i Estudio del cambio climático y su efecto en la producción de granos básicos Tesis presentada como requisito parcial para optar al título de Ingeniero Agrónomo en el grado académico de Licenciatura Presentado por: Rubén Gigena Pazos Zamorano, Honduras Octubre 2004 ii El autor concede a Zamorano permiso para reproducir y distribuir copias de este trabajo para fines educativos. Para otras personas físicas o jurídicas se reservan los derechos de autor. __________________________________ Rubén Gigena Pazos Zamorano, Honduras Octubre 2004 iii Estudio del cambio climático y su efecto en la producción de granos básicos presentado por: Rubén Gigena Pazos Aprobada: ______________________ ______________________ Carlos Hernández, Dr. Ing. Agr. Sc Mayra Falck, M. Sc. Asesor Principal Coordinadora de la Carrera Desarrollo Socioeconómico y Ambiente _______________________ ______________________ Jorge Iván Restrepo, M.P.A. Aurelio Revilla. M.S.A. Asesor Decano Académico Interino ________________________ ______________________ George Pilz, Ph.D. Kenneth Hoadley, D.B.A. Asesor Director iv DEDICATORIA Al campesino latinoamericano, por tomar de la tierra solo lo que necesita y dejar en ella solo su sudor y sus huellas. A la Madre Naturaleza por darnos vida, comida y techo. A mis padres y hermanos por su apoyo incondicional. v AGRADECIMIENTOS Agradezco a todas las personas que estuvieron involucradas en la elaboración de este estudio, sin su ayuda no hubiera sido posible. A Carlos Hernández, guía principal, por toda su, ayuda , dedicación y paciencia. A José Linares y George Pilz por su simpatía y sencillez que hicieron cada día de trabajo en el herbario un día de alegrías. A Jorge Restrepo por su inigualable amistad y sus consejos siempre oportunos. A mis amigos zamoranos por su apoyo. vi RESUMEN Gigena, Rubén 2004. Estudio del cambio climático y su efecto en la producción de granos básicos por productores de subsistencia. Proyecto de graduación de la Carrera de Desarrollo Socioeconómico y Ambiente, Zamorano, Honduras. 70p. El cambio climático ha venido tomando importancia en los últimos años porque se han empezado a notar diferencias en el clima y sus efectos empiezan ha afectar la agricultura. En Honduras y en general en todo Centroamérica mucha de la población vive bajo sistemas de agricultura de subsistencia en donde la producción es destinada al consumo y si existen excedentes se comercializan. Estas familias viven bajo la línea de pobreza y su acceso a tecnología es reducido. Existen pocos estudios para Honduras con relación al efecto que podría tener el cambio climático en estos tipos de sistemas agrícolas. Son muchas las variables que influyen en el cambio climático por lo que se recurre a las líneas evolutivas planteadas por el IPCC (Intergubernamental Panel for Climate Change) y la formulación de escenarios de cambio climático a partir de modelos globales de clima. Utilizando modelos de simulación para el crecimiento de cultivos y con la ayuda de generadores de clima se plantean diferentes escenarios de cambio climático que empleando las mismas condiciones edáficas y las mismas variedades de cultivos se puede aislar el efecto de los nuevos climas bajo las líneas evolutivas planteadas. Se toman las principales zonas agrícolas del país para la elaboración del estudio por su peso en la economía de un país netamente agrícola. Las principales variaciones se dan en la fenología de los cultivos a utilizar, las altas concentraciones de dióxido de carbono aceleran los procesos dentro de la planta, así como mayores temperaturas y mayor precipitación. Las épocas de cultivos también son afectadas por los fenómenos climáticos adelantándose las fechas de siembra o inclusive cambiando el orden de la rotación tradicional maíz-frijol. La información para poder realizar este tipo de estudios debe ser de alta calidad y de rangos amplios de tiempo por eso se enfatiza la importancia de llevar registros tanto climáticos como de producción. Palabras claves: Cambio climático, simuladores de cultivos, generadores de clima, GEI´ s, IPCC, modelos globales de clima. vii CONTENIDO Portadilla................................................................................................................ i Autoría................................................................................................................... ii Página de firmas ................................................................................................... iii Dedicatoria............................................................................................................ iv Agradecimientos.................................................................................................... v Resumen................................................................................................................. vi Contenido............................................................................................................... vii Índice de cuadros.................................................................................................... viii Índice de figuras..................................................................................................... ix Índice de anexos..................................................................................................... x 1. INTRODUCCIÓN........................................................................................... 1 1.1 JUSTIFICACIÓN.............................................................................................. 2 1.2 LIMITANTES.................................................................................................... 3 1.3 OBJETIVOS............ .......................................................................................... 4 2. REVISIÓN DE LITERATURA...................................................................... 5 2.1 FACTORES SOCIALES Y ECONÓMICOS.................................................... 5 2.2 AGRICULTURA DE SUBSITENCIA.............................................................. 5 2.3 CAMBIO CLIMÁTICO..................................................................................... 6 2.3.1 Evolución y cambios en el clima........................................................................ 6 2.3.2 Gases de efecto invernadero............................................................................... 7 2.3.2.1 Efectos del CO2 ................................................................................................. 9 2.3.3 Escenarios de cambio climático......................................................................... 9 2.3.3.1 Principales causantes de las emisiones de GEI en los escenarios...................... 11 2.4 MODELOS DE SIMULACIÓN........................................................................ 11 3. MATERIALES Y MÉTODOS........................................................................ 12 3.1 DESCRIPCIÓN DEL PEQUEÑO PRODUCTOR TIPO................................... 12 3.2 DATOS DE CLIMA........................................................................................... 12 3.3 GENERADORES DE CLIMA (CLIMGEN) CLIMA FUTURO Y ACTUAL..12 3.4 SUELOS............................................................................................................. 13 3.5 PREDICCIONES GENERALES DE CAMBIO CLIMÁTICO......................... 13 3.6 ESCENARIOS FUTUROS.................................................................................14 3.7 MODELOS DE CLIMA GLOBAL(GCM´S)......................................................14 3.8 GENERADORES DE ESCENARIOS FUTUROS............................................ 14 3.9 DELTA CLIMÁTICO FUTURO....................................................................... 14 3.10 VARIEDADES DE CULTIVOS........................................................................ 15 3.11 MODELO DE SIMULACIÓN DE CULTIVOS (CROPSYST)........................ 16 3.12 LOCALIDAD..................................................................................................... 16 4. RESULTADOS.................................................................................................. 17 4.1 CLIMA ACTUAL VERSUS FUTURO.............................................................. 17 4.1.1 Temperatura........................................................................................................ 25 4.1.2 Precipitación....................................................................................................... 26 4.2 FRIJOL............................................................................................................... 27 4.2.1 Fenología actual y futura.................................................................................... 27 4.3 MAÍZ................................................................................................................... 28 viii 4.3.1 Fenología actual y futura.................................................................................... 28 4.3.2 Rendimiento actual y futuro............................................................................... 29 4.3.2.1 Maíz.................................................................................................................... 29 4.3.2.2 Frijol................................................................................................................... 30 4.3.3 Eficiencia en el uso del nitrógeno....................................................................... 32 5. DISCUSIÓN....................................................................................................... 34 5.1 TEMPERATURA................................................................................................ 34 5.1.1 Zamorano............................................................................................................ 34 5.1.2 La Esperanza....................................................................................................... 34 5.1.3 Valle de Sula....................................................................................................... 34 5.1.4 Comayagua......................................................................................................... 34 5.1.5 La Lima............................................................................................................... 35 5.2 PRECIPITACIÓN............................................................................................... 35 5.2.1 Zamorano............................................................................................................ 35 5.2.2 La Esperanza....................................................................................................... 35 5.2.3 Valle Sula............................................................................................................ 35 5.2.4 Comayagua......................................................................................................... 35 5.2.5 La Lima............................................................................................................... 36 5.3 FENOLOGÍA MAÍZ........................................................................................... 36 5.3.1 Zamorano............................................................................................................ 36 5.3.2 La Esperanza....................................................................................................... 36 5.3.3 Valle deSula........................................................................................................ 37 5.3.4 Comayagua......................................................................................................... 37 5.3.5 La Lima............................................................................................................... 37 5.4 FENOLOGÍA DEL FRIJOL................................................................................ 37 5.4.1 Zamorano............................................................................................................ 38 5.4.2 La Esperanza....................................................................................................... 38 5.4.3 Valle de Sula....................................................................................................... 38 5.4.4 Comayagua......................................................................................................... 39 5.4.5 La Lima............................................................................................................... 39 5.5 RENDIMIENTO MAÍZ..................................................................................... 39 5.5.1 Zamorano............................................................................................................ 39 5.5.2 La Esperanza....................................................................................................... 40 5.5.3 Valle de Sula....................................................................................................... 40 5.5.4 Comayagua......................................................................................................... 40 5.5.5 La Lima............................................................................................................... 40 5.6 RENDIMIENTO FRIJOL................................................................................... 40 5.6.1 Zamorano............................................................................................................ 41 5.6.2 La Esperanza....................................................................................................... 41 5.6.3 Valle de Sula....................................................................................................... 41 5.6.4 Comayagua......................................................................................................... 41 5.6.5 La Lima............................................................................................................... 41 5.7 EFICIENCIA EN EL USO DEL NITRÓGENO. ............................................... 42 5.7.1 Zamorano........................................................................................................... 42 5.7.2 La Esperanza...................................................................................................... 42 5.7.3 Valle de Sula....................................................................................................... 43 5.7.4 Comayagua......................................................................................................... 43 5.7.5 La Lima............................................................................................................... 43 6. RECOMENDACIONES.................................................................................. 44 6.1 PRÁCTICAS DE MANEJO................................................................................ 44 ix 6.2 OPTIMIZACIÓN DE LAS VARIEDADES POR FENOLOGÍA...................... 44 6.3 FECHAS ÓPTIMAS DE PRODUCCIÓN.......................................................... 44 6.4 REGISTROS DE CLIMA Y PRODUCCIÓN.....................................................45 6.5 ENSEÑANZA EN ZAMORANO....................................................................... 45 7. BIBLIOGRAFÍA............................................................................................... 46 8. ANEXOS............................................................................................................ 48 x ÍNDICE DE TABLAS Tabla 1. Delta climático por cada modelo global de clima.................................... 17 2. Registros en los cambios de la composición atmosférica........................ 19 3. Temperaturas máximas promedio............................................................ 25 4. Delta climático de temperaturas máximas............................................... 25 5. Temperaturas mínimas promedio............................................................ 25 6. Delta climático de temperaturas mínimas............................................... 25 7. Precipitación media anual........................................................................ 26 8. Delta climático de precipitación.............................................................. 26 9. Fenología actual y futura para el frijol.................................................... 27 10. Fenología actual y futura para el maíz..................................................... 28 11. Resultados de rendimiento en maíz, Zamorano....................................... 29 12. Resultados de rendimiento en maíz, Comayagua..................................... 29 13. Resultados de rendimiento en maíz, Valle de Sula.................................. 29 14. Resultados de rendimiento en maíz, La Esperanza (10°C)....................... 29 15. Resultados de rendimiento en maíz, La Esperanza (20° C)...................... 30 16. Resultados de rendimiento en maíz, La Lima........................................... 30 17. Resultados de rendimiento en frijol, Zamorano........................................ 30 18. Resultados de rendimiento en frijol, Comayagua...................................... 30 19. Resultados de rendimiento en frijol, Valle de Sula.................................... 31 20. Resultados de rendimiento en frijol, La Esperanza (10° C)....................... 31 21. Resultados de rendimiento en frijol, La Esperanza (20° C)....................... 31 22. Resultados de rendimiento en frijol, La Lima............................................ 31 23. Eficiencia en el uso del nitrógeno............................................................... 32 24. Distribución en el uso del nitrógeno........................................................... 33 xi ÍNDICE DE FIGURAS Figura 1. Cambio en la temperatura mundial.................................................... 7 2. Registros de los cambios de la composición atmosférica................. 8 3. Procedimiento para elaboración del clima futuro............................. 15 4. Climogramas para Zamorano............................................................ 20 5. Climogramas para el Valle de Sula................................................... 21 6. Climogramas para La Esperanza....................................................... 22 7. Climogramas para La Lima............................................................... 23 8. Climogramas para Comayagua.......................................................... 24 xii ÍNDICE DE ANEXOS Anexo 1. Precipitación mensual para Zamorano..................................................... 49 2. Temperatura máxima para Zamorano...................................................... 49 3. Temperatura mínima para Zamorano....................................................... 49 4. Precipitación promedio para media hora en Zamorano........................... 49 5. Días con precipitación en Zamorano....................................................... 49 6. Precipitación máxima diaria.................................................................... 49 7. Precipitación máxima estación Guaruma................................................. 50 8. Temperatura media mensual estación Guaruma...................................... 50 9. Precipitación media mensual estación Tela RR....................................... 51 10. Temperatura media mensual estación Tela RR....................................... 51 11. Precipitación media mensual, Valle de Sula........................................... 52 12. Temperatura media mensual, Valle de Sula............................................ 52 13. Precipitación media mensual estación T.Torres...................................... 53 14. Precipitación media mensual, Comayagua............................................. 53 15. Temperatura media mensual, Comayagua............................................... 54 16. Temperatura media mensual y precipitación media mensual para la estación Guanacaste................................................................................. 54 17. Precipitación media mensual, La Esperanza.......................................... 55 18. Temperatura media mensual, La Esperanza.......................................... 55 19. Precipitación media mensual, Santa Elena............................................ 56 20. Cambio en precipitación ....................................................................... 57 21. Cambio en temperatura.......................................................................... 58 22. Tabla fenología de los ideotipos............................................................ 58 23. Calendario juliano……………………………………………………. 59 1 1. INTRODUCCIÓN El clima de una región puede presentar cambios que influyen en la producción y deseada en cierta época del año para un cultivo dado. Definitivamente se están experimentando cambios en las temperaturas y la precipitación a escala mundial, sumados a los fenómenos naturales, la explosión demográfica y la presión sobre los recursos naturales que esto representa y la contaminación crean un ambiente de producción difícil de predecir. En América Central y en Honduras específicamente, los productores de subsistencia o pequeños productores utilizan sistemas tradicionales de agricultura para la producción de granos básicos, como el maíz y el frijol, que son la base de sus dietas. Muy pocas veces logran excedentes para la comercialización que les permitan percibir un ingreso por la producción, ésta se efectúa en dos épocas de siembra la “primera” y la “postrera”. Debido a sus escasos recursos e insumos, la falta de acceso al crédito, las malas condiciones de trabajo, la inesperada distribución de las lluvias y los factores ambientales extremos, pocas veces logran asegurar una cosecha con rendimientos aceptables que garanticen el abastecimiento del productor; además no cuentan con la tecnología apropiada para hacer frente a estaciones de sequía o épocas lluviosas que pueden afectar la producción. Tampoco existen recomendaciones técnicas para ellos, referentes a cómo poder contrarrestar el efecto negativo de los cambios climáticos, como pueden ser prácticas agrícolas diferentes. Son numerosos los estudios que predicen cambios climáticos para el futuro asociados a los niveles de emisión de CO2, de aerosoles y las concentraciones de éstos y otros gases en la atmósfera. Según el IPCC (Intergubernamental Panel for Climate Change, 1992) habrá una duplicación efectiva de la concentración de CO2 atmosférico entre los años 2025 y 2050, este incremento en la concentración se manifestará en un aumento consiguiente de la temperatura media mundial de 1.5 a 4.5°C. Por otro lado se tiene que el nivel de tala de los bosques y el uso de la tierra influyen en la forma e intensidad con que estas emisiones sean captadas y procesadas por el ambiente, afectando indirectamente la calidad del aire. Son varios los escenarios que se plantean para el clima del futuro, unos más catastróficos que otros, pero todos muestran una variación de las condiciones climáticas que conocemos tanto en cantidad como en épocas de distribución debido a las emisiones de los GEIs (Gases Efecto Invernadero). Pronostican aumentos y descensos en las temperaturas y las precipitaciones, alargándose las épocas secas o lluviosas e intensificando las temperaturas extremas según las condiciones naturales y la ubicación de cada zona. Se dice que el ciclo hidrológico en las zonas áridas podría ser el más afectado por su poca capacidad de retención y almacenamiento de agua, esto se vería reflejado en la distribución, intensidad y duración de las lluvias que afectaría no sólo a la agricultura sino también a las reservas de agua para consumo, para la industria y a la producción de energía hidroeléctrica. Las zonas más sensibles serán aquellas donde las especies se encuentren próximas a sus límites biológicos de temperatura y humedad, como las zonas semiáridas. Algunos tipos de efectos que se esperan influyan sobre el sector agrario serían cambios en la localización de las zonas óptimas de producción de ciertos cultivos, variaciones en los rendimientos, cambios en el tipo, ubicación e intensidad de plagas y enfermedades. Como respuesta a estos efectos se espera 2 enfrentar cambios en las rotaciones de cultivos, el tipo de sistema agrícola, el uso de la tierra en áreas rurales, la producción, los ingresos de las unidades productivas y en el empleo rural, cambios en el ingreso en las zonas rurales, su contribución al crecimiento económico de los países y a las divisas generadas por algunos productos de exportación. En algunos lugares donde ya de por sí la variabilidad climática de un año al otro es un factor determinante de los rendimientos, existe un reto adicional para poder predecir los efectos del cambio climático en el patrón de los cultivos 1.1 JUSTIFICACIÓN En Honduras no existen estudios recientes sobre cómo estos cambios en el clima podrían afectar a los productores de subsistencia, mucho menos un estimado de lo que éstos significarían para la economía del país, más bien las predicciones de los futuros rendimientos promedio para 2004 a escala nacional son bastante optimistas, 1460 kg de maíz por hectárea y 687 kg de frijol por hectárea (Jiménez, 2003) y no toman en cuenta la posibilidad de algún fenómeno natural ni plantean un plan para actuar en caso de presentarse alguno. Existen estudios en Centroamérica, realizados por la FAO, respecto a los bosques y la mitigación del efecto del cambio climático por medio de la implementación de mecanismos de desarrollo limpio y planes forestales para la captura de carbono (Proyecto Bosques y Cambio Climático en América Central). Sin embargo éstos no toman en cuenta las comunidades insertas en áreas forestales como es el caso de las encontradas en Honduras. La implementación de un sistema de modelación de climas tiene una gran importancia para los pequeños productores ya que puede ayudar a disminuir la variabilidad entre cosechas, a fomentar también la seguridad alimentaria de las familias rurales con una producción estable y una dieta más variada. Además, en un país como Honduras donde la actividad agrícola tiene tanto peso en la economía, tanto internamente en los mercados nacionales como en los mercados de exportación, sería ilógico no aprovechar estas nuevas tecnologías que permiten simular diferentes condiciones climáticas y de campo en un tiempo corto y de forma precisa; estas técnicas ayudarían a incrementar la eficiencia en el uso de los recursos y su conservación. Inclusive podría llegar a ser una herramienta más para la toma de decisiones de políticas agrarias. Para Zamorano, el uso de nuevas tecnologías como la de modelación de cultivos, que se encuentra entre las tecnologías de punta, debería ser algo más que sólo la participación de pocos estudiantes y profesores en programas de intercambio. Podría convertirse en una nueva forma de enseñanza que permita representar en pocos días u horas un ciclo entero de cultivo que en el campo tomaría meses. Permitiría analizar diferentes condiciones de campo o situaciones impredecibles que podrían presentarse en el futuro para que los estudiantes aprendan a enfrentar cambios repentinos y darles soluciones viables. Además, siendo Zamorano un motor de desarrollo en la zona, debería hacer uso de estas tecnologías en sus programas y proyectos para reducir la necesidad de experimentos de campo para sitios específicos y de larga duración, interpretar los registros de clima en términos de la productividad potencial y las limitaciones climáticas, evaluar prácticas de manejo de cultivos y asesorar en los riesgos asociados a éstas y por último comunicar con mayor facilidad los resultados entre diferentes localidades. Se debe priorizar en las zonas de más importancia para el 3 país en cuanto a la producción agrícola se refiere, a la vez se debe priorizar en las principales actividades agrícolas del país como lo son aquellas actividades que involucran o de las que dependen la mayoría de la población rural, tipo de agricultura en la que se desarrolla la mayoría del territorio, cultivos de los cuales depende la mayor parte de la contribución de la agricultura al PIB y las que contribuyen en mayor medida a las exportaciones. 1.2 LIMITANTES Uno de los principales limitantes para el uso de estos modelos es la falta de información histórica de alta calidad que es indispensable para alimentar los programas y correr los modelos de simulación de cultivos. En Honduras no existe una red de estaciones meteorológicas que tenga datos de todas las diferentes zonas del país, con registros históricos confiables, tampoco existe una descripción específica de los suelos, sólo se cuenta con un mapa general del país que no permite diferenciar la gran variación que se encuentra en todo el territorio nacional. Esto se suma a la incertidumbre que acarrean las predicciones climáticas basadas en modelos de clima globales y regionales, que no pueden ser del todo precisas debido a la espontaneidad de los sucesos climáticos que muchas veces resultan imposibles de predecir. La información nacional tampoco describe peculiaridades geográficas ni las interacciones locales entre la atmósfera y la superficie terrestre, no toma en cuenta que las variaciones locales a veces son mucho mayores que las de un continente y se deja de lado el cambio en el uso de la tierra; éstas representan las principales debilidades y limitantes del modelo. Debido a las restricciones de tiempo y presupuesto, es casi imposible poder analizar todas las actividades agrícolas de un país o región o analizar todas las regiones de un mismo país por lo que se escogieron aquellos cultivos de mayor importancia para la economía nacional y las áreas más cosechadas. 4 1.3 OBJETIVOS • Establecer una aproximación a las condiciones climáticas futuras para algunas regiones de importancia agrícola en Honduras. - Crear una base de datos confiable para la zona de trabajo. - Establecer un clima base. - Estimar un clima futuro con diferentes escenarios. • Estimar el efecto del cambio climático en los rendimientos en granos básicos de los productores de subsistencia de la región. - Analizar los rendimientos actuales para granos básicos por productores de subsistencia. - Simular condiciones futuras de producción - Comparar rendimientos actuales con posibles rendimientos futuros. • Formular recomendaciones en cuanto a prácticas y sistemas agrícolas para enfrentar los cambios climáticos. - Brindar información de confianza para el pequeño productor. 5 2. REVISIÓN DE LITERATURA 2.1. FACTORES SOCIALES Y ECONÓMICOS La República de Honduras se localiza en el istmo centroamericano, tiene como límites a Guatemala y El Salvador al oeste, Nicaragua al este, el mar Caribe al norte y el océano Pacífico al sur. Cuenta con un relieve sinuoso, principalmente montañoso, más del 30% de su territorio es de aptitud forestal. Aproximadamente un 82% de todo su territorio es considerado zona de ladera, estas son regiones en las que el manejo de la tierra se ve fuertemente influido por la presencia de pendientes moderadas entre 28 y 30% y empinados, mayores a 30%, Instituto Interamericano de Cooperación para la Agricultura (IICA, 1999). Aún con las condiciones que presenta, es la actividad agraria la principal fuente de divisas para el país, principalmente los cultivos de exportación como banano, café, caña, tabaco, melón y camarón. El sector agrario genera alrededor de la cuarta parte del producto interno bruto, el 65% de las exportaciones y emplea del orden del 70% de la población económicamente activa (Hernández, 2002). Honduras es uno de los países más pobres, con mayor endeudamiento y al que se le está reconociendo parcialmente el alivio de la deuda externa. El ingreso nacional promedio es de US$ 711, es decir, menos de US$2 por persona por día, un 75% de la población rural, incluyendo a los pobladores de las zonas de laderas vive en la pobreza en tanto que un 66% de la población total del país vive debajo de la línea de pobreza (Indicadores de desarrollo mundial, 2002). La cantidad de granos básicos producidos por habitante ha venido descendiendo desde la década de los años 70, mientras que la población ha venido creciendo desde de la misma época a una tasa tal que cada 18 años se duplica (FAOSTAT, 2001). 2.2 AGRICULTURA DE SUBSISTENCIA La dieta del campesino se basa en maíz y frijol como fuentes de carbohidratos y proteínas, como complementos se tiene plátanos, frutas y raras veces productos lácteos, la baja diversidad de alimentos crea comúnmente un desequilibrio nutricional donde el consumo de calorías apenas alcanza las 2000 kcal/día lo que representa un 66% de la dieta diaria requerida. Cerca de un 40% de los niños hondureños de menos de cinco años sufre desnutrición (Indicadores de desarrollo mundial, 2002). La producción de granos básicos está enmarcada en dos épocas principales debido a la distribución de las lluvias, la de “primera” la cual abarca desde abril hasta agosto, en la cual se siembra maíz y la de “postrera” que va desde septiembre hasta enero y se aprovecha para producir granos de ciclo más corto como el frijol. Los pequeños productores cuentan con sistemas agrícolas básicos donde predomina el sistema de tala rasa y quema, a ésta práctica en especial se le atribuye más del 80% de la destrucción de los bosque en Honduras. Estos sistemas cuentan con tecnologías tradicionales como el arado con bueyes y la siembra manual, tienen niveles de fertilización bajos que ni se acerca a las dosis recomendadas esto sumado a que no cuentan con semillas de calidad les afecta enormemente en su producción. El control de malezas, plagas y 6 enfermedades se realiza en escasas ocasiones, la limpieza siempre se hace manual con el azadón, para las plagas se utilizan agroquímicos cuando se cuenta con el capital para invertir en ellos desafortunadamente no siempre se cuenta con él. Las estimaciones de los rendimientos para el 2004 son de 22.5 qq/ha para el maíz y de 10.6 qq/ha para el frijol (Jiménez, 2003). Los cultivos de exportación sustentan la economía por lo que no se pueden tocar, la frontera agrícola ya ha llegado a su límite por lo que no se puede aumentar la producción a costa del incremento de la superficie agrícola por roturación del bosque, por estas razones solo se puede pensar en incrementar la producción vía el mejoramiento de los sistemas de producción para obtener mejores rendimientos es decir conseguir una producción más sostenible, en tanto que se logre un incremento de los rendimientos, se reduzca la inseguridad alimentaria y la variabilidad entre cosechas. Como seguridad alimentaria se entiende la capacidad de mantener una dieta variada que proporcione los requerimientos mínimos diarios a lo largo del año, este aspecto es de suma importancia dentro de las estrategias de crecimiento del país, además la diversificación de la producción tiene un doble efecto, en la dieta básica y en la sostenibilidad de los sistemas agrarios. 2.3 CAMBIO CLIMÁTICO 2.3.1 Evolución y cambios en el clima Durante toda la historia de la humanidad el clima ha influenciado él estilo de vida y sus actividades. En la actualidad, las actividades agrícolas e industriales que se realizan han convertido las acciones humanas en un factor climático. Estas actividades han influido indirectamente en el clima a escala global, al modificar las propiedades de la superficie terrestre y la composición química de la atmósfera (Budyko, 1982; Bolyn et al .,1986; Sadourny ,1992). El cambio climático y la variabilidad del mismo nos afecta a todos. La temperatura media mundial de la superficie de la tierra, tanto tierra como mar ha aumentado desde 1861. Durante el siglo XX el aumento ha sido de 0.6 ± 0.2° C (IPCC, 2001). La mayor parte del calentamiento que se produjo a lo largo de este siglo se dió en dos períodos: de 1910 a 1945 y de 1976 a 2000. La variabilidad climática se define como la alternación entre el clima normal y uno diferente pero recurrente con un conjunto de condiciones en una región determinada. Dentro de los sistemas agrícolas el poder predecir de cierta manera estos cambios puede marcar la diferencia entre una buena preparación y una catástrofe en la producción. Las variaciones en el clima se dan en escalas grandes de tiempo de forma natural, siendo imposible que alguna persona note los cambios. Sin embargo, desde el inicio de la época industrial, el incremento en la concentración de ciertos gases en la atmósfera ha favorecido el calentamiento global y por ende las variaciones en todas las otras variables del clima. En ciertos países donde existen registros meteorológicos rigurosos del clima, se han investigado las tendencias de cambio climático. En el istmo centroamericano se ha encontrado un cambio en la precipitación que podría afectar dentro de otras cosas la producción de energía hidroeléctrica, estos fenómenos de cambio se relacionan directamente con el fenómeno de El Niño y el “Southern Oscillation Index.” Los impactos del cambio climático en los estilos de vida de las personas serán mayores en los trópicos y subtrópicos, principalmente porque muchos pequeños productores dependen de la agricultura y tienen pocas alternativas. 7 Figura 1. Cambio en la temperatura media mundial en los últimos 140 años. La temperatura de la superficie de la Tierra se expone anualmente (barras grises) y aproximadamente por decenio (línea azul, curva anual filtrada que suprime las fluctuaciones por debajo de las escalas temporales próximas). Hay incertidumbres en los datos anuales (las barras negras muy finas representan el intervalo de confianza del 95 %) debido a las lagunas de datos, a las incertidumbres y errores instrumentales aleatorios, a las incertidumbres en las correcciones de distorsiones en los datos de la temperatura de la superficie del océano y también en los ajustes por la urbanización. 2.3.2 Gases de efecto invernadero Además de las variaciones y cambios ocurridos en el pasado en el clima de la tierra, también las observaciones han documentado los cambios producidos en los agentes que pueden provocar el cambio climático. Los más notables han sido los aumentos en las concentraciones atmosféricas de Gases de Efecto Invernadero (GEIs) y de aerosoles (partículas o gotitas microscópicas en suspensión en el aire) y las variaciones en la actividad solar, que pueden ambas alterar el balance de radiación de la Tierra y por lo tanto el clima. Esos registros de observaciones de los agentes de forzamiento del clima forman parte de la información necesaria para comprender los cambios climáticos en el pasado. La supervisión directa constante de las concentraciones de dióxido de carbono (CO2) en la atmósfera comenzó a mediados del siglo XX y se extendió en los últimos años a otros gases bien mezclados muy persistentes, como el metano. Los datos paleoatmosféricos a partir de muestras de hielo revelan los cambios en la concentración de algunos GEIs producidos en milenios anteriores. En cambio, las mediciones temporales de los agentes de forzamiento que tienen tiempos de residencia relativamente breves en la atmósfera (p.ej., los aerosoles) son más recientes y mucho menos completas, porque son más difíciles de medir y espacialmente heterogéneas. 8 Figura 2. Registros de los cambios en la composición de la atmósfera. A) Concentraciones atmosféricas de CO2 , CH4 y N2O en los últimos 1000 años. Los datos de las muestras de hielo en varios emplazamientos en la Antártida y Groenlandia (indicados con signos diferentes) se complementan con los datos de muestras atmosféricas directas en los últimos decenios. El forzamiento radiativo estimado de esos gases se muestra en la escala a la derecha. B) Concentraciones de sulfatos en varias muestras de hielo de Groenlandia, después de eliminar los efectos episódicos de las erupciones volcánicas (líneas) y emisiones totales de SO2 procedentes de fuentes en los Estados Unidos y Europa. Aunque el metano es mucho menos abundante que el dióxido de carbono en la atmósfera de la Tierra, el efecto total del calentamiento por metano es considerable cerca de la mitad del efecto del CO2. Y cuando el metano se incrementa causa también una elevación en los niveles de ozono troposférico. El ozono troposférico es un ingrediente principal del "smog", que es perjudicial para la salud humana y reduce la productividad agrícola. La palabra “smog” es una combinacion de “smoke “ y “fog” y es causado por las emisiones de combustibles fósiles, bajo ciertas condiciones climáticas puede permanecer sobre una ciudad durante un tiempo indefinido. La tasa de incremento del metano ha disminuido durante la última década, y puede que sea posible detener completamente su crecimiento hasta eventualmente reducir su cantidad en la atmósfera, como lo sugieren Hansen y Soto (2002). La reducción de las emisiones de metano y hollín podrían llevar a un gran éxito a corto plazo, en la batalla contra el calentamiento global, dando tiempo, por consiguiente, para trabajar en el desarrollo de tecnologías que permitan reducir las emisiones futuras de dióxido de carbono. Actualmente, otras tecnologías están cercanas a lograr la reducción de contaminantes globales del aire, como el metano, de una manera más barata y más rápida que la reducción del CO2. Aunque es importante reducir estos agentes forzadores de cambios en el clima, los científicos advierten que aún será necesario limitar el CO2 con el fin de reducir lentamente los cambios de clima durante los próximos 50 años. Hansen y Soto(2002) destaca que las emisiones de CO2 representan el forzador climático más importante, y advierte que es necesario que éstas disminuyan pronto y que eventualmente sean restringidas con mayor severidad para estabilizar las condiciones atmosféricas y detener el calentamiento global. 9 Durante las próximas décadas, dice Hansen, es importante que se limiten las emisiones de agentes forzadores diferentes del CO2, y de esta manera ganar tiempo hasta que las emisiones de CO2 puedan ser mejor controladas. 2.3.2.1 Efecto del CO2. Cuando hablamos de cambio climático global y sus consecuencias negativas para nuestro planeta se tiene en cuenta que es un tema de gran importancia; tal fenómeno es provocado por la intensificación del efecto invernadero, producto del constante incremento de diversos gases en la atmósfera, de los cuales el más conocido es el dióxido de carbono (CO2), responsable de cerca de 55 % del efecto (Masera, 1991; Lorente y Redaño, 1992; Jaramillo, 1994). Actualmente la concentración de CO2 atmosférico se está incrementando entre 0.5 y 2.0 % anualmente (aproximadamente 1.0 mmol mol-1 por año), y este incremento puede afectar la productividad de la vegetación (Enoch, 1988; Taiz y Zeiger, 1991). Generalmente el aumento en la concentración de CO2 atmosférico conduce a un incremento en la tasa de fotosíntesis, principalmente en las especies que presentan un metabolismo del tipo C3 (Stitt, 1991; Bazzaz y Fajer, 1992). El posible incremento en la productividad de las plantas ha generado controversias entre los investigadores, quienes se han dado a la tarea de estudiar la respuesta de diferentes especies de plantas a concentraciones de CO2 en la atmósfera por arriba de la actual (360 mmoles mol-1) (Kimball, 1983; Rogers et al., 1983; Cure y Acock, 1986). Los resultados son de tal relevancia que desde hace varios años se está investigando este fenómeno, simulando las condiciones a las que hipotéticamente se enfrentará la vegetación en un futuro cercano. En un estudio realizado en México por Sánchez y Larqué (1999) se sacaron las siguientes conclusiones, como respuesta al incremento en la concentración de CO2 atmosférico (600 mmoles mol-1), en el caso de frijol, el área foliar de las plantas aumenta, y la densidad estomática disminuye; en contraste, en el caso de maíz, ni el área foliar ni la densidad estomática son afectadas. La elevada concentración de CO2 atmosférico promueve el crecimiento del frijol en todo su ciclo de desarrollo, lo cual se refleja en el incremento de la acumulación de biomasa y en el rendimiento; estos incrementos se deben al desarrollo de un mayor número de estructuras pero no al incremento en peso o tamaño de éstas. En maíz, la alta concentración de CO2 estimula la acumulación de biomasa sólo durante las primeras etapas de desarrollo, y en mayor grado el crecimiento de la raíz que de la parte aérea de la planta. Asimismo, la tasa de fotosíntesis tanto de maíz como de frijol se incrementó ante el enriquecimiento de CO2. 10 2.3.3 Escenarios de cambio climático Las emisiones futuras de los gases de efecto invernadero dependen de varios fenómenos naturales y antropogénicos como son: el crecimiento demográfico a nivel mundial, el desarrollo socioeconómico y el cambio en tecnología. Su evolución y comportamiento futuro es altamente desconocido. Los escenarios de cambio climático son una forma de interpretar como se desarrollará el futuro de estas emisiones y como los otros aspectos que influyen en el cambio climático pueden afectarlas. Sirven también para asistir en el análisis de cambio climático, incluyendo la modelación de climas, asesoramiento en impacto, adaptación y mitigación. En 1996 el Panel Intergubernamental para el Cambio Climático (IPCC) desarrolló un nuevo grupo de familias de escenarios basados en sus primeros escenarios hechos en 1992 y en todas las modificaciones que gracias al avance en la investigación del clima se le pudieron hacer a los escenarios antiguos. Los escenarios están basados en una revisión extensiva de las fuerzas que actúan en el cambio climático y la literatura existente de escenarios, fueron desarrollados para representar las posibilidades dentro del rango de emisiones y fuerzas motrices de estos efectos existentes en estudios previos y en la literatura, solamente se excluyeron escenarios sorpresa o desastrosos que se encontraron en la literatura. Se desarrollaron cuatro tipos diferentes de familias para poder discutir ampliamente las interrelaciones entre las causas u orígenes de los gases de efecto invernadero y su evolución. Cada familia representa desarrollos diferentes del crecimiento demográfico, el desarrollo económico, social, tecnológico y ambiental; estos pueden ser vistos positivamente por algunas personas y negativamente por otras. Los escenarios toman un rango amplio de las fuerzas generadoras de gases de efecto invernadero y las emisiones de sulfuro. Incluidos están las emisiones antropogénicas de dióxido de carbono (CO2), metano (CH4), óxido nitroso (N2O), hidroflurocarbonos (HFC´s), perflurocarbonos (PFC´s), hexafloruro sulfato (SF6), hidrocloroflurocarbonos (HCFC´s), cloroflurocarbonos (CFC´s), el precursor del aerosol, monóxido de carbono (CO) óxidos de nitrógeno (NOx) y compuestos orgánicos volátiles de no metano. En los nuevos escenarios no se asume el efecto retroalimentador del cambio climático futuro en las emisiones de la biósfera y la energía. Se utilizaron cuatro descripciones cualitativas para construir los cuatro grupos de escenarios llamados familias que son A1, A2, B1 y B2. 2.3.3.1 Principales causantes de las emisiones de GEI en los escenarios. Con la creación de estos escenarios se refuerza la idea de que las principales fuerzas que determinaran las emisiones futuras de gases de efecto invernadero serán el cambio demográfico, el desarrollo social y económico así como la tasa y dirección del cambio tecnológico. Se utilizaron tres trayectorias diferentes en cuanto al crecimiento poblacional, la familia A1 y B1 utilizan la proyección más baja hecha por el IIASA “International Institute for Applied Systems Analysis” en el año 1996, con un incremento final de 8.7 billones para el año 2050 y disminuyendo a 7 billones para el 2100, este combina baja fertilidad con baja mortalidad. La familia B se basa en el nivel medio de las 11 proyecciones a largo plazo hechas por las Naciones Unidas en 1998, con un pico de 10.4 billones para el 2100. La familia A2 se basa en una alta proyección del crecimiento poblacional con un total de 15 billones de habitantes para el 2100, asume un caída en la fertilidad para la mayoría de las regiones y la estabilización del crecimiento por encima de la tasa de reemplazo. Se encuentra por debajo de la proyección alta de las Naciones Unidas de 18 billones de habitantes para el 2100. Todos los escenarios describen futuros mucho más afluentes que el presente llegando a tener para el año 2100 un producto mundial bruto 10 veces mayor que el actual en el peor de los casos y 26 veces mayor en el escenario más alto. La tecnología es al menos igual de importante que el crecimiento demográfico y el desarrollo económico en cuanto a influenciar el cambio climático se refiere. En la mayoría de los escenarios el área forestal mundial continua disminuyendo durante algunas décadas, principalmente por el crecimiento de la población y el ingreso, sin embargo en el escenario B2 se considera un aumento del área forestal para el año 2100. Todos los aspectos que se han mencionado afectan directamente las emisiones de dióxido de carbono pero también las emisiones de algunos otros gases de efecto invernadero. 2.4 MODELOS DE SIMULACIÓN Debido a la naturaleza del estudio es muy difícil o casi imposible realizar una experimentación directa, que sería lo utilizado normalmente para comprobar casos de la ciencia física. Es imposible diseñar un sistema para simular el clima mundial y poco rentable simular la interacción entre el clima y las actividades humanas. Hasta el momento la mayoría de experimentos de campo se han realizado para observar la respuesta de los cultivos a climas controlados y/o condiciones atmosféricas controladas. Principalmente se han hecho estudios sobre las concentraciones de diferentes gases de efecto invernadero y sobre el efecto de las temperaturas y el agua, controlando estas variables para medir posibles cambios climáticos. Se han utilizado para los estudios, plantas de importancia en la agricultura mundial, perennes y anuales. A la vez de han analizado los efectos de plagas y enfermedades. Existen varios tipos de modelos que se pueden utilizar, los cuales serán descritos a continuación 12 3. MATERIALES Y MÉTODOS Para la realización de este estudio se siguieron varios pasos en orden cronológico para poder recopilar la información necesaria, analizarla, interpretarla y obtener resultados que permitieron dar algún tipo de recomendaciones. 3.1 DESCRIPCIÓN DEL PEQUEÑO PRODUCTOR TIPO Se utilizó un productor tipo para poder establecer un manejo homogéneo al cual serán sometidos los cultivos. Se consideró que el productor vive bajo la línea de pobreza, tiene una dieta basada en granos como maíz y frijol. Realizó dos ciclos de siembra al año uno en la época que va desde abril hasta agosto en el cual se siembra principalmente el maíz y se denomina primera y un segundo ciclo que se lleva acabo de septiembre hasta enero en este se siembra normalmente frijol y se denomina la época de postrera. La fertilización empleada por el productor tipo se basó en dos aplicaciones durante todo el ciclo, la primera al momento de la siembra en la cual se aplicó la mitad del nitrógeno total que se aplicará en todo el ciclo y el total de la fórmula, en la segunda fertilización se realizó a los 20 ó 30 días después de emergencia se aplicó el restante del nitrógeno. Los suelos se prepararon con bueyes mediante un pase de arada y una o dos de cruzadas y surcado. La mayoría de las veces se realizan quemas controladas antes de preparar el terreno para limpiarlo de malezas. La semilla se sembró a mano, con un chuzo, depositando dos o tres semillas por postura espaciadas cada 30 centímetros entre sí y con 90 centímetros de distancia entre surcos. 3.2 DATOS DE CLIMA La recopilación de la información climática es crucial en el estudio ya que se espera poder establecer el efecto de su variación sobre la producción. Existen pocos registros confiables y de series de tiempo largas para Honduras. La mayoría de los datos accesibles son datos mensuales de precipitación y temperatura que pueden ser utilizados para crear un clima sintético con un generador de clima. Se utilizaron bases de datos de clima recopilados por la FHIA ( Fundación Hondureña de Investigación Agrícola) en diferentes estaciones meteorológicas, ubicadas en Comayagua, Valle de Sula, La Lima y La Paz. Además se contaban con los datos recopilados por la Escuela Agrícola Panamericana para el Valle de Zamorano durante los últimos sesenta años. La información básica que se necesita para el estudio es la temperatura mínima y máxima diaria, precipitación diaria, humedad relativa, radiación solar y viento. 13 3.3 GENERADORES DE CLIMA (CLIMGEN). CLIMA FUTURO Y ACTUAL. El programa Climgen es una extensión de simulador de crecimiento de cultivos Cropsyst. Su principal uso es formular datos de clima diarios a partir de una serie de datos mensuales para poder ser utilizados en las simulaciones. Para utilizarlo se creó una base de datos en Excel para cada una de las diferentes localidades que se desea trabajar, en la cual se debe contar con los datos de precipitación mensual, temperaturas mínima, máxima y media por mes. Se obtuvo la desviación estándar de estos datos para luego compararla con la desviación estándar del clima generado, de la misma manera se calculó el porcentaje de días lluviosos por mes y la probabilidad de un día lluvioso después de un día seco y de un día lluvioso después de un día lluvioso con el mismo propósito. Se creó un archivo con la extensión .loc, este es el formato que se utilizó en el “Cropsyst”, en este archivo se describió el clima de la localidad y las coordenadas geográficas para calcular la cantidad de radiación solar que recibe. Se procesó una primer vez con el Climgen utilizando las diferentes coordenadas para cada una de las 5 localidades para estimar los primeros datos, a partir de estos se creó el archivo .loc que se usó en definitiva para generar los climas diarios. Se formularon climogramas para cada una de las estaciones de las cuales se obtuvieron los datos climáticos, estos servirán para comparar los datos actuales de clima con los futuros. Una vez que se definió el delta climático futuro (apartado 3.9) se realizó el mismo procedimiento para generar el clima futuro. 3.4 SUELOS Se necesita un archivo que describa las condiciones edáficas en las cuales se realizan las simulaciones, este archivo se denomina .sil y se formuló uno para cada localidad. En el caso de los suelos de Zamorano se cuenta con un gran número de análisis de suelos para diferentes lugares de la escuela, diferentes años y diferentes cultivos; por esta razón se decidió crear un suelo tipo que sea representativo de la mayoría de los terrenos excluyendo solo aquellos de cualidades extremas. Para el resto de los lugares se recurrió a un extenso estudio edáfico realizado en el 2003 por tesistas de la escuela con asesoría del Dr. Carlos Gauggel. Por ser áreas tan extensas estos estudios también hablan de un suelo tipo para cada región donde se excluyen suelos extremos no representativos de la mayoría del área. 3.5 PREDICCIONES GENERALES DE CAMBIO CLIMÁTICO El principal organismo internacional que estudia el cambio climático es el IPCC (Intergubernamental Panel for Climate Change). Las predicciones de cambio climático están basadas principalmente en las emisiones de gases de efecto invernadero y dentro de ellos del CO2, además, se toma el crecimiento poblacional por la relación directa que existe entre este y la presión ejercida sobre los recursos naturales. Para la región latinoamericana también se debe tomar en cuenta fenómenos como El Niño y el Índice de Oscilación Sureña, ya que estos afectan directamente el clima en un relativo corto plazo. Entre los cambios que se pronostican para el futuro se habla de variaciones en la cantidad de precipitación, su distribución espacial, la intensidad y el tiempo de 14 duración. Así mismo se habla de descensos o aumentos en las temperaturas mínimas y máximas de una región, este fenómeno afectaría principalmente aquellas especies que se encuentra en el límite de su zona de vida. 3.6 ESCENARIOS FUTUROS Los escenarios futuros son imágenes alternativas de cómo se podría desenvolver el futuro y son una herramienta apropiada para analizar como pueden influenciar algunos agentes en las emisiones futuras de gases de efecto invernadero. El crecimiento demográfico, desarrollo socioeconómico y el cambio tecnológico son algunas de las fuerzas que definen las futuras emisiones. Existe un conjunto de escenarios que cubre el rango de emisiones y fuerzas motrices del cambio climático que existe en la literatura, solamente se excluyen aquellos escenarios de desastres o sorpresa citados en la literatura. Se desarrollaron cuatro líneas evolutivas para describir de una manera consistente las relaciones entre las fuerzas que mueven las emisiones y su evolución. Cada línea representa diferentes desarrollos demográficos, sociales , económicos, tecnológicos y ambientales. De la misma manera para cada una de las líneas se desarrollaron varios escenarios diferentes usando diferentes acercamientos de modelación para examinar todo el rango de posibles resultados que pueden desarrollar todo un rango de modelos que utilizan presunciones similares sobre las emisiones futuras. 3.7. MODELOS DE CLIMA GLOBAL (GCM) Se utilizaron tres modelos globales de clima para formular el clima futuro. El GFDL ( Geophysical Fluids Dynamics Lab), el GISS (Goddard Institute for Space Studies) y el UKMO ( United Kingdom Meteorological Office), en este ultimo caso se emplearon los resultados de dos de sus versiones denominadas HAD 295 y HAD 300. Los GCM son la única herramienta accesible para predecir el cambio climático y proveer información para alimentar los simuladores (Bazzaz y Sombrock, 1996). Incluyen cuatro componentes, atmosférico, tierra, océano y nivel del mar. A menudo los GCM fallan en simular el clima actual en otros aspectos como sistemas de alto o baja presión atmosférica, circulaciones monzónicas, transporte del calor marino, etc (Parry et al, 2004). Se utilizó como base el cambio formulado por la combinación de estos tres GCM para crear el gradiente de cambio que se le aplicó al clima actual para obtener el clima futuro. 3.8 GENERADORES DE ESCENARIOS FUTUROS El programa Maggic Scengen crea escenarios climáticos basado en diferentes modelos globales de clima. Como se mencionó anteriormente se utilizaron tres principales modelos, UKMO, GISS, GFDL y además se tomó en cuenta los parámetros propuestos por el IPCC. Se tomaron los modelos que cubrían todo el rango de probabilidades dentro de todas la familias de escenarios, sin embargo la probabilidad de que ocurra uno exactamente como está propuesto es baja. 15 3.9 DELTA CLIMÁTICO FUTURO Utilizando los resultados obtenidos por medio de los diferentes modelos globales de clima y el rango de escenarios se creó una diferencia climática que se aplicó al clima actual para conseguir los diferentes escenarios planteados. A esta diferencia la llamamos delta climático futuro. Se utilizó un rango que cubre los valores extremos de cambio en todos los escenarios, sin embargo la posibilidad de que se presente uno de ellos exactamente es muy baja. Se presenta el siguiente esquema con la metodología para la formulación y aplicación del delta climático futuro. + Fuente: El autor. Figura 3. Procedimiento para la generación del clima futuro a partir de un clima actual previamente generado y las predicciones de cambio climático de diferentes modelos globales de clima. Magicc Scengen Escenarios y modelos A2 B2 Tabla Delta Climático Clima Actual Clima futuro por localidad Clima futuro final por localidadClimgen Delta climático en la literatura A2 B2 Alto Medio Bajo Alto Medio Bajo IPCC, UKMO, GISS,GFDL IPCC, UKMO, GISS,GFDL } } } 16 3.10 VARIEDADES DE CULTIVOS El modelo se calibró y ajustó a la zona, para esto se utilizaron datos de ensayos de campo algunas variedades de uso común en Honduras fueron utilizadas para calibrar el modelo, pero se decidió utilizar un ideotipo que se asemeje a las variedades utilizadas comúnmente y cubra todo el rango de características. Los parámetros de crecimiento, morfología, fenología, cosecha, residuos y nitrógeno del ideotipo se presentan en los anexos, número 22. 3.11 MODELO DE SIMULACIÓN DE CULTIVOS (CROPSYST) Simulación es el proceso de usar un modelo o modelos dinámicamente para seguir los cambios en un sistema a lo largo del tiempo (Peart, 1998). El modelo empleado Cropsyst, acrónimo de Cropping Systems Simulation Model, se utiliza con casi cualquier cultivo que se haya calibrado y parametrizado previamente (Hernández, 2003). Se necesita un gran número de parámetros e información para correr el modelo, se prepararon diferentes ficheros o archivos que contienen esta información. Archivo .CRP, este contiene los parámetros que caracterizan al cultivo entre los más importantes están: tiempo térmico, índice de cosecha, temperatura base, eficiencia en el uso de la radiación, etc. Archivo .LOC, se refiere a la localidad donde se realizan los experimentos, por medio de él se accede a los datos climáticos diarios e incluye: día del año, lluvia, temperatura máxima, mínima, radiación solar, humedad relativa máxima y mínima y velocidad del viento. Se utilizó para el cálculo de la evapotranspiración el método de Penman-Monteith. Archivo .SIL, contiene las características del suelo donde se realizó el ensayo presenta características de cada perfil del suelo, como ser: espesor, porcentaje de arcilla, limo y arena, porcentaje de materia orgánica, pH, etc. Archivo .MGT, archivo de manejo de la rotación, contiene la fertilización, nitrogenada únicamente, los riegos si es que los hay y las labores del suelo. Archivo .ROT, incluye tres archivos diferentes el .ROT que contiene las fechas de siembra, el .CRP referente al cultivo y el .MGT sobre el manejo del mismo. El último archivo es el .SIM, este recoge la información de las fechas de inicio y sucesión de cultivos, fechas de siembra y se especifican los archivos anteriores que se emplearon en la simulación. 3.12 LOCALIDAD Se definieron localidades o zonas de trabajo para la realización del estudio, éstas fueron escogidas utilizando tres parámetros, primero su importancia nivel nacional como zonas agrícolas, segundo la disponibilidad de datos climáticos de calidad para formular la base de datos climáticos y por último la existencia de estudios edáficos de las zonas productivas. Debido a la alta variabilidad que existen en los suelos de una zona se debió crear un suelo tipo para cada localidad, que sea representativo de todos los tipos y características edáficas pero que excluye aquellos tipos de suelos con características extremas como texturas diferentes, problemas de salinidad o pH extremo. Las zonas escogidas son: Zamorano, que incluye toda la región del Valle del Yeguare y es de gran importancia porque es donde se encuentra la Escuela Agrícola Panamericana, cuenta con excelentes registros climáticos y un extenso análisis de sus suelos; Comayagua, Valle de Sula, La Lima, y La Paz, Intibuca. Para estas últimas 17 zonas se cuenta con registros climáticos de la FHIA ( Fundación Hondureña de Investigación Agrícola) y estudios de suelos realizados por el Dr. Carlos Gauggel. 4. RESULTADOS 4.1 CLIMA ACUTAL VERSUS FUTURO Se presenta el clima para los diferentes escenarios planteados anteriormente. La tabla 1 muestra las variaciones para temperatura y precipitación en relación con los diferentes modelos globales de clima utilizados. Éstas son las variaciones que se utilizaron para la creación del clima futuro. De todos los modelos se tomaron como pauta los valores extremos para cubrir todo el rango de posibilidades, que fueron, para la familia A2 el valor alto de temperatura fue el HAD300, y el bajo el GFDL90. Para la familia B2 el valor alto de temperatura fue el HAD295 y el valor bajo el GFDL90. En el caso de la precipitación se utiliza el HAD300 para el caso de mayor cambio en la familia A2 y el GISS95 para el nivel da cambio bajo. De la misma manera se utilizó el HAD300 para el caso alto de la familia B2 y el HAD295 para el caso bajo. Tabla 1. Delta climático planteado por cada modelo global de clima. Escenarios A2 B2 Temperatura ºC Temperatura ºC GCM`s Alto Medio Bajo Alto Medio Bajo GFDL90 2.3 1.5 0.9 2.1 1.4 0.8 GISS95 2.9 2.0 1.2 2.6 1.7 1.0 HAD295 2.7 2.1 1.3 2.7 1.7 1.1 HAD300 3.3 2.3 1.4 3.0 1.9 0.8 Media 2.8 1.98 1.2 2.6 1.68 0.93 Desv.Est 0.42 0.34 0.22 0.37 0.21 0.15 Precipitación mm Precipitación mm Alto Medio Bajo Alto Medio Bajo GFDL90 9.9 8.8 7.0 10.5 9.0 6.9 GISS95 -4.2 -1.2 0.7 -1.2 1.3 4.0 HAD295 -2.9 -0.3 1.2 -0.2 2.2 2.9 HAD300 -43.2 -28.9 -16.8 -33.5 -19.7 -10.4 Media -10.1 -5.4 -1.98 -6.10 -1.80 0.85 Desv.Est 22.97 16.30 10.29 19.02 12.42 7.69 18 Nota: En los tres niveles utilizados. La temperatura está expresada como cambio en grados Celsius en la temperatura media y la precipitación como el cambio porcentual con relación a la precipitación total anual. Una vez establecidos los valores límites se procedió a formular los escenarios para el clima futuro. Se presenta una serie de climogramas para cada localidad, se puede comparar entre escenarios para resaltar los cambios, se escogieron los escenarios A2 alto y B2 bajo para cada localidad ya que representan sus valores extremos. Existe un mosaico climático representado en las diferentes localidades que se tomaron para el estudio, que se expresa como diferentes tipos de vegetación. Zamorano tiene un clima seco tropical, con una estación seca muy marcada y una distribución inadecuada de la precipitación anual la cual por lo general se presenta en unos pocos meses. El Valle de Sula y La Lima presentan un clima tropical húmedo y caliente muy similar entre sí, en el cual las lluvias fuertes son frecuentes. Comayagua presenta un clima seco tropical, con precipitaciones anuales bajas y de distribución no uniforme. La Paz se encuentra inmersa en las montañas centrales del país, tiene un clima considerado templado en los trópicos y con la precipitación más alta de todas las localidades. 19 Al procesar los datos de clima presente con el programa Magicc Scengen y utilizando las variaciones planteadas, se obtuvo el porcentaje de cambio en precipitación y el cambio en temperatura medido en grados Celsius en que va a variar el clima mensualmente. Se presentan los resultados en la Tabla 2. Tabla 2. Delta climático en precipitación y temperatura mensual para cada nivel de escenario planteado de las dos familias A2 y B2. Escenarios A2 B2 Delta mensual temperatura temperatura temperatura Alto Medio Bajo Alto Medio Bajo Enero 2.6 1.8 1.1 2.5 1.6 1 Febrero 2.9 1.8 1.1 2.4 1.6 1 Marzo 2.7 2 1.3 2.6 1.7 1.1 Abril 3 2.1 1.3 2.6 1.7 1 Mayo 3.4 2.3 1.4 2.9 1.9 1.1 Junio 3.3 2.3 1.4 2.8 1.8 1.1 Julio 3 2.3 1.4 2.4 1.9 1.1 Agosto 3 2.1 1.3 2.7 1.8 1.1 Setiembre 2.8 1.9 1.1 2.6 1.7 1 Octubre 2.7 1.9 1.1 2.5 1.7 0.9 Noviembre 2.5 1.7 1 2.2 1.4 0.9 Diciembre 2.4 1.5 0.9 2.2 1.5 0.9 Media 2.9 2.0 1.2 2.5 1.7 1.0 Delta mensual precipitación A2 B2 Alto Medio Bajo Alto Medio Bajo Enero 46.6 46.7 39.3 9.7 8.9 7 Febrero 33.5 34.7 30.1 14 14 11.8 Marzo 27 25.2 20.4 6 4.1 2.6 Abril 5.9 13.4 7.2 13.1 13.6 11.7 Mayo -5.9 -0.2 3 -3.4 1.5 3.5 Junio -6.7 -4.2 -1.9 -1.2 5.1 5.3 Julil -19.5 -5.3 -9.1 -13.5 -8.3 -4.6 Agosto -23.6 -15.3 -8.5 -19.1 -11.1 -5.8 Setiembre -19.8 -9.9 -3.2 -21.5 -5.6 -6.1 Octubre -10 -8.7 -6.7 -7.7 -6.1 -4.5 Noviembre 29.6 23.5 16.8 8.4 20.5 14.3 Diciembre -14.5 -8.9 -4.2 -0.7 4 3.8 20 Figura 4. Climogramas para Zamorano a) Clima actual, b) Escenario A2 alto, c) Escenario B2 bajo. a) b) c) Zamorano A2a 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Mes Te m pe ra tu ra (º C ) 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 Pr ec ip ita ci ón (m m ) Precipitación Tmax. Tmin. P (mm): 924 Tmaxm (ºC): 31.8 Tminm (ºC): 19.9 Zamorano B2b 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Mes Te m pe ra tu ra (º C ) 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 Pr ec ip ita ci ón (m m ) Precipitación Tmax. Tmin. P (mm): 1029 Tmaxm (ºC):23.5 Tminm (ºC): 14 ZAMORANO Actual 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Mes Te mp era tur a (ºC ) 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 Pre cip ita ció n (m m) Precipitación Tmax. Tmin. P (mm): 1019.9 Tmaxm (ºC):29.3 Tmin m (ºC):17.4 21 Figura 5. Climogramas para Valle de Sula a) Clima actual, b) Escenario A2 alto, c) Escenario B2 bajo. a) b) c) Valle de Sula Actual 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Mes Te m pe ra tu ra (º C ) 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 Pr ec ip ita ci ón (m m ) Precipitación Temp.max. Temp.min. P (mm): 2145 Tmaxm (ºC): 30.7 Tminm (ºC): 21.7 Valle de Sula A2a 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Mes Te m pe ra tu ra (º C ) 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 Pr ec ip ita ci ón (m m ) Precipitación Tmax. Tmin. P (mm): 2217 Tmaxm (ºC): 33.6 Tminm (ºC): 24.5 Valle de Sula B2b 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Mes Te m pe ra tu ra (º C ) 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 Pr ec ip ita ci ón (m m ) Precipitación Tmax. Tmin. P (mm): 2253 Tmaxm (ºC): 31.7 Tminm (ºC): 22.7 22 Figura 6. Climogramas para La Esperanza a) Clima actual, b) Escenario A2 alto, c) Escenario B2 bajo. a) b) c) La Esperanza Actual 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Mes Te m pe ra tu ra (º C ) 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 Pr ec ip ita ci ón (m m ) Precipitación Temp.max. Temp.min. P (mm): 1226 Tmaxm (ºC): 21.9 Tminm (ºC): 11.4 La Esperanza A2a 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Mes Te m pe ra tu ra (º C ) 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 Pr ec ip ita ci ón (m m ) Precipitación Tmax. Tmin. P (mm): 1064 Tmaxm (ºC): 24.8 Tminm (ºC): 14.3 La Esperanza B2b 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Mes Te m pe ra tu ra (º C ) 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 Pr ec ip ita ci ón (m m ) Precipitación Tmax. Tmin. P (mm): 1221 Tmaxm (ºC): 22.9 Tminm (ºC): 12.4 23 Figura 7. Climogramas para La Lima a) Clima actual, b) Escenario A2 alto, c) Escenario B2 bajo. a) b) c) La Lima Actual 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Mes Te m pe ra tu ra (º C ) 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 Pr ec ip ita ci ón (m m ) Precipitación Temp.max. Temp.min. P (mm): 1159 Tmaxm (ºC): 31.9 Tminm (ºC): 21.2 La Lima A2a 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Mes Te m pe ra tu ra (º C ) 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 Pr ec ip ita ci ón (m m ) Precipitación Tmax. Tmin. P (mm): 1107 Tmaxm (ºC): 34.8 Tminm (ºC): 24.1 La Lima B2b 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Mes Te m pe ra tu ra (º C ) 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 Pr ec ip ita ci ón (m m ) Precipitación Tmax. Tmin. P (mm): 1103 Tmaxm (ºC): 32.9 Tminm (ºC): 22.2 24 Figura 8. Climogramas para Comayagua a) Clima actual, b) Escenario A2 alto, c) Escenario B2 bajo. a) b) c) COMAYAGUA Actual 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Mes Te m pe ra tu ra (º C ) 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 Pr ec ip ita ci ón (m m ) Precipitación Tmax. Tmin. P (mm): 855 Tmaxm (ºC): 31.0 Tminm (ºC): 19.1 COMAYAGUA A2a 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Mes Te m pe ra tu ra (º C ) 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 Pr ec ip ita ci ón (m m ) Precipitación Tmax. Tmin. P (mm): 744 Tmaxm (ºC): 33.9 Tminm (ºC): 21.9 Comayagua B2b 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Mes Te m pe ra tu ra (º C ) 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 Pr ec ip ita ci ón (m m ) Precipitación Tmax. Tmin. P (mm): 775 Tmaxm (ºC): 32 Tminm (ºC): 20 25 4.1.1Temperatura Para la temperatura se presentan los cambios en la temperatura media mensual, así como las temperaturas máximas y mínimas y su variabilidad. Para cada ciclo se calculó el número de grados-día para cada cultivo. Los resultados se presentan en las tablas 3, 4, 5 y 6. Tabla 3. Temperaturas máximas promedio para cada una de las localidades y para cada uno de los escenarios de cambio climático, se presentan lo datos en grados Celsius. Tabla 4. Delta climático, variación entre el escenario actual y los escenarios futuros en la temperatura máxima promedio para cada localidad. Tabla 5. Temperaturas mínimas promedio para cada una de las localidades y para cada uno de los escenarios de cambio climático. Tabla 6. Delta climático, variación entre el escenario actual y los escenarios futuros en la temperatura mínima promedio, expresada en grados Celsius con relación a la media. Temperatura Maxima media Actual A2a A2m A2b B2a B2m B2a Zamorano 23.6 31.8 30.9 30.2 31.5 30.6 23.5 La Esperanza 21.9 24.8 23.1 23.1 24.5 23.6 22.9 Valle de Sula 30.7 33.6 32.6 31.9 33.3 32.5 31.7 Comayagua 31.0 33.9 33.0 32.2 31.3 32.7 32.0 La Lima 31.9 34.8 33.8 33.0 34.5 33.6 32.9 Delta climatico Temperatura maxima media A2a A2m A2b B2a B2m B2b Zamorano 8.2 7.3 6.6 7.9 7.0 -0.1 La Esperanza 2.9 1.2 1.2 2.6 1.7 1.0 Valle de Sula 2.9 1.9 1.2 2.6 1.8 1.0 Comayagua 2.9 2.0 1.2 0.3 1.7 1.0 La Lima 2.9 1.9 1.1 2.6 1.7 1.0 Temperatura mínima media Actual A2a A2m A2b B2a B2m B2b Zamorano 14.0 19.9 19.0 17.2 19.6 18.7 14.0 La Esperanza 11.4 14.3 13.4 12.7 14.0 13.1 12.4 Valle de Sula 21.7 24.5 23.6 22.9 24.3 23.4 22.7 Comayagua 19.0 21.9 21.0 20.2 21.6 20.7 20.0 La Lima 21.2 24.1 23.1 22.3 23.8 22.9 22.2 Delta climatico Temperatura minima media A2h A2m A2l B2h B2m B2l Zamorano 5.9 5.0 3.2 5.6 4.7 0.0 La Esperanza 2.9 2.0 1.3 2.6 1.7 1.0 Valle de Sula 2.8 1.9 1.2 2.6 1.7 1.0 Comayagua 2.9 2.0 1.2 2.6 1.7 1.0 La Lima 2.9 1.9 1.1 2.6 1.7 1.0 26 4.1.2 Precipitación En el caso de la precipitación se presenta el total de lluvia, medido en milímetros, anualmente en promedio para los 30 años de simulaciones para cada uno de los escenarios. Tabla 7. Precipitación media anual para cada escenario, expresada en milímetros. Tabla 8. Delta climático, variación en la precipitación, expresada en milímetros de diferencia del total de lluvia anual. Delta climatico Precipitación A2a A2m A2b B2a B2m B2b Zamorano -88 -4 -42 -105 9 17 La Esperanza -162 -97 -55 -150 -39 -5 Valle de Sula 72 138 92 -15 -29 108 Comayagua -111 -67 -111 -108 -63 -80 La Lima -52 -6 -11 -134 -20 -56 Precipitación media anual Actual A2a A2m A2b B2a B2m B2b Zamorano 1012 924 1008 970 907 1021 1029 La Esperanza 1226 1064 1129 1171 1076 1187 1221 Valle de Sula 2145 2217 2283 2237 2130 2116 2253 Comayagua 855 744 788 744 747 792 775 La Lima 1159 1107 1153 1148 1025 1139 1103 27 4.2 FRIJOL El propósito de utilizar una variedad tipo para las simulaciones es por un lado poder conocer el comportamiento fenológico de la misma en diferentes condiciones climáticas, además, al utilizar el mismo suelo, la misma variedad de cultivo, el mismo tipo de manejo y prácticas agrícolas y la misma rotación. Se aísla el efecto que tenga el clima en el cultivo y por lo tanto nos permite hacer comparaciones homogéneas entre las distintas zonas. 4.2.1 Fenologia (actual y futura) La comparación entre los diferentes comportamientos de la misma variedad es utilizada para determinar el efecto real del clima sobre la forma en como se desarrolla un cultivo. En algunos casos el cambio puede ser significativo, mientras que en otros, este cambio cae dentro del rango de días para el cual se ha definido la variedad. Tabla 9. Fenología actual y futura para el frijol. DS DAE DAM Ciclo DS DAE DAM Ciclo A2a 261 7 60 67 A2a 262 6 50 56 A2m 259 8 64 71 A2m 260 6 51 58 A2b 259 8 70 77 La A2b 260 6 53 60 Actu al 259 9 74 83 Lima Actual 261 7 56 63 B2a 260 7 60 68 B2a 264 6 51 57 B2m 260 7 66 74 B2m 260 6 52 58 B2b 144 18 75 87 B2b 263 6 42 49 DS DAE DAM Ciclo DS DAE DAM Ciclo A2a 265 6 41 47 A2a 265 6 38 44 A2m 211 7 60 67 A2m 259 6 50 56 A2b 262 7 58 66 Valle A2b 259 7 53 59 Comayagua Actu al 261 8 62 70 de Actual 259 7 57 64 B2a 257 7 45 52 Sula B2a 260 6 49 55 B2m 261 7 56 63 B2m 259 6 51 57 B2b 265 8 47 54 B2b 259 7 54 60 DS DAE DAM Ciclo A2a A2m La A2b 28 Esperanza Actu al B2a B2m B2b 259 7 54 60 DS: día de siembra en el calendario juliano(ver anexo X), DAE: Días a emergencia, DAM: días a madurez., Ciclo: duración del ciclo del cultivo desde el día de emergencia hasta la madurez. 4.3 MAÍZ 4.3.1Fenología (actual y futura) Para el análisis del comportamiento de la fenología del maíz se calcularon ciertos parámetros para calcular la variación que puede existir para el mismo ideotipo de cultivo que se utiliza en las simulaciones. Los días a emergencia, días a madurez y la duración total del ciclo se presentan en la tabla 10. Luego, estos datos pueden ser utilizados para las recomendaciones. Tabla 10. Fenología actual y futura para el maíz. DS DAE DAM Ciclo DS DAE DAM Ciclo A2a 134 6 91 96 A2a 144 6 82 87 A2m 133 6 97 103 A2m 182 7 73 80 A2b 130 7 101 107 A2b 145 6 86 92 Zamoran o Actual 137 7 106 113 Comayagua Actual 141 6 91 98 B2a 133 6 95 101 B2a 143 6 84 90 B2m 133 6 99 105 B2m 139 6 86 92 B2b 47 4 42 45 B2b 141 6 89 95 DS DAE DAM Ciclo DS DAE DAM Ciclo A2a 123 5 80 85 A2a 121 5 80 85 A2m 125 6 81 86 A2m 122 6 83 88 A2b 123 5 84 90 Valle A2b 121 6 85 91 La Lima Actual 127 6 87 93 de Actual 122 6 95 101 B2a 124 6 81 86 Sula B2a 122 6 81 87 B2m 125 5 82 88 B2m 122 6 84 89 B2b 125 5 85 90 B2b 122 6 87 93 DS DAE DAM Ciclo A2a 131 9 113 123 A2m 127 10 116 126 La A2b 128 12 114 125 Esperanza Actual 129 14 111 124 B2a 130 10 114 124 B2m 129 11 114 125 B2b 122 6 87 93 29 DS: día de siembra en el calendario juliano(ver anexo12), DAE: Días a emergencia, DAM: días a madurez., Ciclo: duración del ciclo del cultivo desde el día de emergencia hasta la madurez. 4.3.2Rendimiento (actual y futuro) Como resultado de las diferentes simulaciones se obtuvieron resultados de rendimiento en kilogramos por hectárea para cada escenario, a la vez se estimó la producción de biomasa en promedio para cada escenario porque se considera como un buen indicador además del rendimiento para analizar la diferencia productiva de cada caso. 4.3.2.1Maiz Tabla.11. Resultados de rendimientos para las simulaciones de maíz en Zamorano. Localidad Escenario Rendimiento Biomasa Precipitación ETA/PREC kg/ha kg/ha mm Actual 3898 9344 596 0.64 A2a 2025 4733 473 0.74 A2m 2851 6648 562 0.62 ZAMORANO A2b 3302 7685 533 0.64 B2a 2228 5219 498 0.73 B2m 2949 6864 573 0.63 B2b 4170 10326 609 0.68 Tabla.12. Resultados de rendimientos para las simulaciones de maíz en Comayagua. Localidad Escenario Rendimiento Biomasa Precipitación ETA/PREC kg/ha kg/ha mm Actual 1318 3154 338 0.86 A2a 698 1696 330 0.82 A2m 861 2035 281 0.85 COMAYAGUA A2b 1093 2895 336 0.84 B2a 1366 3254 337 0.81 B2m 1092 2598 376 0.81 B2b 1215 2891 353 0.82 Tabla.13. Resultados de rendimientos para las simulaciones de maíz en Valle de Sula. Localidad Escenario Rendimiento Biomasa Precipitación ETA/PREC kg/ha kg/ha mm Actual 2092 4864 613 0.5 A2a 825 1920 564 0.55 VALLE A2m 1635 3802 543 0.58 DE A2b 1886 4387 537 0.57 SULA B2a 1384 3218 507 0.65 B2m 1700 3954 527 0.62 30 B2b 2151 5003 551 0.57 Tabla.14. Resultados de rendimientos para las simulaciones de maíz en La Esperanza. Localidad Escenario Rendimiento Biomasa Precipitación ETA/PREC kg/ha kg/ha mm Actual 714 9174 808 0.49 A2a 4315 11320 658 0.49 LA A2m 3997 11452 744 0.45 ESPERANZA A2b 2823 11083 776 0.44 (10ºC) B2a 4080 11156 674 0.52 B2m 3484 11179 782 0.45 B2b 1782 10922 802 0.45 Tabla.15. Resultados de rendimientos para las simulaciones de maíz en La Esperanza. Localidad Escenario Rendimiento Biomasa Precipitación ETA/PREC kg/ha kg/ha mm Actual No simula, el condicionante es demasiado restrictivo A2a 3185 7656 374 0.75 LA A2m 2697 7245 373 0.66 ESPERANZA A2b 2510 10775 781 0.41 (20ºC) B2a 2796 7228 361 0.73 B2m 3416 8537 535 0.6 B2b 3591 9220 610 0.57 Tabla.16. Resultados de rendimientos para las simulaciones de maíz en La Lima. Localidad Escenario Rendimiento Biomasa Precipitación ETA/PREC kg/ha kg/ha mm Actual 1577 3669 487 0.77 A2a 936 2177 373 0.85 LA A2m 1102 2638 403 0.81 LIMA A2b 1405 3268 468 0.74 B2a 907 2111 370 0.85 B2m 1199 2789 428 0.81 B2b 1354 3152 437 0.78 4.3.2.2 Frijol. Al igual que en el caso del maíz se calculó el rendimiento y la biomasa producida en cada escenario. Tabla 17. Resultados en rendimientos para las simulaciones de frijol en Zamorano. Localidad Escenario Rendimiento Biomasa Precipitación ETA/PREC kg/ha kg/ha mm Actual 2692 5456 264 1.07 A2a 2288 4600 250 0.97 A2m 2967 5969 257 1.00 ZAMORANO A2b 3444 6924 262 1.06 B2a 1830 3722 197 1.14 B2m 2968 5962 257 1.05 B2b 3028 6207 172 0.93 Tabla 18. Resultados en rendimientos para las simulaciones de frijol en Comayagua. 31 Localidad Escenario Rendimiento Biomasa Precipitación ETA/PREC kg/ha kg/ha mm Actual 879 1867 178 0.85 A2a 690 1431 100 1.11 A2m 864 2010 171 1.02 COMAYAGUA A2b 919 1929 126 1.06 B2a 927 1927 115 1.05 B2m 710 1490 119 1.14 B2b 804 1703 134 0.97 Tabla 19. Resultados en rendimientos para las simulaciones de frijol en Valle de Sula. Localidad Escenario Rendimiento Biomasa Precipitación ETA/PREC kg/ha kg/ha mm Actual 1762 3524 693 0.32 A2a 988 1977 547 0.30 VALLE A2m 2015 4031 578 0.34 DE A2b 2335 4670 658 0.31 SULA B2a 1722 3443 551 0.31 B2m 1956 3913 537 0.37 B2b 2243 4486 712 0.3 Tabla 20. Resultados en rendimientos para las simulaciones de frijol en La Esperanza. Nótese que en el caso de La Esperanza se realizaron dos simulaciones, una con un condicionante de 10°C y otra con 20°C. Localidad Escenario Rendimiento Biomasa Precipitación ETA/PREC kg/ha kg/ha mm Actual 1136 2535 237 1.1 A2a 2495 5176 211 1.2 LA A2m 2530 5279 220 1.23 ESPERANZA A2b 2269 4792 225 1.22 (10ºC) B2a 1811 3694 210 1.16 B2m 2369 4917 216 1.29 B2b 2065 4390 239 1.18 Tabla 21. Resultados en rendimientos para las simulaciones de frijol en La Esperanza. Localidad Escenario Rendimiento Biomasa Precipitación ETA/PREC kg/ha kg/ha mm Actual A2a 3367 8270 447 0.61 LA A2m 3176 7227 377 0.6 ESPERANZA A2b 2522 7037 442 0.5 (20ºC) B2a 2719 6806 426 0.63 B2m 3081 7646 372 0.79 B2b 3371 7741 418 0.73 Tabla 22. Resultados en rendimientos para las simulaciones de frijol en La Lima. Localidad Escenario Rendimiento Biomasa Precipitación ETA/PREC kg/ha kg/ha mm Actual 1883 3769 296 0.76 A2a 1328 2656 230 0.76 LA A2m 1528 3057 282 0.69 32 LIMA A2b 1858 3718 255 0.77 B2a 1264 2530 219 0.82 B2m 1388 2776 273 0.79 B2b 1780 3560 280 0.74 4.3.3. Eficiencia en el uso del nitrógeno En el simulador Cropsyst sólo se puede manipular la fertilización nitrogenada. Se tomó como fertilizante principal urea (47% de nitrógeno). Debido a la importancia que tiene este macronutriente en el desarrollo de los cultivos, se presentan los resultados en cuanto a la eficiencia en el uso del nitrógeno en los diferentes escenarios. Tabla 23. Eficiencia en el uso del nitrógeno, tanto el aplicado como el que se encontraba en el suelo previo al cultivo. Eficiencia de uso Maiz rendimiento/kgN Escenario kg/kg N A2a 30.95 A2m 30.99 Zamorano A2b 31.58 ACTUAL 33.01 B2a 30.62 B2m 30.85 B2b 36.63 A2a 31.54 A2m 31.33 Valle A2b 31.34 de ACTUAL 31.26 Sula B2a 31.34 B2m 31.47 B2b 31.36 A2a 28.97 A2m 24.59 Comayagua A2b 27.29 ACTUAL 27.42 B2a 28.24 B2m 29.50 B2b 29.09 A2a 31.56 A2m 30.52 La A2b 31.38 Lima ACTUAL 30.83 B2a 31.37 B2m 31.35 B2b 31.23 A2a 23.27 A2m 19.96 La A2b 20.95 Esperanza ACTUAL (20º) B2a 25.15 33 Tabla. 24. Distribución del uso del nitrógeno para la rotación maíz-frijol. Nitrógeno Nitrógeno Nitrógeno Nitrógeno Eficiencia Lixiviado Absorbido Fijado Rotacion (kgN/ha) (kgN/ha) (kgN/ha) A2a 11.55 188.98 65.93 0.78 0.33 A2m 17.97 209.82 105.43 0.86 0.46 ZAMO A2b 1.03 189.32 123.72 1.13 0.65 ACTUAL 1.08 181.59 107.41 1.08 0.59 B2a 35.74 185.58 55.57 0.66 0.25 B2m 2.46 187.09 111.54 1.07 0.59 B2b 6.67 169.26 68.18 0.82 0.39 A2a 0.00 92.13 10.32 1.09 0.11 A2m 0.00 114.28 20.05 0.96 0.18 COMA A2b 0.00 127.19 26.87 0.92 0.21 ACTUAL 0.04 133.88 28.80 0.91 0.22 B2a 0.01 134.89 21.48 0.83 0.16 B2m 0.00 116.12 14.46 0.90 0.12 B2b 0.00 128.33 16.86 0.84 0.13 A2a 15.45 102.45 5.70 0.82 0.05 A2m 106.87 136.62 75.39 0.68 0.31 VALLE A2b 75.43 145.61 98.20 0.85 0.44 ACTUAL 97.95 150.72 78.57 0.69 0.32 B2a 109.47 130.15 53.18 0.60 0.22 B2m 100.99 141.51 70.28 0.66 0.29 B2b 93.67 152.01 91.78 0.74 0.37 A2a 80.76 116.26 16.58 0.54 0.08 A2m 79.33 126.88 29.39 0.58 0.14 LALI A2b 64.22 145.10 46.32 0.65 0.22 ACTUAL 53.70 155.42 56.15 0.71 0.27 B2a 55.67 116.91 11.17 0.59 0.06 B2m 78.57 125.80 25.84 0.57 0.13 B2b 60.31 146.18 39.30 0.63 0.19 A2a 0.63 181.87 82.83 0.95 0.45 A2m 3.30 181.50 104.84 1.01 0.57 LAES A2b 5.74 183.92 125.53 1.08 0.66 (20º) ACTUAL B2a 0.77 176.13 52.17 0.79 0.29 B2m 2.70 180.79 92.74 0.95 0.51 B2b 7.29 177.24 111.34 1.01 0.60 A2a 35.71 A2m 33.34 La A2b 24.14 Esperanza ACTUAL 6.75 (10º) B2a 34.62 B2m 29.61 B2b 15.61 34 Nitrógeno Nitrógeno Nitrógeno Nitrógeno Eficiencia Lixiviado Absorbido Fijado Rotación (kgN/ha) (kgN/ha) (kgN/ha) A2a 0.63 181.85 87.59 0.98 0.48 A2m 1.05 180.83 100.38 1.05 0.55 LAES A2b 1.24 177.52 87.81 1.00 0.49 (10º) ACTUAL 0.81 171.53 36.50 0.75 0.21 B2a 0.55 177.35 65.03 0.87 0.37 B2m 1.26 178.64 96.96 1.04 0.54 B2b 1.24 175.89 81.97 0.97 0.46 5. DISCUSIÓN 5.1 Temperatura Se comparó el clima actual con los climas futuros para definir los principales cambios y las diferencias entre ambos. Para el caso de la temperatura se utilizaron dos parámetros básicos que son la temperatura máxima y la mínima para cada escenario. La localidad en la cual hubo una mayor variación de la temperatura fue Zamorano, con tendencia hacia el aumento de la temperatura máxima, no así en la temperatura mínima en la cual más bien hubo un cambio sumamente pequeño. 5.1.1 Zamorano Para esta localidad el escenario que presentó mayor variación en la temperatura máxima media fue el A2 alto, con 8.2°C más de diferencia. El escenario B2 bajo dio un cambio negativo, con – 0.1°C con respecto al clima actual. Los demás escenarios se encuentran en un rango que va de los 6.6°C a los 7.9°C. 5.1.2 La Esperanza Igual que para Zamorano el escenario de mayor impacto en la temperatura máxima media fue el A2 alto, con un cambio de 2.9°C con respecto al actual y el de menor impacto fue el B2 bajo con 1°C. Los demás escenarios caen en un rango entre 2.6 a 1.2°C. 5.1.3 Valle de Sula Como es de esperarse en esta localidad los escenarios con mayor y menor cambio en la temperatura máxima media son el A2 alto y el B2 bajo respectivamente, con variaciones de 2.9 y 1°C para cada uno. El rango de los demás escenario es de 2.6 a 1.2°C. Estos resultados son iguales a los obtenidos en la localidad de La Esperanza, esto se debe a que se encuentra dentro de la misma celda de los modelos globales de clima. 35 5.1.4 Comayagua Para esta localidad el mayor cambio en la temperatura máxima media lo presentó el escenario A2 alto con 2.9°C de variación y el escenario con menor variación fue el B2 alto con apenas 0.2°C de cambio. Otros escenarios se encuentran entre 2 y 1.2°C. 5.1.5 La Lima En el caso de La Lima, nuevamente el escenario A2 alto presentó un cambio de 2.9°C en la temperatura máxima media y el menor cambio lo produjo el escenario B2 bajo con 1ºC. El rango en el cual se encuentran los demás escenarios va de 2.6 a 1.1°C. 5.2 PRECIPITACIÓN Para el caso de la precipitación, se calculó el total de lluvia caída a lo largo de un año, en todas las simulaciones realizadas a lo largo de treinta años. Se midió en milímetros y se calculó el promedio. Se pueden extraer dos tipos de resultados, aquellos en los que la precipitación total anual aumentó y aquellos en los que disminuyó. 5.2.1 Zamorano En la localidad del Zamorano el escenario que presentó el mayor aumento de la precipitación fue el B2 bajo donde hubo 17 milímetros más. Sin embargo, 4 de los otros escenarios presentaron descensos de la precipitación con un máximo de hasta 10 milímetros menos en el escenario B2 alto. 5.2.2 La Esperanza La Esperanza presentó cambios negativos en todos sus escenarios, o sea, una disminución neta de su precipitación de hasta 16 milímetros en el escenario A2 alto y un mínimo de 5 milímetros en el escenario B2 bajo. 5.2.3 Valle de Sula La precipitación de el Valle de Sula presentó en su mayoría cambios positivos en la precipitación, 4 de los 6 escenarios dieron como resultado aumentos de la precipitación media anual de hasta 138 milímetros en el escenario A2 medio, solamente los escenarios B2 alto y B2 medio presentaron cambios negativos con menos 15 y menos 29 milímetros respectivamente. 36 5.2.4 Comayagua Para el caso de Comayagua también se dio una disminución de la precipitación en todos los escenarios planteados. La reducción máxima fue de 111 milímetros y se presentó en dos escenarios el A2 alto y el A2 bajo. La menor diferencia la presentó el escenario B2 medio con 63 milímetros menos de precipitación con respecto a la media anual. 5.2.5 La Lima En esta localidad también se dio una disminución general de las precipitaciones anuales con una máxima reducción de 134 milímetros para el escenario B2 alto. El menor cambio se dio en las simulaciones corridas con el escenario A2 medio, en el cual las lluvias solo disminuyen en 6 milímetros anuales. 5.3 FENOLOGÍA MAÍZ Se definieron como cambios significativos en la fenología aquellos ciclos en los cuales exista una variabilidad mayor al diez por ciento del número normal en el cual se lleva a cabo el ciclo. Se considera que los parámetros más importantes son el día de siembra representado por un número del calendario juliano el cual representa un día del año, días a emergencia, días a madurez y la duración del ciclo desde emergencia hasta madurez. Estos datos son dados por el simulador de crecimiento de cultivos y se basa en parámetros establecidos previamente en los cuales se establecen las condiciones que deben existir para realizar la siembra. Cambios en el día de siembra de hasta una semana, no se consideran significativos ya que inclusive dentro de Honduras las épocas de siembra varían hasta dos semanas de una región a otra. 5.3.1 Zamorano En Zamorano no hubo diferencia en el día de siembra en ningún escenario salvo el B2 bajo, en el cual se adelantó la fecha de siembra al día 47 del calendario juliano que representa el 16 de febrero. Para todos los escenarios se adelanta un día la emergencia del cultivo, en el escenario B2 bajo se adelanta 3 días al emergencia. Normalmente la madurez del cultivo es alcanzada a los 106 días después de emergencia según las simulaciones realizadas, los escenarios A2 medio, A2 bajo y el B2 medio caen dentro de un rango de diferencia no significativo. En los dos escenarios altos, el A2 y el B2 se redujo en 15 y 11 días respectivamente. Para el escenario B2 bajo el cambio fue mucho mayor reduciéndose a 46 días para la madurez. 5.3.2 La Esperanza 37 En la localidad de La Esperanza se obtuvieron resultados para el día de siembra que van desde dos días después del promedio actual en el caso del escenario A2 alto hasta una semana antes en el caso del escenario B2 bajo. Para los días a emergencia todos los escenarios planteados demuestran un adelanto, hasta un máximo de 8 días antes del promedio actual en el escenario B2 bajo. En los días a madurez se dio un cambio de dos días más en promedio para el escenario A2 alto y de un máximo de hasta 34 días menos en el escenario B2 bajo. La duración del ciclo en esta localidad fluctúa en un rango de un día menos y dos días más para todos los escenarios menos para el B2 bajo donde la duración del ciclo se redujo en 31 días. 5.3.3 Valle de Sula En este valle las simulaciones arrojaron datos bastante homogéneos y parecidos al escenario actual. Para el día de siembra prácticamente no hubo cambios, el máximo fue un día antes de lo normal lo cual no se considera significativo. Los días que le tomó al cultivo para emerger se mantienen en 6 ó 5 en el caso del A2 alto. En los días a madurez, se aceleró el proceso hasta un máximo de 15 días en el escenario A2 alto, lo mismo que en la duración total del ciclo la cual se redujo en 16 días en el mismo escenario. 5.3.4 Comayagua Los resultados de las simulaciones en Comayagua demuestran que el día de siembra no cambia significativamente con respecto al promedio del escenario actual salvo en el escenario A2 medio en el cual se atrasa la siembra hasta el día 182 del calendario juliano. Los días a emergencia permanecen igual en todos los escenarios salvo nuevamente el escenario A2 medio en el cual se aumenta un día, esta diferencia tampoco es considerada significativa. La madurez del cultivo se alcanza en menor tiempo para todos los escenarios hasta un máximo de 18 días antes del promedio actual en el escenario A2 medio. La duración total del ciclo se redujo en 18 días en el escenario A2 medio. 5.3.4 La Lima En esta localidad la familia A2 y en particular el escenario A2 alto fue el que demostró mayores cambios. El día de siembra se reduce en 4 días. Los días a emergencia quedan cerca del promedio hasta un mínimo de 5 días en el escenario antes mencionado. Los días a madurez se llegaron a reducir hasta en 7 días para el mismo escenario. La duración del ciclo se redujo también, en este caso en 8 días. 5.4 FENOLOGÍA FRIJOL Al igual que en las simulaciones realizadas con maíz, se establecieron previamente parámetros necesarios para que se pueda efectuar la siembra. Las demás características 38 fenológicas dependen de la interacción de muchas variables que afectan directa e indirectamente el cultivo. Se toman nuevamente el día de siembra, los días que le toma al cultivo emerger, los días a madurez y la duración total del ciclo, como los parámetros que se utilizan para comparar entre los diferentes escenarios. Los cambios en la duración del ciclo, muchas veces llegan a extremos de hasta 20 días, la razón principal de este cambio es la duplicación efec