El arroz (Oryza sativa L) es un cultivo importante para la alimentación mundial con producción superior a los 700 millones de toneladas. Según datos de la FAO, el consumo per cápita anual de este cereal en Cuba asciende a 80,38 kg/persona/año (Socorro y Sánchez, 2016SOCORRO, M.; SÁNCHEZ, S.: “Capítulo 16.- Producción de arroz con bajos insumos.”, En: Funes-Aguilar, F. y Vázquez, L.L. (eds.), Avances de la Agroecología en Cuba. Sección C: Sistemas agroecológicos de cultivos., Ed. Estación Experimental de Pastos y Forrajes Indio Hatuey, Matanzas., Primera Edición ed., La Habana, Cuba, pp. 263-278, 2016, ISBN: 978-959-7138-21-1.; Méndez del Villar, 2019MÉNDEZ DEL VILLAR, P.: INFOARROZ - Informativo mensual del mercado mundial del arroz., [en línea], diciembre de 2019, Disponible en: http://www.infoarroz.org/portal/uploadfiles/20200113080441_15_ia1219es.pdf, [Consulta: 27 de enero de 2020].) dado por el incremento sostenido de la producción popular de arroz y los altos niveles de importación.

En el contexto nacional, la provincia Granma es uno de los escenarios arroceros de mayor relevancia, ya que cuenta con 84 bases productivas integradas a la Empresa Agroindustrial de Granos “Fernando Echenique Urquiza”, siendo la entidad rectora de la producción del cereal en el territorio (Calás et al., 2017CALÁS, D.M.; ARIAS, R.J.; CASTRO, Y.: “Informatización de los procesos de agrotecnia y sanidad vegetal en una empresa productora de arroz.”, Cultivos Tropicales, 38(4): 139-145, 2017, ISSN: (Impresa): 0258-5936 (Digital): 1819-4087.).

Por otra parte, los estudios realizados en Cuba acerca del efecto de la fluctuación climática en la productividad de los agroecosistemas arroceros se han centrado en las siguientes temáticas: el pronóstico del rendimiento a partir de modelos biofísicos de cultivo (Jaspe y Vega, 2004JASPE, R.R.R.; VEGA, R.E.R.: “Sistema de Pronóstico de Rendimientos Agrícolas para el Cultivo del Arroz basado en modelos biofísicos de cultivo.”, : 15, 2004, Disponible en: http://repositorio.geotech.cu/jspui/bitstream/1234/1669/1/SistemadePronósticodeRendimientosAgrícolasparaelCultivodelArroz.pdf.), la evaluación de las condiciones agrometeorológicas (Delgado, 2012DELGADO, C.: “Influencia de las condiciones agrometeorológicas sobre la producción arrocera en Cuba.”, En: Memorias Convención Trópico 2012, III Congreso de Meteorología Tropical Tema: La Agrometeorología en los Trópicos, Ed. PALCO, Palacio de las Convenciones de La Habana, Cuba., pp. 518-551, 2012.), la aplicación de modelos de simulación (Hernández et al., 2016HERNÁNDEZ, N.; SOTO, F.; FLORIDO, R.; PLANA, R.; CABALLERO, A.; MAQUEIRA, L.A.; CID, G.; LÓPEZ, T.; CHATERLAN, Y.; GARCÍA, A.; SOLANO, O.; VÁZQUEZ, R.; OTERO, L.; VANTOUR, A.: “Utilización de un modelo de simulación para la predicción del comportamiento de algunos cereales en las condiciones de Cuba.”, Cultivos Tropicales, 37(1): 78-84, 2016, ISSN: (Impresa): 0258-5936 (Digital): 1819-4087.) y la valoración cuantitativa del impacto de dicha fluctuación sobre los rendimientos potenciales del arroz (Rivero-Vega et al., 2018RIVERO-VEGA, R.E.; RIVERO-JASPE, Z.I.; RIVERO-JASPE, R.R.: “Impactos de una fluctuación climática sobre el arroz, maíz y soya en Camagüey - Sancti Spíritus”, Revista Cubana de Meteorología, 24(1): 44-60, 29 de enero de 2018, ISSN: 2664-0880, Disponible en: http://rcm.insmet.cu/index.php/rcm/article/view/259, [Consulta: 27 de enero de 2020].).

Estas investigaciones apuntan al análisis global del cultivo del arroz, sin abordar la relación existente los rendimientos y las variables climáticas, en períodos fijos del crecimiento y desarrollo de la planta. Considerando los aspectos anteriormente expuestos, se desarrolló la investigación con el objetivo de evaluar el efecto de diferentes variables climáticas en el rendimiento agrícola de cuatro variedades de arroz de riego, en una etapa fisiológica determinada.

La investigación se realizó durante el período Julio/2011-Abril/2012 en las áreas experimentales de la Estación Territorial de Investigaciones de Granos Jucarito, localizado en los 20°39'7" Latitud Norte y 76°53'5" Longitud Oeste a una elevación de 11,8 msnm, realizándose siembras mensuales en condiciones de aniego, en un suelo Hidromórfico Antrópico Vértico y Gleyco (Hernández et al., 1999HERNÁNDEZ, A.; PÉREZ, J.M.; BOSCH, D.; RIVERO, L.; CAMACHO, E.: Nueva versión de clasificación genética de los suelos de Cuba., [en línea], Ed. AGRINFOR-Ministerio de la Agricultura, La Habana, 66 p., 1999, ISBN: 978-959-246-022-5, Disponible en: http://repositorio.geotech.cu/jspui/handle/1234/2946, [Consulta: 19 de noviembre de 2019].). Se utilizaron las variedades IACuba 31 (ciclo corto), IACuba 40 (ciclo medio), Jucarito 104 (ciclo medio) y Procequisa 4 (ciclo largo).

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)IIGRANOS: Guía técnica de la producción de maíz, Ed. Instituto de Investigaciones de Granos, Ministerio de la Agricultura, Bauta, Artemisa. Cuba, 20 p., 2017, ISBN: 978-959-296-036-7.. 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 (1976YOSHIDA, S.; PARAO, F.T.: “Climatic Influence on Yield and Yield Components of Lowland Rice in the Tropics”, En: Proceedings, Symposium Climate & Rice, Ed. International Rice Research Institute (IRRI), Los Baños, Laguna, Philippines, pp. 471-494, 1976.). Esta fenofase fue determinada en condiciones de campo según la metodología vigente para este cultivo (CIAT, 1980CIAT, .: Guía de Estudio: Crecimiento y etapas de desarrollo de la planta de arroz., no. ser. 04SR-05.04, Ed. Centro Internacional de Agricultura Tropical (CIAT), Cali, Colombia, 28 p., 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 78 361, localizada en las coordenadas geográficas 21,691545 Latitud Norte y 79,191581 Longitud Oeste con elevación de 11,8 msnm, en la localidad de El Jíbaro Municipio Río Cauto, provincia Granma.

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. Para conocer el efecto del clima sobre el rendimiento, se realizó la regresión lineal múltiple (método paso a paso) con el programa SPSS versión 21 sobre Windows (IBM Corporation, 2011IBM CORPORATION: Statistical Package for the Social Science SPSS, [en línea], (Versión 21), [Windows], Ed. IBM Corporation, 2011, Disponible en: http://www.ibm.com, [Consulta: 20 de junio de 2016].). La estimación se ejecutó por el método de interpolación con ecuación lineal Y = a+bx (Salmón et al., 2017SALMÓN, Y.; RODRÍGUEZ, R.; ROSALES, A.; MARTÍNEZ, D.: “Efecto de las variables climáticas sobre el rendimiento industrial durante dos cosechas en el cultivo de la caña de azúcar”, Revista Cubana de Meteorología, 23(3): 269-275, 1 de septiembre de 2017, ISSN: 2664-0880, Disponible en: http://rcm.insmet.cu/index.php/rcm/article/view/245, [Consulta: 14 de diciembre de 2020].) donde “Y” correspondió al rendimiento agrícola y “x” asumió los valores de los intervalos de confianza de las medias de las variables climáticas de mayor contribución, al 95% de probabilidad.

Los resultados del análisis de correlación-regresión, durante los meses de siembra en Jucarito (Granma), demostraron que las variables climáticas ejercen influencia en el rendimiento agrícola del arroz. En todas las variedades, los coeficientes de regresión estuvieron por encima de 0,5 lo que evidencia que la relación es fuerte y positiva entre dichas variables (Tabla 1).

Aunque no se encontró una relación significativa entre las variables, en la variedad Procequisa 4, el modelo de regresión mostró la alta dependencia del rendimiento agrícola con la temperatura del aire (mínima y media). De igual forma, este resultado se manifestó en la ecuación de la variedad IACuba 31, donde la humedad relativa máxima constituyó uno de los factores asociados a la expresión del rendimiento agrícola. Una situación similar se mostró en las variedades IACuba 40 y Jucarito 104, donde las ecuaciones expresaron la dependencia del rendimiento con la temperatura máxima del aire.

Al mismo tiempo, se obtuvieron coeficientes negativos en las ecuaciones lineales, con el predominio de la variable humedad relativa. Estos hallazgos coinciden con estudios previos donde se afirman que los valores superiores al 80% ocasionan el vaneo del grano de arroz (González et al., 2004GONZÁLEZ, M.; CASTRO, R.; MOREJÓN, R.; CÁRDENAS, R.M.: “Relación del vaneo del grano en variedades de arroz (Oryza sativa L.) con las variables climáticas temperatura y humedad relativa”, Cultivos Tropicales, 25(3): 15-17, 2004, ISSN: 1819-4087.). Por tal motivo, esta variable climática correlaciona negativamente con el rendimiento.

En la estimación del rendimiento agrícola con las ecuaciones lineales, la respuesta de las variedades fue diferenciada, según se muestra en las Figuras 1, 2, 3 y 4.

Al respecto, en los resultados de la estimación se observó la reducción del rendimiento agrícola en 6% para la variedad IACuba 31 y 13% en la IACuba 40, ante incrementos de 1 °C de la temperatura del aire (media y máxima) en la fenofase de la maduración (Figuras 1 y 2). En cambio, las variedades Procequisa 4 y Jucarito 104 no expresaron decrecimientos en los rendimientos, ante valores de temperatura del aire (mínima y máxima) por encima de los 19 °C y 32 °C, respectivamente (Figuras 3 y 4).

Este comportamiento puede deberse a la influencia que ejercen la fluctuación de la temperatura y la fecha de siembra sobre la duración del ciclo biológico y el rendimiento del arroz (Maqueira et al., 2016MAQUEIRA, L.A.; TORRES, W.; PÉREZ, A.; DÍAZ, D.; ROJÁN, O.: “Influencia de la temperatura ambiental y la fecha de siembra sobre la duración de las fases fenológicas en cuatro cultivares de arroz (Oryza sativa L.).”, Cultivos Tropicales, 37(1): 65-70, 22 de abril de 2016, ISSN: 1819-4087, DOI: 10.1234/ct.v37i1.1157, Disponible en: http://ediciones.inca.edu.cu/index.php/ediciones/article/view/1157, [Consulta: 14 de diciembre de 2020].; 2018MAQUEIRA, L.A.; ROJÁN, O.; TORRES, K.; DUQUE, D.; TORRES, W.: “Duración de las fases fenológicas, su influencia en el rendimiento del arroz (Oryza sativa L.).”, Cultivos Tropicales, 39(1): 68-73, 18 de junio de 2018, ISSN: 1819-4087, DOI: 10.1234/ct.v39i1.1424, Disponible en: http://ediciones.inca.edu.cu/index.php/ediciones/article/view/1424, [Consulta: 14 de diciembre de 2020].). En virtud de ello, estos resultados ratificaron que en las condiciones de esta localidad, la siembra de las variedades de ciclo corto y medio en el período lluvioso (específicamente en los meses de julio y agosto) propician que el cultivo en la fenofase de maduración, se encuentre expuesto a valores de temperatura máxima del aire por encima de los 30 °C y humedad relativa superior a los 70%, lo cual afecta la productividad del cereal. Esta situación no ocurre con las variedades de ciclo largo, mientras que la variedad Jucarito 104 es capaz de soportar diferentes factores adversos.

En este sentido, al estrés por altas temperaturas, donde los valores por encima de los 30 °C pueden ocasionar la infertilidad de las espiguillas motivado por la pobre dehiscencia de la antera y el bajo número de granos de polen en el estigma. Adicionalmente, las altas temperaturas provocan la inhibición del llenado del grano en las etapas iniciales de la maduración (Wang et al., 2019WANG, Y.; WANG, L.; ZHOU, J.; HU, S.; CHEN, H.; XIANG, J.; ZHANG, Y.; ZENG, Y.; SHI, Q.; ZHU, D.; ZHANG, Y.: “Research Progress on Heat Stress of Rice at Flowering Stage”, Rice Science, 26(1): 1-10, 1 de enero de 2019, ISSN: 1672-6308, DOI: 10.1016/j.rsci.2018.06.009, Disponible en: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1672630818300829, [Consulta: 14 de diciembre de 2020].).

No obstante, estos resultados se encuentran por debajo de lo indicado en investigaciones realizadas en el cultivo del arroz en Ecuador (González et al., 2020GONZÁLEZ, B.B.; BARRAGÁN, R.; SIMBA, L.; RIVERO, M.: “Influencia de las variables climáticas en el rendimiento de cultivos transitorios en la provincia Los Ríos, Ecuador.”, Centro Agrícola, 47(4), 2020, ISSN: (digital) 2072-2001 (papel) 0253-578, Disponible en: http://cagricola.uclv.edu.cu/descargas/pdf/V47-Numero_4/cag07420.pdf, [Consulta: 14 de diciembre de 2020].). Estos autores refieren que un incremento en 1,07 °C por encima del valor promedio de la temperatura (25,86 °C) unido a la disminución de la pluviosidad (303 mm) puede ocasionar el decrecimiento del rendimiento del arroz en 27%.