Servicios personalizados
Inglés (pdf)
Articulo en XML
Referencias del artículo
Enviar articulo por email
Citado por SciELO 
Similares en
SciELO 
Permalink
Introducción
Las fluctuaciones climáticas registradas en diversas regiones de la Tierra tienen su impacto directo en la actividad agropecuaria, aunque de manera diferenciada. En climas templados, como producto del calentamiento global, se espera que aumente el periodo para la producción de pastos, aunque con una disminución y variabilidad en la calidad del forraje, debido a los cambios que sufrirán los patrones de precipitación en esas regiones. Por su parte, en las zonas tropicales se prevé que el impacto no sea similar para todos los cultivos; algunos tendrán afectaciones en el rendimiento; mientras que otros alcanzarán mejores resultados.
Estas variaciones en el clima también afectan a Cuba y son objeto de estudio y preocupación, debido principalmente a su impacto en la producción de alimento, tanto humano como animal. Hoy día, los agricultores presencian anomalías climáticas más intensas que las experimentadas años atrás. En este sentido, Planos et al. (2013) señalaron que la agricultura se desarrollaría en un ambiente afectado por el aumento de la frecuencia y la intensidad de las sequías, la aridización del clima, el aumento de la evapotranspiración real de los ecosistemas y un déficit hídrico pronunciado. En el caso del alimento animal ello resulta de mayor interés, si se toma en cuenta que la alimentación del bovino, basada en los pastos, constituye el sistema productivo más económico. Actualmente, se cuenta con valiosos datos acerca de la productividad y el potencial de producción de leche de los pastos tropicales, así como sobre su manejo y los factores que lo rigen.
Se puede decir que la variabilidad de la precipitación deriva en consideraciones económicas, de acuerdo con las cuales se acepta que la producción de un cultivo pueda ser económicamente aceptable. La falta de agua en el período de siembra o el exceso durante las fases de maduración y cosecha tienen su impacto directo en el rendimiento. En cuanto a los pastos, el tema de la variabilidad de las precipitaciones es importante porque su productividad está estrechamente relacionada con la estacionalidad de las lluvias.
El periodo de crecimiento es el tiempo del año durante el cual las condiciones de temperatura y precipitación son favorables para el desarrollo de las plantas; por lo tanto, debe haber un ambiente favorable para su crecimiento, desarrollo y reproducción. Ante las variaciones del ambiente causadas por el hombre, expresadas en la alteración en los patrones térmicos y de lluvias, es necesario precisar los cambios ambientales locales que más inciden en la agricultura; por lo que el objetivo de este estudio fue analizar el comportamiento de los periodos de crecimiento para tres pastos tropicales, bajo los efectos del cambio climático en Cuba.
Materiales y Métodos
Se utilizó la información de temperatura y precipitación medias mensuales, de la base de datos del Instituto de Meteorología de Cuba (INSMET), correspondiente a 61 estaciones meteorológicas ubicadas a lo largo de todo el país. Se contó con un registro de 30 años (1961-1990), que se tomó como línea base para conocer qué estaba pasando con el comportamiento de estas variables antes de introducir un análisis de proyección de clima futuro.
Las especies de pastos estudiadas fueron: la guinea likoni (Megathyrsus maximus vc. Likoni), el CT-115 (Cenchrus purpureus vc. Cuba CT-115) y el pasto estrella jamaicano (Cynodon nlemfuensis vc. Jamaicano). La selección tuvo en cuenta que eran los pastos más representativos y usados en Cuba para la alimentación animal, además de que manifiestan alta plasticidad ecológica.
La evapotranspiración de referencia (Eto) se calculó por la fórmula de Penman Monteith, modificada por la FAO y ajustada por Solano et al. (2003) a las condiciones climáticas locales. La evapotranspiración del cultivo (Etc) se calculó a través de la fórmula Etc = Etoxkc, en la cual se tomó como coeficiente de cultivo (kc): 1,0 para M. maximus, 0,8 para C. nlemfuensis y 0,75 para C. purpureus. Después de la obtención de la Etc, se realizó un análisis gráfico de su relación con la precipitación para identificar el comportamiento mensual de las deficiencias hídricas y se determinó las fechas de inicio y fin del periodo de crecimiento, establecidas en el punto donde la precipitación superó la mitad de la Etc.
El índice de aridez utiliza la relación precipitación anual promedio (P) y la evapotranspiración potencial (ETP) para clasificar las tierras áridas en hiperáridas, áridas, semiáridas y secas subhúmedas, de acuerdo con el Atlas Mundial de Desertificación. Las tierras áridas tienen una relación P/ETP menor de 0,65.
Para el análisis de los climas futuros, se usaron salidas diarias del Modelo de Circulación General (MCG) Echan4, con el forzamiento de los escenarios de emisiones (SRES, según sus siglas en inglés) A2 y B2 propuestos por el IPCC (2001), de una resolución espacial de 25 km. Este modelo se encuentra entre los disponibles y representa en forma adecuada la circulación general de la atmósfera en el Caribe (Campbell et al., 2011). Además, estos escenarios fueron seleccionados, según Bárcena et al. (2014), debido a que las condiciones de América Latina y el Caribe seguirán determinadas por el desarrollo económico, con nuevas tecnologías «limpias», principalmente a escala de región o localidad. Se consideraron los horizontes temporales 2040, 2070 y 2099, para establecer parámetros de comportamiento a corto, mediano y largo plazo de cada una de las variables estudiadas. Posteriormente los valores se estandarizaron para igualar a cero el promedio y obtener las anomalías, mediante el paquete estadístico SPSS®.
Resultados y Discusión
Cada especie tiene requerimientos específicos en cuanto a su demanda de agua, por lo que cubrir los requerimientos de la especie para su crecimiento y desarrollo es de vital importancia. Teniendo en cuenta lo anterior, se observó gran diferenciación espacial en el potencial de agua para el desarrollo de cada uno de los cultivos (fig. 1).
Según las predicciones de precipitación a corto plazo (2011-2040), C. nlemfuensis encontrará mayores áreas con restricciones para su desarrollo y crecimiento por exceso de agua, sobre todo en la región occidental y en algunas áreas del oriente, donde las precipitaciones no lograrán suplir su demanda hídrica. En M. maximus el impacto será menor, y C. purpureus será la especie que menos sufrirá a corto plazo. No obstante, para finales del siglo xxi será esta última la que mayores áreas perderá, como producto de la disminución de las precipitaciones, que no podrán satisfacer sus demandas hídricas (Álvarez-Adán et al., 2016).
La evapotranspiración de referencia durante 1961-1991 fue de 1 434 mm como promedio, superior a la precipitación en 125 mm, lo cual indica que esta última no logró suplir la demanda evapotranspirativa de la atmósfera en ese periodo. Por su parte, los resultados para cada uno de los pastos mostraron diferencias en cuanto a sus requerimientos hídricos para el crecimiento, desarrollo y reproducción. M. maximus fue la especie más exigente, seguida de C. nlemfuensis y C. purpureus (fig. 1). Estas diferencias se evidenciaron directamente en la duración del período de crecimiento.
En el periodo base (1961-1990) se observó que, por lo bajos requerimientos hídricos de C. nlemfuensis y C. purpureus, estos se pudieron cultivar durante todo el año, ya que las precipitaciones fueron suficientes para suplir sus demandas evapotranspirativas. Sin embargo, M. maximus solo se cultivó durante 214 días al año: desde la tercera decena de mayo hasta la segunda decena de diciembre. En el caso de los pastos de corte, como C. purpureus, deben efectuarse cambios en el manejo para su aprovechamiento, como el uso de riego; ello significa incremento de los costos, por lo que se debería pensar en métodos de conservación, como el ensilado, para el periodo seco.
Al analizar los pronósticos del Quinto Informe del IPCC (2014), se puede avizorar que la demanda de agua para riego se incrementará donde el clima sea más cálido, lo que aumentará la evaporación del suelo y acelerará la transpiración de las plantas; ello producirá una mayor competencia entre la agricultura y los usuarios urbanos e industriales. Es probable que el aumento de la evapotranspiración potencial intensifique el estrés producido por la sequía, especialmente en los trópicos y subtrópicos semiáridos.
Para Cuba, hacia 2099 se prevé una disminución de los periodos de crecimiento para cada una de las especies, según las proyecciones de la disminución de las precipitaciones entre un 10 y 20 % y el aumento de la Eto entre un 20 y 24 %.
Si bien M. maximus es la especie más exigente en sus requerimientos hídricos, será la que menos afectaciones se prevé que tenga en la duración del periodo de crecimiento; es decir, a largo plazo (1971-2099) solo experimentará una reducción de alrededor de 52 días para ambos escenarios. Mientras, C. nlemfuensis experimentará una reducción entre 172 y 178 días para los escenarios A2 y B2, respectivamente. C. purpureus, por su parte, mostrará un comportamiento más variable, ya que se prevé una disminución entre 166 y 232 días (fig. 2); ello puede corroborarse, según Álvarez-Adán et al. (2016), en la distribución espacial de la especie a lo largo del país, sobre todo en el último trienio del siglo xxi, con una disminución del 58 % de las áreas disponibles para su crecimiento y desarrollo.
Figura 2 Potencial de precipitación para el crecimiento y desarrollo de las especies C. purpureus, M. maximus y C. nlemfuensis bajo
Otra arista del análisis es la fecha de inicio y fin de este periodo. Para todas las especies el periodo de crecimiento será muy variable, sobre todo la fecha de inicio, y más acentuado a largo plazo. En el caso del horizonte temporal 2071-2099 comenzará en el mes de mayo, lo cual denota un retraso considerable (entre 12 y 15 decenas) para C. nlemfuensis y C. purpureus. En contraste, se prevé un adelanto de la fecha de finalización del periodo: entre la segunda y la tercera decena de noviembre para C. nlemfuensis y C. purpureus y en la primera decena para M. maximus (fig. 3a, b y c).
Figura 3a Comportamiento de las fechas de inicio y fin del período de crecimiento para C. purpureus.
Figura 3c Comportamiento de las fechas de inicio y fin del período de crecimiento para C. nlemfuensis.
Este análisis no solo se debe quedar a nivel de la duración del periodo de máxima humedad, capaz de satisfacer las necesidades hídricas del cultivo, sino también tiene amplia repercusión en la duración de las fases fenológicas, los componentes del rendimiento, la calidad nutricional del cultivo y la aparición de plagas y enfermedades. En la actualidad existen múltiples investigaciones que evidencian estos efectos.
Con respecto a la distribución del requerimiento hídrico en las distintas fases de desarrollo de C. purpureus, según Murillo-Solano et al. (2014) se observa la misma tendencia, con valores bajos al inicio de la etapa de crecimiento, altos durante la fase de máximo crecimiento y una disminución al final de la época de crecimiento si se siembra en agosto. Por otra parte, Calvillo Sanchez (2018) señaló que las plagas que afectan a C. purpureus aparecen normalmente en la época de lluvias cuando hay abundante humedad relativa, como es el caso del gusano falso medidor y la mosca pinta, entre otras que afectan seriamente el rendimiento forrajero.
Según Herrera (2013), los clones de C. purpureus tolerantes a la sequía mostraron un comportamiento diferente en la región occidental con respecto a la zona oriental de Cuba; ello está estrechamente relacionado con las características climáticas en las que se desarrollaron.
Ramírez et al. (2011) hallaron, en C. purpureus vc. Cuba CT-169, correlaciones entre el rendimiento y la temperatura, la lluvia y los días con lluvia. Similares resultados reportaron Herrera et al. (2013) en seis variedades de pastos, quienes argumentaron que cada una de ellas mostró un coeficiente de correlación específico. Además, Álvarez-Adán et al. (2013) encontraron ecuaciones múltiples lineales entre el rendimiento y la temperatura, las lluvias y los días con lluvia.
Para el buen establecimiento de M. maximus durante la siembra, la semilla requiere de una superficie con humedad óptima para la germinación (Pilco-Herrera, 2018). Por tanto, los periodos largos de sequía posteriores a la siembra pueden causar su pérdida parcial o total; por ello, la época adecuada de establecimiento es la de la lluvia, siempre evitando la sequía intraestival. Además, la presencia de déficit hídrico durante la fase reproductiva (marzo-mayo) tiene un efecto más marcado en el crecimiento y la fisiología de la planta. En los estudios de Velasco et al. (2018) se demostró que la producción de biomasa por estación del año fue proporcional a la precipitación registrada. La mayor acumulación de biomasa de hojas en verano coincide con las mejores condiciones climáticas. En la región central del estado de Chiapas -México-, en invierno y sin registro de precipitación, disminuyó el crecimiento del pasto, unido al descenso de la temperatura. Al respecto, debe considerarse que el estrés hídrico reduce la tasa de fotosíntesis, produce muerte de las hojas, e induce a las plantas a buscar estrategias, como la caída de las hojas. En relación con el estrés hídrico, Njarui et al. (2014) y Dutra et al. (2014) informaron que 7 de 20 ecotipos de M. maximum Jacq., con baja resistencia a la sequía, no prosperaron al ser evaluados en tres lugares de Kenia; y en ellos se registró disminución del crecimiento de las hojas y los tallos, como efecto fisiológico fundamental.
Si bien estos resultados son preliminares y pudieran existir genotipos que presenten menor susceptibilidad a estas condiciones, la información disponible muestra un problema potencial que debe estar en la mira de las investigaciones agropecuarias actuales. Un adelanto de la fecha de siembra, según Hoffman y Castro (2012), implica, además, un cambio de las condiciones ambientales que experimentan las distintas fases del desarrollo del cultivo.
A esta consideración se le suma que el clima cubano está sufriendo una transición del estadio húmedo, con un índice de aridez de 0,88 en el período 1961-1990, al estadio subhúmedo seco, con un índice de aridez entre 0,53 y 0,64 para el horizonte temporal 2071-2099 de los escenarios A2 y B2, respectivamente. Esto se corrobora en la Segunda Comunicación Nacional a la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre Cambio Climático emitida por Cuba (AMA, 2015; Planos et al., 2018), al plantear que «el clima cubano transita de su condición de tropical húmedo a tropical seco con aproximadamente 1 000 mm de lluvia promedio anual y 70 días con lluvias, condición que propiciará el desplazamiento de los paisajes secos de la región oriental hacia otras zonas del país».
Si bien existen experiencias sobre la reducción de la persistencia de estas especies de pastos y del comportamiento de otras especies con mayor tolerancia a los cambios de sequía que se pronostican en los modelos, en la actualidad en muchos casos se obvian los requerimientos edafoclimáticos de los cultivos y se siguen sembrando en lugares que no potencian su máximo desarrollo y crecimiento. Es decir, los cultivos no logran expresar su máximo potencial genético, aun cuando subsisten a estas condiciones de sequía o exceso de humedad.
Este estudio, aunque se realizó para toda la isla de Cuba, constituye un aporte metodológico para el análisis del fenómeno a una escala de trabajo más detallada, como la provincial y la municipal, teniendo en cuenta los niveles de riesgo agroclimático de cada territorio. Además, reviste gran significación de uso práctico para los funcionarios de la agricultura, en particular los del Seguro Agropecuario; quienes pueden hacer uso de él para obtener información agroclimática de diferentes zonas y determinar la selección, con conocimiento de causa, de qué cultivos y variedades es factible distribuir racionalmente por todo el país. Otro aspecto importante en el que puede tener relevancia el estudio es en el financiamiento climático, muy incipiente aún y solo con algunos proyectos; según Sánchez-Gutiérrez (2017), este no debería solo identificarse con la movilización de recursos financieros, sino también con el acceso a tecnologías, a la transferencia de conocimientos y experiencias y a la generación de capacidades para enfrentar los efectos derivados del cambio climático.
Este tipo de análisis es una valiosa herramienta para la planificación de las fechas de siembra y la determinación de las primas que se deben establecer en la concertación del aseguramiento de un cultivo, para cualquier región y época del año; asimismo, sirve de apoyo a la hora de estimar las posibilidades potenciales en cuanto a la producción de pastos y forrajes para el ganado.
Como resultado de un estudio de caso en el municipio Güines -provincia Mayabeque, Cuba-, Pérez-Montero et al. (2016) informaron que la disminución de las precipitaciones y el aumento de la evapotranspiración potencial en la región podrían generar una disminución del índice de aridez hasta 0,6; ello indica que la región transitará hacia un estado subhúmedo seco para finales del siglo xxi. Además, se apreciará un retraso en las fechas de inicio y fin del periodo de crecimiento para ambos escenarios (RCP4.5 y RC8.5), respecto a lo establecido a finales del siglo xx, lo cual significa una disminución de la duración del periodo de crecimiento de 16 y 25 días, para un total de 222 y 198 días, respectivamente.
Estas predicciones permiten tener una nueva visión de la explotación de los pastos en Cuba, así como formular algunas estrategias de adaptación al cambio climático dentro de la actividad ganadera, entre las que se destacan:
Modificación de las fechas de plantación de las diferentes especies en función de sus requerimientos hídricos, sobre todo en su fase de emergencia y al inicio del periodo húmedo en cada una de las localidades.
Desarrollo de un programa de mejoramiento vegetal para ampliar la base genética y obtener nuevos genotipos tolerantes o resistentes a las condiciones ambientales esperadas; por ejemplo, los clones de C. purpureus tolerantes a la sequía obtenidos por el Instituto de Ciencia Animal (Herrera et al., 2012).
Implementación de métodos y tecnologías para el ahorro de agua en el cultivo, como la aplicación de riego con sistemas semiestacionarios por aspersión.
Implementación de técnicas y métodos de la agricultura de precisión y de la agricultura climáticamente inteligente, con el fin de lograr la eficiencia en el uso de espacios y recursos dentro de un nuevo ordenamiento territorial.
Aplicación de la tecnología del banco de biomasa con C. purpureus Cuba CT-115 (Martínez y Herrera, 2015) para solucionar el déficit de alimentos del período seco.
Conclusiones
El comportamiento de las precipitaciones y la evapotranspiración del cultivo tienen un impacto marcado en la duración del periodo de crecimiento de las especies de pastos en estudio, con una reducción de este y su expresión en el retraso de las fechas de inicio y el adelanto de las de culminación. Además, se comprobó que el clima de Cuba sufrirá un fuerte proceso de aridización, por lo que llegaría a clasificarse como subhúmedo seco.
