NOTA TÉCNICA

Estimación del rendimiento agrícola del arroz (Oryza sativa l) en función de diferentes variables climáticas

Ing. Juan del Valle-Moreno^{1  *} 

MSc. Deborah González-Viera^II 

Ing. Pedro Meneses^III 

Ing. Rolando Saborit^III 

Ing. Casimiro Delgado-Torres^IV 

^IUniversidad Agraria de La Habana, Facultad de Ciencias Técnicas, San José de Las Lajas, Mayabeque, Cuba.

^IIInstituto Nacional de Ciencias Agrícolas. Departamento Manejo de Agroecosistemas Sostenibles, San José de las Lajas, Mayabeque, Cuba.

^IIIEstación Territorial de Investigaciones de Granos Sur del Jíbaro-Sancti Spíritus, La Sierpe, Sancti Spíritus.

^IVInstituto de Meteorología. Departamento de Agrometeorología, Casablanca, Regla, La Habana, Cuba.

RESUMEN

La definición de modelos de regresión para la estimación de la productividad del arroz irrigado surge del análisis de la relación existente entre la disminución de los rendimientos del cultivo del arroz (Oryza sativa L) y las variables climáticas en determinados períodos fijos del crecimiento. Por tal motivo, este trabajo tuvo la finalidad de estimar el rendimiento agrícola de variedades de arroz de riego en función de diferentes variables climáticas. Se tomaron los datos del rendimiento agrícola procedentes de ensayos experimentales conducidos por la Estación Territorial de Investigaciones de Granos Sur del Jíbaro (perteneciente al Instituto de Investigaciones de Granos). Además, en la fenofase de maduración del grano, se recopilaron los datos de las variables climáticas: temperatura del aire (máxima, mínima, media) y humedad relativa. El procesamiento estadístico se ejecutó en el software SPSS versión 21 sobre Windows mediante un análisis de la regresión lineal múltiple (método paso a paso) y una vez obtenidas las ecuaciones de regresión, se ejecutó la estimación del rendimiento agrícola por interpolación. Los resultados manifestaron que las variables temperatura del aire y humedad relativa tienen efecto significativo en el rendimiento agrícola del arroz en Cuba y con el incremento de la temperatura en 1 °C de la temperatura máxima y mínima, se producen afectaciones que oscilan entre el 4 % y 11 % en el rendimiento agrícola del arroz.

Palabras clave: análisis de regresión; cambio climático; regresión paso a paso; técnicas de predicción

INTRODUCCIÓN

El arroz (Oryza sativa L) es un cultivo con alta demanda para la alimentación mundial y su producción alcanza más de 700 millones de toneladas (^{Méndez del Villar, 2019}). Cuba es una las naciones altamente consumidoras de este cereal, que asciende a 80,38 kg/persona/año.

Parte de la producción nacional, proviene de la Empresa Agroindustrial de Granos “Sur del Jibaro” que se encuentra ubicada en el municipio de La Sierpe (provincia Sancti Spíritus) y dicha entidad es la segunda productora del país aunque los efectos negativos del cambio climático han ocasionado la pérdida de la productividad del cultivo del arroz (^{Zedeño et al., 2016}).

Diferentes investigadores han examinado la relación existente entre la disminución de los rendimientos del cultivo del arroz y las variables climáticas tales como la temperatura del aire y la radiación solar en determinados períodos fijos del crecimiento del arroz, que conducen a la definición de modelos de regresión para la estimación de la productividad del arroz irrigado (^{Pedro Júnior et al., 1995}; ^{Steinmetz et al., 2013}; ^{Macedo, 2014}).

Por otra parte, en la evaluación de las condiciones agrometeorológicas para la producción arrocera en Cuba, ^{Delgado (2012)} considera que la acción combinada de las variables climáticas siguientes: temperatura, humedad relativa del aire, fuerza del viento, brillo solar y precipitaciones tienen un efecto determinante en el cultivo del arroz en condiciones de producción. Al respecto, ^{Rivero-Vega et al. (2018)} refieren que el descenso de la temperatura y el decrecimiento de la radiación solar conducen al incremento de los rendimientos potenciales del arroz.

Considerando los aspectos anteriormente expuestos, se desarrolló la investigación con el objetivo de estimar el rendimiento agrícola de variedades de arroz de riego en función de diferentes variables climáticas.

MATERIALES Y MÉTODOS

La investigación se realizó durante el período Julio/2011-Julio/2012 en las áreas experimentales de la Estación Territorial de Investigaciones de Granos Sur del Jíbaro, localizado en los 21°41'3" Latitud Norte y 79°11'6" Longitud Oeste a una elevación de 30 msnm, realizándose siembras mensuales de las variedades bajo condiciones de aniego en un suelo Gleysol Vértico (^{Hernández et al., 2015}).

La preparación de suelo se hizo con la tecnología de fangueo directo y se utilizó el método de siembra directa a voleo con semilla pregerminada a una norma de siembra de 120 kg ha^-1. La pregerminación de la semilla y las atenciones culturales se efectuaron según las recomendaciones técnicas del cultivo del arroz en Cuba definidas por el ^{Instituto de Investigaciones del Arroz (2008)}. El tamaño de las parcelas experimentales fue de 100 m² con un área de cálculo de 75 m², dispuestas en bloques al azar para cada tratamiento (meses) con 5 repeticiones.

Para la precisión de un período del desarrollo de la planta de arroz, se consideró la fenofase de maduración del grano de acuerdo con ^{Yoshida y Parao (1976)}, la cual fue determinada en condiciones de campo según la metodología vigente para este cultivo (^{CIAT, 1980}).

La compilación de datos climáticos se realizó mediante el registro diario de las variables climáticas: temperatura del aire (máxima, media y mínima) en °C y humedad relativa (%), en la duración de la fenofase analizada, tomando como referencia la Estación Meteorológica número 78 341, localizada en las coordenadas geográficas 21.691545 Latitud Norte y 79.191581 Longitud Oeste con elevación de 30 msnm, en la localidad de El Jíbaro Municipio La Sierpe, provincia Sancti Spíritus.

Los datos del rendimiento agrícola al 14% de humedad en t ha^-1 y las variables climáticas fueron tabulados en el programa Microsoft Excel 2003. El procesamiento estadístico se ejecutó en el programa ^{SPSS versión 21 sobre Windows IBM Corporation (2011)} mediante la regresión lineal múltiple (método paso a paso). De este modo, se obtuvieron los coeficientes de correlación con sus ecuaciones de regresión que expresan la relación existente entre el clima y el rendimiento agrícola del cultivo del arroz en dicho sitio, así como la estimación del rendimiento por el método de interpolación.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Los resultados del análisis de correlación-regresión en los meses de siembra entre los elementos principales del clima en Sur del Jíbaro (Sancti Spíritus) se reflejan en la Tabla 1.

TABLA 1 Principales resultados de la regresión lineal múltiple (método paso a paso) entre las variables climáticas y el rendimiento agrícola por variedad 

Variedad	r	Significación	Ecuación
IACuba 31	0,818	0,021	Rend = 21,674 - 0,391*tmáx - 0,060*hr
IACuba 40	0,520	0,123	Rend = 7,079 - 0,164*tmin
Jucarito 104	0,865	0,031	Rend = 2,914 - 0,466*tmin + 0,468*tmáx - 0,050hr
Procequisa-4	0,839	0,050	Rend = - 2,808 - 1,276*tmin - 0,205*tmáx + 1,517*tmed

Rend: Rendimiento agrícola al 14% de humedad en t ha^-1

tmáx: Temperatura del aire (máxima)

tmín: Temperatura del aire (mínima)

tmed: Temperatura del aire (media)

hr: humedad relativa

De forma general, la correlación fue aceptable entre el rendimiento agrícola con la temperatura del aire (máxima, media y mínima) en la variedad Procequisa 4. También se obtuvo este resultado en las variedades IACuba 31 y Jucarito 104, donde la humedad relativa constituye uno de los factores asociados a la expresión del rendimiento agrícola. En el caso de la variedad IACuba 40, la correlación entre las variables fue regular.

Otro aspecto importante a destacar es que se obtuvieron coeficientes negativos en las ecuaciones lineales, lo cual expresa que, al aumentar el valor de las variables independientes, disminuye el rendimiento agrícola (variable dependiente), cuestión que se demuestra en la estimación por medio de las ecuaciones lineales en las Figuras 1, 2, 3 y 4.

FIGURA 1 Estimación del rendimiento en la variedad IACuba 31 en función de la variación de Tmáx y el valor medio de Hr = 87,74 %. 

FIGURA 2 Estimación del rendimiento en la variedad IACuba 40 en función de la variación de Tmín. 

FIGURA 3 Estimación del rendimiento en la variedad Jucarito 104 en función de la variación de Tmín y los valores medios de Hr = 90,11% y Tmáx = 31,44 °C. 

FIGURA 4 Estimación del rendimiento en la variedad Procequisa 4 en función de la variación de Tmín y el valor medio de Tmáx = 31,44 °C. 

La naturaleza del modelo estadístico que describe la relación entre las variables coincide con las investigaciones de ^{De Datta (1982)} donde se afirma que la baja humedad relativa influye en la apertura de las glumelas. También, estos resultados contrastan con los estudios de ^{Franco y Ramírez (2000)} sobre el calendario de siembra en el cultivo del arroz en este sitio, donde los valores de la humedad relativa se correlacionaron de forma negativa con el rendimiento.

La estimación del rendimiento agrícola arrojó que este parámetro disminuye aproximadamente el 5% para la variedad IACuba 40, el 10% para la variedad IACuba 31, el 13% para las variedades Procequisa 4 y Jucarito 104 cuando se producen incrementos de 1 °C de la temperatura máxima y mínima en los cultivares analizados para la fenofase de la maduración. Estos resultados se encuentran por debajo de lo reportado por la literatura donde ^{Mohandass et al.(1995)} y ^{Peng et al. (2004)} aseveran que la disminución de la productividad del arroz está por encima del 14.5% y 15%, respectivamente en estas condiciones climáticas.

CONCLUSIONES

• Biométricamente, se demostró que las variables temperatura del aire y humedad relativa tienen efecto significativo en la productividad del cultivo del arroz.

• El porciento de disminución del rendimiento agrícola osciló entre el 5 % y el 11 % por cada incremento de 1 °C de la temperatura máxima y mínima, con mayor afectación en las variedades Procequisa 4 y Jucarito 104.

AGRADECIMIENTOS

Este trabajo forma parte de los resultados del proyecto “Influencia de la época de siembra sobre el rendimiento agrícola e industrial de variedades de arroz con diferente ciclo en cinco localidades de Cuba” ejecutado por el Instituto de Investigaciones de Granos. Muchas gracias por el valioso apoyo a la investigación.

REFERENCIAS

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Recibido: 13 de Noviembre de 2019; Aprobado: 14 de Mayo de 2020

^* Autor para correspondencia: Juan del Valle-Moreno, e-mail: [e-mail]