Estimación a futuro de normas de riego del sorgo en la zona oriental de Cuba

INTRODUCCIÓN

El sorgo de grano (Sorghum bicolor L.Monech), es un cultivo que ofrece perspectivas favorables para Cuba en relación a otros granos debido a que tiene menos requerimientos agrotécnicos, y presenta una mayor plasticidad respecto a la época de siembra y el tipo de suelo (A. Pérez et al., 2010Pérez, A., Saucedo, O., Iglesias, J., Wencomo, H. B., Reyes, F., Oquendo, G., & Milián, I. (2010). Caracterización y potencialidades del grano de sorgo (Sorghum bicolor L. Moench). Pastos y forrajes, 33(1), 1-1, ISSN: 0864-0394.). En la actualidad existe una tendencia al incremento de este cultivo en el país por su capacidad de sustitución de importaciones de granos para alimento animal ya que se adapta bien a condiciones variadas de suelo, por lo que puede incluirse en la rotación con otros cultivos como arroz, y tabaco. Su grado de adaptación en ambientes desfavorables para su desarrollo ha sido estudiado en condiciones de suelos salinos por Castellanos et al. (1991)Castellanos, A., Herrera, J., Irarragorry, R., Felippe, M., Rodriguez, A., Cabidoche, Y.-M., & Chossat, J. (1991). Effecto del drenaje en los vertisuelos sobre la salinidad y el rendimiento del sorgo de grano. Memorias del Coloquio cubano-francés sobre mejoramiento y manejo de vertisuelos, Bayamo (Granma) Cuba, 15 al 20 de Abril, eds: R. Bouziguez, J.C. Favrot, Y.M. Cabidoche y J. Herrera, 359-361., en la provincia de Holguín, en suelos con conductividades eléctricas elevadas, lo que redujo el rendimiento en un 0,45 % en relación al testigo, logrado 1,9 t ha^-1. De acuerdo con Stichler et al. (2014)Stichler, C., McFarland, M. L., & Coffman, C. G. (2014). Irrigated and dryland grain sorghum production, South and Southwest Texas. Texas Agricultural Extension Service, Texas A & M University System, USA. http://itc.tamu.edu/documents/extensionpubs/ (5M-5-97, New AGR14.pdf ), se tiene el falso criterio de que el sorgo es un cultivo rústico y por tanto demanda poca atención, lo que se debe a que el mismo puede sobrevivir y aún producir grano bajo las condiciones más adversas, pero al igual que otros cultivos el sorgo responde a las condiciones óptimas de cultivo y al manejo adecuado del riego.

En Cuba, el riego es un factor que potencia los rendimientos ya que la distribución no homogénea de las precipitaciones imponen un periodo menos lluvioso en el año (de noviembre a abril) donde solo ocurre como media el 23% de la precipitación anual, según Rodríguez (2006)Rodríguez, R. (2006). Nuevos logros en el estudio de la pluviosidad en Cuba Mapa Isoyético para el período 1961-2000. Voluntad Hidráulica, 98, 2-14, ISSN: 2227-8761. este periodo coincide con el óptimo para el crecimiento y desarrollo de la mayoría de los cultivos agrícolas fundamentalmente de ciclo corto, además es conocido que la agricultura bajo riego puede llegar a incrementar entre un 15 y 50% en las áreas de secano, cuestión importante para la contribución a la seguridad alimentaria (D.C. Duarte et al., 2015Duarte, D. C., Herrera, P. J., López, S. T., González, R. F., & Zamora, H. E. (2015). Nuevas normas netas de riego para los cultivos agrícolas en Cuba. Revista Ingeniería Agrícola, 5(4), 46-51, ISSN: 2306-1545, e-ISSN: 2227-8761.). En nuestro país el clima a futuro pudiera caracterizarse por los cambios de la temperatura media del aire donde pueden elevarse hasta 4°C, con una disminución de la precipitación anual que, según el escenario, oscilaría entre el 15 y el 63%, acompañada del aumento de la evapotranspiración potencial y la evaporación real (Centella et al., 2015Centella, A., Llanes, J., & Paz, L. (2015). Segunda Comunicación Nacional a la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre Cambio Climático (p. 228). Fondo para el Medio Ambiente Mundial, PNUD Grupo Nacional de Cambio Climático-Instituto de Meteorología, La Habana, Cuba.).

Los Modelos Climáticos son de gran importancia para explorar la posible evolución futura del clima, derivados de los escenarios de posibles emisiones de gases de efecto invernadero según Centella (2017)Centella, A. (2017). La estimación del clima futuro y los escenarios climáticos. Fondo para el Medio Ambiente Mundial, PNUD, La Habana, Cuba., los cuales describen un estado probable del sistema climático ante uno o más tipos de forzamientos, según los expertos de cambio climático los escenarios RCP (Vías o Trayectorias de Concentración Representativa, RCP por sus siglas en inglés), son un instrumento básico para analizar la influencia de las fuerzas determinantes en las emisiones futuras de gases de efecto invernadero. Las cuatro vías RCP comprenden un escenario en el que los esfuerzos en mitigación conducen a un nivel de forzamiento muy bajo (RCP 2.6), dos escenarios de estabilización (RCP 4.5 y RCP 6.0) y un escenario con un nivel muy alto de emisiones de gases de efecto de invernadero (RCP 8.5).

Una herramienta básica para los estudios del clima y para la planificación del agua, son los denominados escenarios de cambio climático que según Vargas et al. (2013)Vargas, R. del C., Sánchez, G., & Rolón, J. (2013). Proyecciones de cambio en la precipitación mediante Vías De Concentración Representativas a Nivel Cuenca (pp. 1-16). Universidad Autónoma de Tamaulipas, México., constituyen una descripción coherente, internamente consistente y plausible de una evolución futura posible del clima. Los escenarios no son predicciones, sino posibilidades alternativas que dependen de factores cuyo desarrollo no podemos predecir. El cambio climático antropogénico, está relacionado con la creciente acumulación en la atmósfera de gases de efecto invernadero.

Según lo planteado anteriormente se desarrolla el presente trabajo con el objetivo de predecir a futuro los requerimientos hídricos del sorgo (Sorghum bicolor L. Moench), para la región oriental del país con la utilización del programa CROPWAT 8.0 y en función de la variabilidad climática para un período de 31 años (2020-2050).

MATERIALES Y MÉTODOS

Las zonas de estudios se encuentran ubicadas en las provincias de Holguín y Las Tunas, por ser estas las más representativas en la producción de sorgo. Se seleccionó a la Empresa Agroindustrial de Granos Gibara (Holguín) ubicada a una altura de 30 m sobre el nivel medio del mar (ms.n.m.) y a la Empresa Agroindustrial de Granos Jobabo, Las Tunas, a una altura de 107 m (ms.n.m), como se muestra en la Tabla 1.

Para el estudio se tomaron los datos climáticos del modelo PRECIS en el escenario climático RCP (Vías o Trayectorias de Concentración Representativa) 4.5, el cual no tiene un tratamiento secuencial como los SRES (Special Report Emissions Scenarios), sino una interacción que provoca un impacto y a la vez induce incertidumbre o limitación, por lo que fue preciso realizar una regionalización de la variable determinando su delta en función del valor definido como línea base tomado de la serie 1980-2005, lo que permitió realizar el ajuste necesario de las variables climáticas. Este escenario RCP 4.5 fue modelado y caracterizado agroclimáticamente según proyecciones futuras para los municipios de Cuba por (Vázquez, 2021Vázquez, R. (2021). Modelación y caracterización agroclimática según proyecciones futuras para los municipios BASAL [Componente modelación biofísica de cultivos (bioma). Presentación en el marco del “Resultado]. Instituto de Investigaciones de Ingeniería Agrícola, La Habana, Cuba.).

El suelo de ambos sitios está clasificado como Oscuro plástico no gleyzado Instituto de Suelos (1980)Instituto de Suelos. (1980). Clasificación genética de los suelos de Cuba (primera edición). Editorial Academia, La Habana, Cuba. y el mismo ha sido ampliamente estudiado y caracterizado en cuanto a sus propiedades hidrofísicas por Cid et al. (2012)Cid, G., López, T., González, F., Herrera, J., & Ruiz, M. E. (2012). Características físicas que definen el comportamiento hidráulico de algunos suelos de Cuba. Revista Ingeniería Agrícola, 2(2), 25-31, ISSN: 2306-1545, e-ISSN: 2227-8761., como se muestra en la Tabla 2.

Para la estimación de las normas de riego netas a mediano plazo (2023 al 2050), en función de los pronósticos de variabilidad climática en el área de estudio se utilizó el programa de modelación CROPWAT 8.0 de Allen (2006)Allen, R. G. (2006). Evapotranspiración del cultivo: Guías para la determinación de los requerimientos de agua de los cultivos (Vol. 56). Food & Agriculture Org., ISBN: 92-5-304219-2.. El balance hídrico se estableció entre los meses de diciembre a marzo, que corresponde al período poco lluvioso del año según Rodríguez (2006)Rodríguez, R. (2006). Nuevos logros en el estudio de la pluviosidad en Cuba Mapa Isoyético para el período 1961-2000. Voluntad Hidráulica, 98, 2-14, ISSN: 2227-8761., coincidente con la campaña de riego. Se estimó la Evapotranspiración de referencia (ET₀) mediante la ecuación FAO-Penman-Monteith, la Evapotranspiración del cultivo (ETc) con el método del Coeficiente Único del Cultivo (Allen et al., 2006Allen, R. G., Pereira, L. S., Raes, D., & Smith, M. (2006). Evapotranspiración del cultivo: Guías para la determinación de los requerimientos de agua de los cultivos. FAO, 298, 0.). La precipitación efectiva se determinó de acuerdo al método de USDA ya que este es el más recomendado por la FAO según (Allen et al., 2006Allen, R. G., Pereira, L. S., Raes, D., & Smith, M. (2006). Evapotranspiración del cultivo: Guías para la determinación de los requerimientos de agua de los cultivos. FAO, 298, 0.).

Las necesidades hídricas fueron calculadas para toda la serie haciendo énfasis en los años hidrológicos húmedos, medio y seco. Para la selección de los años se realizó el estudio de una serie de 31 años (2020-2050) donde se determinó la probabilidad empírica a partir de la expresión:

donde:

m número de orden

n número de miembros de la serie

Se clasificaron cada uno de los años de la serie en función de la probabilidad de ocurrencia de la lluvia. El de probabilidad 25% denota un escenario húmedo, el 50 % medio y 75 % seco, según (Pérez & Álvarez, 2005Pérez, R., & Álvarez, M. (2005). Necesidades de Riego de la Caña de Azúcar en Cuba (Vol. 2). Ed. Academia, La Habana, Cuba. ISBN 959-270-065-6.).

Las simulaciones se realizaron al sembrar el cultivo del sorgo (Sorghum bicolor L. Moench), en el mes de diciembre con una duración de 120 días, según Canet et al. (2011)Canet, R., Rivero, L., & Armenteros, M. (2011). Manual para la producción del cultivo del sorgo (Sorghum bicolor (L.) Moench. Instituto de Investigaciones de Granos. Segunda Edición. La Habana, Cuba. debe sembrarse en período seco (noviembre-febrero) para reducir los daños por exceso de humedad en la panícula y facilitar la cosecha.

El umbral de riego para todas las etapas de desarrollo fue de 45% del agotamiento y el riego se aplicó hasta humedecer el suelo al 100% de la capacidad de campo. Se asumió una eficiencia del riego de 70% ya que el sorgo se rota en estos sitios con el cultivo del arroz por lo tanto se riega con el mismo sistema superficial y este valor de eficiencia es el indicado por el Instituto Nacional de Recursos Hidráulicos en la Resolución 17 de 2020 (INRH-Cuba, 2020INRH-Cuba. (2020). Resolución No. 17/2020. Índices de Consumo de agua [Resolución ministerial]. Instituto Nacional de Recursos Hidráulicos. La Habana, Cuba.).

Se usó un coeficiente de cultivo (Kc) para la etapa inicial de 0,40, para la etapa intermedia de 1,70 y para la etapa final de 0,80, (Herrera-Puebla et al., 2018Herrera-Puebla, J., González-Robaina, F., & Díaz-Pérez, Y. (2018). Consumo de agua y coeficientes de cultivo en el sorgo de grano (Sorgum vulgare L. Monech). Revista Ingeniería Agrícola, 8(3), 25-30, ISSN: 2227-8761.). El coeficiente de respuesta sobre el rendimiento (Ky) en el periodo inicial utilizado fue de 0,20 en el desarrollo de 0,50, en el periodo medio de 0,45, en el periodo final de 0,20, estos valores de coeficiente fueron utilizados por Moinelo, et al. (2021)Moinelo, L. M., Duarte, C., Zamora, E., Herrera, J., & Vázquez, V. (2021). Predicción de normas netas de riego del sorgo en la zona occidental de Cuba. Ingeniería Agrícola, 11(3), 3-8, ISSN-2306-1545, e-ISSN-2227-8761., para este cultivo y recomendados por Renault et al. (2007)Renault, D., Facon, T., & Wahaj, R. (2007). Modernizing irrigation management-the Masscote approach. FAO 637, Mapping System and Services for Canal Operation Techniques, Rome, Italy, ISBN 978-92-5-105716-2. Tabla 3.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

CONCLUSIONES