Hidalgo; al oeste con los municipios de Hidalgo y Zinapécuaro y el estado de Guanajuato. Su superficie es de 696.67 km2 y representa un 1.17 por ciento del total del estado, mapa 1.

5.1. Los recursos naturales y la diferenciación de agroambientes

Los recursos naturales son básicos para la delimitación de los agroambientes, como se indica en la metodología, las características de la topografía, geología, clima y suelo se describen a continuación. Como se observa en el mapa 2. La topografía es de sierra, lomerío, mesetas y valle, con la presencia de cuerpos de agua y zonas urbanas.

La geología por su origen indica que de los periodos geológicos el Neógeno representa (67.29%), Cuaternario (25.91%), Jurásico superior-Cretácico inferior (2.11%) y Plioceno-Cuaternario (0.70%). Los tipos de rocas y sus porcentajes son: Ígnea extrusiva: volcanoclástica (28.23%), basalto (15.75%), andesita (11.04%), basalto-brecha volcánica básica (7.57%), dacita-toba ácida (7.31%), dacita-brecha volcánica ácida (3.29%), arenisca-toba ácida (1.82%), dacita (1.82%), brecha volcánica básica (1.78%), riolita (1.19%), toba ácida (0.89%) y riolita-toba ácida (0.10%). Sedimentaria: arenisca-conglomerado (0.75%) y conglomerado (0.01%). Metamórfica: metasedimentaria (2.11%). Suelo: aluvial (11.97%) y lacustre (0.38%). (INEGI, Prontuario de información geográfica municipal de los Estados Unidos Mexicanos., 2009) (mapa 3).

Los suelos están muy relacionados con la topografía y la geología, la materia orgánica producto de la degradación de la vegetación y el tiempo de formación del perfil del suelo. La ubicación de las diversas unidades de suelo, se muestran en el mapa 4.

En el mapa de suelo 4 se puede observar una gran diversidad, con los siguientes porcentajes: Vertisol (20.79%), Andosol (19.44%), Phaeozem (15.96%), Leptosol (14.00%), Planosol (11.16%), Luvisol (7.02%), Durisol (3.73%), Gleysol (2.30%), Fluvisol, (0.99%) y Regosol (0.62%). (INEGI., Prontuario de información geográfica municipal de los Estados Unidos Mexicanos. Maravatío,Mich., 2009).

Aspecto fundamental es el clima para el crecimiento de la vegetación como el bosque de pino, bosque de cedro, los pastos, y la vegetación propia de la selva baja caducifolia. Así como la realización de las actividades agrícolas, ganaderas y forestales. El mapa 5, tiene diferenciados los tipos de clima.

Con relación al mapa 4, se puede señalar varios subgrupos. El subtipo semicálido, templado y semifrío. En el subtipo semicálido está el tipo subhúmedo, subtipo ((A)C(w0)(w)), en el subtipo templado está el tipo subhúmedo, subtipos (C(w2)(w) y C(w1)(w)), en el subtipo semifrío está el tipo húmedo, subtipo (C(E)(m)(w)). (INEGI, 2010). El clima templado es con lluvias en verano, tiene una precipitación pluvial anual de 897.7 milímetros y temperaturas que oscilan de 14.1o a 29.9o. El rango de precipitación es de 700-2000 mm. Entre los subclimas predominan el Templado subhúmedo con lluvias en verano de humedad media (72.68%), templado subhúmedo con lluvias en verano de mayor humedad (21.49%), semicálido subhúmedo con lluvias en verano de menor humedad (5.23%) y semifrío húmedo con abundantes lluvias en verano (0.60%).

En el uso de suelo y vegetación se encuentra como principal la Agricultura con (50.62%) Zona urbana (3.50%), Pastizal (23.64%), Bosque (18.34%), Selva (2.83%) y Tular (0.57%).

El uso potencial de la tierra indica en el uso agrícola: Para la agricultura mecanizada continua (57.13%). Para la agricultura manual estacional (0.01%). No apta para la agricultura (42.86%). Para el pecuario se tienen praderas cultivadas (57.13%). Para el aprovechamiento de la vegetación natural únicamente por el ganado caprino (38.88%). No apta para uso pecuario (3.99%), (INEGI, Prontuario de información geográfica municipal de los Estados Unidos Mexicanos., 2009).

La superficie forestal maderable es ocupada por pino y encino; la no maderable por matorrales de distintas especies. En el municipio predominan los bosques como el mixto con pino, encino, aile, álamo, fresno, sauce y sabino; y el bosque de coníferas, con oyamel, junípero y pino, mapa 6. Su fauna está representada por cacomixtle, gato montés, zorrillo, armadillo, coyote, conejo, mapache, zorro, torcaz y centzontle.

Producto de la combinación de los diversos recursos naturales se obtiene el mapa 7, de agroambientes. Los que indican cierta hegemonía en los espacios de las zonas delimitadas, como se observa en dicho mapa.

En el mapa 7 se observan 9 agroambientes: Lomerío de tobas con mesetas (LT1 y LT2). Valle de Laderas Tendidas (VLT1 y VLT2). Sierra volcánica con estrato volcanes o estrato volcanes aislados con mesetas (SVE1). Sierra compleja (SC1). Sierra volcánica de laderas escarpadas (SVL1) y Meseta basáltica con cañadas (MB1 y MB2).

En la tabla 1, se agrupan las características de geología, suelo, clima, y uso de suelo de los agroambientes encontrados.

A continuación, se menciona la forma de obtener los periodos de crecimiento, donde se combinan las variables del clima que se indicaron en el apartado de metodología, se pondrán algunos ejemplos y después se concentrará la información en varios tablas.

Para el cálculo de los periodos de crecimiento se usa la información de la Comisión Nacional del Agua y los datos registrados del Servicio Meteorológico Nacional del periodo (1951-2010), (SMN-Conagua, 2021), para la estación 00011166 EL GIGANTE, se obtiene lo siguiente: tabla 2, figura 1 y tabla 3.

Retomando la información de la tabla 2, así como de la observación de la figura 1, se obtiene que el inicio del periodo de crecimiento tendrá lugar a principios de junio. El fin del periodo de crecimiento, se dará al término del mes de octubre. La duración del periodo de crecimiento será de cuatro meses, tres semanas (144 días). El periodo húmedo será desde finales de junio al término de septiembre.

De tal manera que al combinar los datos de la tabla 2, figura 1 y los resultados de las ecuaciones para calcular el periodo libre de heladas a través de las ecuaciones descritas en la metodología se obtiene los resultados de la tabla 3. Donde se observa que el periodo libre de heladas es de 246 días, número mayor al periodo de crecimiento por disponibilidad de húmedas que es de 144 días. Por lo tanto, las heladas no interfieren en el desarrollo fenológico de un cultivo de maíz de ciclo corto o de frijol.

Con el uso de los datos climatológicos se calcula: la ETP, ETP(0.5) y ETP(0.33), los resultados se usan para generar la figura 2, y proceder a calcular el inicio del periodo de crecimiento, periodo húmedo, y fin del periodo de crecimiento por disponibilidad de humedad.

Con los resultados anteriores se observa que el inicio del periodo de crecimiento se dará a finales de mayo. El fin del periodo de crecimiento, tendrá lugar en los últimos días de octubre. La duración del periodo de crecimiento será de cinco meses (152 días). El periodo húmedo será de principios de junio a final de septiembre. El cálculo del periodo libre de heladas se realiza como se indica en la metodología y se genera en la tabla 5.

El periodo libre de heladas es de 236 días, la ocurrencia de la última helada es el 15 de marzo y la ocurrencia de la primera helada es el 07 de noviembre. Sobreponiendo los datos en la figura 2, se puede mencionar que no habrá afectación de heladas durante el crecimiento de los cultivos que requieran 152 días desde el inicio de crecimiento hasta la maduración del cultivo. Es decir, en el área de influencia de esta estación climatológica se pueden sembrar maíces de ciclo intermedio, o cultivos como frijol, garbanzo y haba, ya que su ciclo fenológico es menor de 140 días. Incluso hortaliza como rábano u otra que requiera menos de 150 días, ya que habrá humedad y no existirán problemas de heladas.

En la superficie que ocupa el municipio de Maravatío, se ubican 12 estaciones climatológicas, a las que se realizaron los cálculos indicados en los dos ejemplos y con la información obtenida se genera una tabla 6, donde se resumen las condiciones que existen en los periodos de crecimiento y periodos libres de heladas.