Agrometeorología y fenología de los cultivos

En términos agronómicos, la planta cultivada constituye la unidad básica de producción agropecuaria, en tanto que la atmósfera y el suelo poveeen los recursos esenciales de bióxido de carbono, agua, nutrientes minerales y radiación solar (energía luminosa), de los cuales depende el proceso de fotosíntesis o producción biológica primaria. 

    Todas las plantas varían en sus requerimientos físicos para su máximo desempeño y en sus rangos de tolerancia a las condiciones físicas, más allá de las cuales su crecimiento y/o desarrollo se ve limitado.

     El clima -el promedio de las condiciones ambientales a largo plazo- es, a escala global, el más importante 'factor limitante'. Mientras que la planta silvestre o no cultivada, requiere condiciones climáticas que le aseguren una regeneración exitosa, la planta cultivada, o cultivar, demanda de aquellas condiciones que le permitan una alta probabilidad de una producción (rendimiento) satisfactoria y relativamente consistente de la parte o partes por la cual ha sido específicamente cultivada. 

     En agricultura comercial un rendimiento 'satisfactorio' constituye la cantidad y/o cualidad del producto cosechable que brinda el máximo retorno financiero; en cambio, para las economías de subsistencia, es aquella que provee suficiente alimento entre la última cosecha y la siguiente.

CLIMA Y CRECIMIENTO DEL CULTIVO

La cantidad y tasa de crecimiento en cualquier planta, depende de la diferencia entre fotosíntesis bruta y neta - el proceso durante el cual son formados compuestos orgánicos complejos (carbohidratos). Estos proveen la energía para el metabolismo orgánico (crecimiento y desarrollo) y para construir los bloques a partir de los cuales las proteínas y las grasas son eventualmente sintetizados.

     De no existir escasés de agua, los factores estrechamente relacionados de temperatura y luz, determinan la tasa y cantidad del crecimiento vegetal; y esta relación ha constituído la base para una distinción empírica, establecida ya hace mucho tiempo, entre cultivos de las regiones tropical, subtropical, templada y templada-fría a escala mundial.


    Más recientemente se ha demostrado que esta distribución zonal está relacionada con las diferencias en los procesos bioquímicos involucrados en la fotosíntesis - o en lo que se conoce como las específicas vías fotosintéticas de los cultivos específicos. Estas vías o mecanismos de  fotosíntesis son: el Carbono -3 (C3, ciclo de Calvin), el Carbono - 4 (C4) y el Mecanismo Ácido de las Crasuláceas (CAM, por sus siglas en Inglés).

Características de los diferentes tipos de plantas C3, C4 y CAM

    Sobre la base del rango operativo de tolerancia a la temperatura y a la intensidad de la luz, los cultivares se ubican en cinco principales grupos.  I y II (especies C3), III y IV (especies C4) y V (especies CAM). Tivy (1990), estableció que a altas temperaturas e intensidades luminosas, los cultivares C4 son fotosintéticamente más eficientes que los cultivares C3; que las tasas máximas de crecimiento por unidad de área foliar en especies C4 puede ser de dos a tres veces más grande comparada con aquellas de especies C3. Éstas incluyen a los cereales de clima templado, a la papa y al arroz; las primeras a los cultivares tropicales como el sorgo, maíz y caña de azúcar. 

    Sin embargo, las respuestas del máximo crecimiento dependen, tanto en los cultivares C3 como en los C4, de la presencia de ciertas condiciones ambientales favorables. Los cultivares C3 alcanzan el máximo crecimiento bajo temperaturas más frías e intensidades de luz más bajas que las especies C4. A pesar de esto, bajo óptimas condiciones para las especies C3, la diferencia entre las tasas de crecimiento de las especies C4 y C3, es relativamente pequeña.

    Los rangos geográficos de los cultivares de los grupos II y III, tienden a traslaparse. Dadas altas intensidades de luz, los cultivares del Grupo IV (C4), como el maíz, pueden alcanzar altos rendimientos en climas templados continentales matizados por altas cantidades de insolación y altas temperaturas durante el verano. De igual modo, los cultivares del Grupo II (C3), como el arroz, pueden dar altos rendimientos en regiones tropicales, donde el clima monzónico, combina altas intensidadesde luz y temperatura durante la fase fenológica del llenado-del-grano, al comienzo de la estación seca.

    Los cultivares C3, generalmente con temperaturas por debajo del óptimo, en comparación con los cultivares C4, no rinden bien, sobre todo, si están bajo condiciones subtropicales, mientras que estos últimos, con altos rangos de temperatura para el crecimiento (10 - 25º) están excluídos de las áreas templado frías.

El grupo final comprende las especies CAM, las cuales están adaptadas a crecer exitosamente en hábitats deficitarios en agua. Estas poseen un mecanismo fotosintético y una respuesta a la temperatura similar al Grupo C4, también son capaces de absorber y almacenar el bióxido de carbono durante la noche (cuando sus estomas permanecen abiertos) y fotosintetizar durante el día (cuando cierran sus estomas).

Ananas comosus L.

     Las especies que utilizan la vía CAM pertenecen a varias familias de plantas suculentas, tan bien adaptadas a los ambientes cálidos y áridos, con amplios rangos de temperaturas diurnas. Sin embargo, existen solo dos cultivares de importancia para la agiícultura - el sisal y la piña.

     Para cada fase de crecimiento de un cultivar en particular, hay un rango de temperatura, dentro del cual el crecimiento y el desarrollo pueden tener lugar. Las temperaturas cardinales (o umbral de temperatura) son: la mínima, por debajo de la cual hay calor insuficiente para la actividad biológica; la óptima, donde las tasas de los procesos metabólicos están a su máximo; y, la máxima por encima de la cual cesa el crecimiento (si temperatura se mantiene elevada, incluso puede ser dañina o letal). 

    Yao (1981)[1], señala las temperaturas cardinales para cereales así: 0-5 ºC, 25-31 ºC y 31-37 ºC. Además, algunos cultivos son termoperíodicos en su respuesta a la temperatura, en cuanto a que requieren una alternancia de noches cortas con las más altas temperaturas diurnas para el éxito en su  crecimiento y desarrollo. Otros requieren acumular frío invernal (p. ej. vernalización o dormancia hasta la ‘entrada de la primavera’), para que la floración y formación de semillas tenga lugar dentro del período de crecimiento disponible.

        Tabla 1 Vías fotosintéticas y características relacionadas de los principales grupos de cultivos

Grupo de cultivo Vía fotosintética*	I C3	II C3	III C4	IV C4	V CAM
Respuesta a la temperatura ºC      óptima      rango operativo	15 – 20    5 – 30	25 – 30  10 – 40	30 – 35  15 – 45	20 – 30  10 – 35	25 – 35 10 – 45
Radiación a la máxima intensidad de fotosíntesis     (cal cm – 2  min – 1)	0.2 – 0.6	0.4 – 0.8	1.0 – 1.4	1.0 – 1.4	0.6 – 1.4
Tasa máxima neta de intercambio de CO2 a saturación de la luz     (mg dm 2  h – 1)	20 – 30	40 – 50	70 – 100	70 – 100	20 – 50
Tasa máxima de crecimiento del cultivo     (mg dm 2  h – 1)	20 – 30	30 – 40	30 – 60	40 – 60	20 – 30
Eficiencia en el uso del agua     (g  g – 1)	400 – 800	300 – 700	150 – 300	150 – 350	50 – 200

    * C, Carbono-3; C4, Carbono-4; CAM, Metabolismo Ácido de las Crasuláceas.    

     (De FAO, 1978  in: Joy Tivy 1990  Agricultural Ecology. Longman, Nueva York. p 23)

     Otros cultivos son fotosintéticos en cuanto requieren un período particular para florecer. Generalmente, se reconocen cuatro grupos (Milthorpe y Moobry, 1979):

1. Estricto día corto (o noche-larga) requiere una duración de la noche de por lo menos 12 horas (p. ej. soya, camote o batata).
2. Estricto día largo (o noche-corta) requiere al menos de 8 horas (p. ej. cereales de grano pequeño).
3. Día neutral, no afectado por variaciones fotoperíodicas.
4. Cultivares de un continuo o facultativo día largo y día corto, cuya floración es acelerada por largas o cortas noches, respectivamente. Este es el grupo más grande en el que se ubican la mayoría de cultivares.

      El cultivo de plantas de día largo estará limitado a regiones de altas latitudes, mientras que el cultivo de plantas de día corto e intermedio puede estar restringidos a bajas latitudes; y, a altas latitudes solo donde las estaciones de primavera y otoño sean lo suficientemente cálidas y permitan que el ciclo de cosecha se complete. Sin embargo, donde la temperatura y/o las condiciones de luz están por debajo del óptimo para la producción de semillas, el crecimiento vegetativo puede ser suficiente para realizar cultivos para forraje, en tanto resulten económicamente valiosos.

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[1] Augustine Y M, Yao  1981  Agricultural Climatology, in: Landsberg, H R (Ed.)  World Survey of Climatology, Elseiver, Amsterdam, 189-298.

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Una pequeña diferencia que hace la gran diferencia

Los recursos productivos ilustrados en ambos dibujos son exactamente los mismos: tierra, agua, mano de obra familiar, animales de producción y de trabajo y algunos útiles agrícolas. La diferencia es que en el segundo dibujo al adoptar, de manera correcta tecnologías de bajo costo, los mencionados recursos productivos están siendo utilizados de manera eficiente y en la plenitud de sus potencialidades. Esta profunda transformación depende exclusivamente del factor conocimiento. Esto significa que los agricultores pobres podrían ejecutar esta primera etapa de "tecnificación" de la producción agropecuaria, sin necesidad de contar con decisiones políticas ni recursos adicionales a los que ya están disponibles en sus fincas, Con la única condición de que los gobiernos hagan lo que deberían haber hecho hace mucho tiempo; es decir, capacitar y estimular adecuadamente a los productores rurales para que ellos sepan y quieran hacerlo.
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La Revolución Agroecológica en Latinoamérica

Miguel Altieri y Victor Toledo

Portada de la obra

Este artículo revela y describe lo que se conoce como “revolución agroecológica” en Latinoamérica. Si bien en la región continúan aumentando las agroexportaciones y el uso de biocombustibles con sus consecuencias en el calentamiento global, los conceptos de soberanía alimentaria y rural surgidos de la perspectiva agroecológica están captando cada vez más la atención. Y es que las nuevas propuestas científicas y tecnológicas relacionadas con la ciencia de la agroecología y con los saberes indígenas están siendo cada vez más aplicados por un número importante de campesinos, ONG’s, gobiernos e instituciones académicas. Esto está permitiendo logros trascendentes en temas como la soberania alimenaria basada en la conservación de los recursos naturales y el empoderamiento local, regional y nacional de organizaciones y movimientos campesinos.
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El Mini Huerto Biointensivo

Fig. 1. Girasol para composta, en crecimiento.

Introducción

Créditos: Red Internacional de Instructores 

Montar un huerto de traspatio es cuestión de decisión personal y cierta disponibilidad de tiempo para mantenerlo vivo. Las imágenes que aquí se presentan son inéditas y corresponden a la experiencia desarrollada en Atuntaqui, Imbabura - Ecuador, para comprobar, en la práctica, las bondades del método biointensivo.

Se aplicaron los principios del Método: doble excavación en cada una de las camas, adición de enmiendas y composta previo al transplante de las plántulas producidas en almácigos con semillas de libre polinización (gentilmente donadas por John Jeavons a través de Bontiful Gardens, Willits, CA), siembra cercana en arreglo hexagonal, diversidad de cultivos para producción de composta biointensiva, alimento e ingreso, riego localizado en cada parcela y procedimientos de manejo apropiado a cada cultivo.

Fig. 2. Avena y alfalfa, cultivos para composta.

Los resultados alcanzados son el producto de una actividad permanente que combinó, por un lado, el entusismo de poner en práctica las enseñanzas de John Jeavons y Carol Cox en el Common Ground Mini Garden de Ecolgy Action en Willits, CA-USA, durante el verano de 2002; y, por otro, el compartir los aprendizajes con estudiantes de la carrera de Ingeniería en Recursos Naturales Renovables (RNR) de la Universidad Técnica del Norte. 

Fig. 3. Antesis en Safflower compost crop.

Esta experiencia corría el riesgo de permanecer invisible, hasta que surgió la necesidad de volver a compartir los conocimientos sobre el método al insertar su contenido en la cátedra de Agroecología que se inauguró en el nuevo Pénsum de estudios de la mencionada carrera de ingeniería en RNR. El entusiasmo por la acogida de parte de los estudiantes para conocer, practicar y difundir el método, fue razón suficiente para documentar las experiencias vividas con anterioridad y que han permitido contribuir a la expansión de los saberes en beneficio de cuantas personas estén interesadas en estas prácticas que, con seguridad, habrán de paliar el hambre de un enorme segmento de la población mundial, en el escenario futuro de un planeta sin recursos energéticos provenientes del petróleo.

Fig. 4. Nueva disposición de tutoraje en Phaseolus vulgaris L.

A una persona que no esté familiarizada con el método de cultivo biointensivo, le parecería absurdo que en un huerto se destine tan solo un 10% de la superficie de las camas de cultivo para la producción de hortalizas, mientras que el 60% esté destinado a la producción de carbohidratos y biomasa para composta y el 30% para la producción de alimentos ricos en energía (bulbos, tubérculos y raíces). La experiencia ha demostrado que una agricultura es sustentable si en el mismo agroecosistema, de la dimensión que fuere, se puede producir el material vegetal necesario para elaborar composta y asegurar la sostenbilidad de la fertilidad del suelo a largo plazo.

La Fig. 4. muestra el detalle para el soporte de plantas de fréjol voluble. En las siguientes entradas se añadirán ilustraciones que pondrán de manifiesto las bondades del método biointensivo de cultivo de alimentos.

Al cabo de un tiempo, la misma cama de cultivo se mostró así:

Fig. 5  Principio biointensivo de "siembra cercana" en Phaseolus vulgaris L. var. Caraota