¿Cómo influye el clima en la agricultura y la siembra?
La climatología, en sus términos más sencillos se define como la ciencia que estudia el clima. Se fundamenta en los preceptos básicos del entendimiento de cada uno de los elementos o variables que conforman el clima y sus interacciones; se vale de la estadística para convertirlos en información.
Su importancia radica en el hecho de la influencia que tienen las distintas variables climáticas sobre los seres vivientes. Ya sea la temperatura por controlar y regular la actividad enzimática de innumerables organismos o los riesgos ambientales, agrícolas y sociales que conlleva el incontrolable comportamiento de las lluvias. Es indudable, que el clima es determinante en las diferentes actividades humanas, sobre todo en la agricultura.
¿Es lo mismo clima que tiempo atmosférico?
En climatología, estos dos conceptos están claramente diferenciados. El tiempo se conceptualiza como la condición de la atmósfera en un momento particular, definida por el comportamiento de los elementos climáticos en ese momento. Por su parte el clima es la caracterización general de la atmósfera precisada con base en el conjunto de posibles estados del tiempo.
Un ejemplo de tiempo es la necesidad de conocer la posible actividad de la lluvia antes de salir de casa al trabajo y un ejemplo de clima, seria saber que los llanos occidentales en determinada región suelen ser más húmedos que los orientales. Su entendimiento es esencial para las planificaciones agrícolas en ambas zonas, pues estas serán claramente diferentes.
La ciencia que estudia el tiempo se conoce como meteorología y sus metodologías de análisis se basan en modelos físicos y pronósticos y apoyan la toma de decisiones tácticas y operativas en tiempo real. La climatología por su parte se apoya en la estadística para la toma de decisiones estratégicas y de planificación a largo plazo, obtenidas por el estudio del clima.
Un cultivo y condiciones despejadas de clima
¿Dónde comienza la aplicación de la climatología en la agricultura?
La climatología comienza a aprovecharse como herramienta en la agricultura, debido a la generación de información que pueda aplicarse en cualquier planificación agrícola. Para generar esta información, se deben recurrir a las diferentes formas de registro de las variables climáticas que existen.
La organización meteorológica mundial (OMM), ha establecido los lineamientos para la mejor y más adecuada forma en el registro de los elementos y se ha desarrollado lo que se conoce como el sistema mundial de información. Este sistema está integrado por el conjunto de equipos e instrumentación especializada, desde estaciones climáticas de superficie, globos meteorológicos, radares, sensores satelitales, aviones y buques meteorológicos, entre muchos otros, para la recopilación, análisis y distribución mundial de datos climáticos.
Como se explicó, la forma en el registro de las variables climáticas es diverso, al igual que la cantidad de variables que la OMM ha establecido para medirse, la cual alcanza hasta 50 elementos. Sin embargo, con fines agrícolas se aprovechan un pequeño grupo de estas variables del clima, nombradas a continuación:
- La radiación
- La temperatura
- La humedad
- El viento
- La precipitación
- La evaporación
- La nubosidad
- La evapotranspiración
- Estación climática evaluando el clima
La escala de agrupación de los elementos climáticos medidos va a depender de las finalidades con los que se realice esta medición. Estas pueden ser registros horarios, diarios, mensuales, anuales, decadales, entre otros.
- La precipitación
Se registra como la lámina de agua caída por unidad de superficie, por lo tanto, se expresa en mm y este hace referencia a un litro de agua que se eleva en un metro cuadrado. Otros elementos que se expresan en mm son la evaporación y la evapotranspiración, e indican el mismo principio, pero del agua demandada. La evapotranspiración es un término compuesto entre el agua evaporada desde el suelo o de diferentes superficies evaporantes y el agua que es transportada a través de los tejidos de las plantas hacia la atmósfera.
- La radiación
o energía en forma de ondas electromagnéticas liberada por el sol se puede registrar en varias unidades, siendo la más común registrada por los aparatos, la cal cm-2min-1 (Calorías por centímetros cuadrados por minuto), esta radiación que llega a la superficie terrestre es denominada radiación global. La temperatura del aire o energía cinética de los átomos del aire se registra en grados Celsius (°C) o grados Fahrenheit (°F), dependiendo del aparato.
- La humedad
Se registra en porcentaje (%), y este indica la relación del vapor de agua en un momento determinado con respecto al espacio total. El viento se registra en km si es su recorrido, o en km/h si es su velocidad. Por último, la nubosidad se registra en octavos, es decir la cantidad ocupada por las nubes en una cúpula imaginaria que abarca todo el espacio visible del observador.
¿Qué estación meteorológica utilizar para evaluar el clima?
Diferentes estaciones meteorológicas para evaluar el clima
Se recomienda utilizar los registros que generan las estaciones climáticas en superficie, ya que proporcionan los datos de forma directa. Estas a su vez deben establecerse en un radio no mayor a 15 km si el terreno es accidentado y no mayor a 50 km en terrenos predominantemente planos. Aunque estos requisitos pueden cambiar debido a la zona donde se emplacen las estaciones.
Un ejemplo de ellos es la necesidad de disponer estaciones más cercanas en un área donde las precipitaciones muestren un comportamiento espacial más errático, como en muchos lugares de la zona intertropical. La periodicidad de la medición está establecida por la OMM pero va a depender de los objetivos con los que se realice tal medición. Los horarios más habituales son a las 8:00 am y a las 2:00 pm.
Tipos de estaciones meteorológicas usadas en climatología
Las estaciones más comunes son las llamadas convencionales, y se denominan tipo C1 si registran todos los elementos básicos nombrados anteriormente, si no es el caso, y la estación no mide uno de los elementos, (generalmente la radiación), se denomina C2, y si faltan por medir dos elementos, se denominan C3.
Por otro lado, existen aquellas que sólo miden un elemento, (generalmente precipitación), y son denominadas PR. Otro tipo de estaciones en superficie son las llamadas automáticas. Estas, sintetizan todos los aparatos de medición que involucra una estación convencional en un solo instrumental electrónico compuesto por sensores.
Los aparatos que registran las variables en una estación convencional son los siguientes:
- Aparatos para la medición de los elementos del clima
- Los elementos del clima y su registro
- La precipitación
Es registrada con el pluviómetro (a), el cual está compuesto por una especie de embudo que dirige el agua hacia un cilindro, posteriormente el agua recolectada en el cilindro es depositada en un cilindro graduado para medirla.
La lluvia también es registrada y graficada en el pluviógrafo de sifón (c). Este se vale de un cilindro que va acumulando el agua caída hasta los diez milímetros, al llenarse, se vacía por el mecanismo físico del sifón.
Este movimiento hace mover una plumilla impregnada de tinta que registra los milímetros sobre una banda de papel especial sujeta a un tambor giratorio con un mecanismo de reloj.
La temperatura del aire
Es registrada tanto por los termómetros de máxima y mínima (f) como por el termógrafo (e). El termómetro de máxima emplea el mecanismo de la columna de mercurio mientras que el de mínima, la columna de alcohol para el registro de la temperatura máxima y mínima del día respectivamente.
Por su parte, el termógrafo, es capaz de graficar la temperatura del aire utilizando el movimiento de expansión y contracción de un anillo de metal sujeto a una plumilla impregnada de tinta que registra la temperatura sobre una banda de papel anclado a un tambor giratorio con un mecanismo de reloj. Por otro lado, la temperatura del suelo es medida por los geotermómetros (k) de mercurio, enterrados a diferentes profundidades del suelo.
La Humedad
Es registrada a partir de las diferencias de temperaturas del bulbo seco y húmedo ubicado en el psicrómetro de aspiración (f), cuyos registros son llevados a unas tablas psicrométricas en donde se consigue la humedad relativa, y otros datos, como la temperatura de rocío.
Otro aparato que mide la humedad es el higrógrafo (e), el cual se basa en el movimiento de un haz de cabello humano sujeto a una plumilla impregnada con tinta, que registra la humedad sobre una banda de papel y un mecanismo de tambor parecido a los ya descritos. En ocasiones, el higrógrafo y el termógrafo están unidos en un solo aparato, el termohigrógrafo.
Estacion portatil para evaluar el clima
El psicrómetro, los termómetros de máxima y mínima, y el termohigrógrafo se resguardan en una garita meteorológica (d), pues debido a la sensibilidad de los aparatos, la exposición directa al sol compromete la medición. Esta garita debe emplazarse de forma que las paredes estén orientadas en sentido en que el sol se levante y se oculte, para que, al abrir las puertas de la garita, los aparatos no reciban la radiación directa.
La radiación global y las horas de insolación
Es graficada por el actinógrafo (h), el cual depende de tres bandas sensibles de color negro y blanco que se mueven al recibir la radiación y permiten registrar dicha radiación sobre una banda sujeta a un tambor giratorio. La insolación u horas de sol brillante, se grafica en el heliofanógrafo (g), el cual es una esfera de vidrio que concentran la radiación en un punto como un efecto lupa. Esto permite quemar una banda sensible colocada por debajo de la esfera.
La evaporación y la evapotranspiración
Es registrada por medio de la tina de evaporación tipo A (b), cuyo instrumento de medición es un tornillo con gancho o tornillo limnimétrico, que permite medir la columna de agua evaporada en mm (milimetros) La evapotranspiración por su parte no se mide directamente en las estaciones, pero se han desarrollado fórmulas empíricas que se valen de las relaciones entre otras variables climáticas para su estimación. Una de las fórmulas más recomendadas a nivel mundial es la ecuación de FAO-Penman Montieth.
El viento
La veleta (i) indica la dirección del viento, mientras que el anemómetro (j) registra el recorrido del viento en km, con el cual se puede calcular su velocidad al tomar en cuenta el tiempo de registro.
La planificación operativa de acuerdo con clima
En la planificación operativa se requiere de la información de los días previos, en tiempo real y el pronóstico meteorológico de todas las variables climáticas necesarias, los requerimientos y situación actual de los cultivos, animales, labores, plagas, enfermedades y umbrales que favorecen su aparición.
Respecto a los procesamientos, para este tipo de planificación, estos involucran el monitoreo y pronostico a corto plazo de los índices agroclimáticos, resultados de los balances hídrico, condiciones sanitarias y de trabajabilidad y rendimientos.
Las decisiones que apoya es la elección del día de la preparación de suelos, siembra y cosecha, así como el control de plagas y enfermedades, aplicación de fertilizantes, control de temperatura y humedad en ambientes controlados y operación de sistemas de riego.
El sistema IRRIGA
Un ejemplo de planificación operativa es el sistema “IRRIGA”, desarrollado por la Universidad Federal de Santa María en Brasil.
Su objetivo principal es conformar un sistema de riego práctico, funcional y fácilmente aplicable en el campo, con un adecuado manejo del agua de riego.
Este sistema genera diariamente la hoja de irrigación correcta que se aplicará en cada cultivo monitoreado, así como la programación de los riegos para los próximos 7 días.
Hoy día son más de 30 mil hectáreas monitoreadas por este sistema con cultivos como maíz, sorgo, braquiarias, arroz, soya, trigo, entre otras.
Para la planificación operativa, el apoyo de la tecnología es fundamental. Ejemplos de las herramientas tecnológicas utilizadas son el uso de aeronaves no tripuladas o drones, con los cual se toman imágenes de los cultivos para conocer su estado de desarrollo, el agua demandada y la temperatura del aire en el mismo.
También se utilizan sensores de medición directa, como los que determinan la cantidad de radiación fotosintéticamente activa que aprovechan las plantas al momento de la medición.
Algunas empresas han desarrollado aplicaciones para teléfonos inteligentes donde hacen recomendaciones a los agricultores no solo del estado actual del tiempo, sino la dosificación de las láminas de riego y controles de humedad.
Planificación estratégica de acuerdo con clima
En la planificación estratégica los datos requeridos son los registros climáticos históricos de lluvia (más de 20 años), ETo, temperaturas, radiación global, humedad y viento (al menos 10 años), así como también, las características y requerimientos de cultivo, animales y labores, al igual que las condiciones que favorecen la aparición de plagas y enfermedades.
Los procesamientos involucran la descripción estadística de los elementos climáticos, determinación de los periodos de crecimiento y balances hídricos, uso de índices agroclimáticos, elaboración de mapas agroclimáticos y modelos de simulación de crecimiento de cultivos, erosión y escurrimiento.
La información agroclimática generada apoya la selección de los cultivos (variedades) y animales (razas), zonificación de cultivos, selección de sistema de labranza y maquinaria agrícola, planificación de sistemas de riego y drenaje, diseño de infraestructura agrícola y elaboración de calendarios agrícolas.
Uno de los ejemplos más notables de planificación estratégica fue el proyecto de zonificación agroecológica de la FAO en el año 1981.
En este se determinó el potencial de producción en régimen de secano en África, América Central y del Sur y en Sudoeste y sudeste de Asia. Se determinaron las zonas idóneas para el establecimiento de 11 cultivos importantes para las regiones analizadas; trigo, arroz, maíz, mijo perla, sorgo, papa, batata, yuca, Phaseolus, soya y algodón.
Desde el punto de vista climático se determinaron las zonas más idóneas, identificando los lugares en los cuales se satisfacen los requerimientos de temperatura y fotoperiodo de los cultivos. De la misma forma, se identificaron los lugares en los que además se satisfacen los requerimientos de agua.
Los calendarios agrícolas generados a partir del comportamiento del clima
De manera más accesible a los agricultores, un ejemplo más puntual de la planificación estratégica son los calendarios agrícolas. En un calendario agrícola, se definen los días y las duraciones específicas con una probabilidad del 75 % de éxito de los ciclos productivos, aplicando todas las herramientas anteriormente descritas.
Se realizan los periodos de crecimiento y balances hídricos seriados y se calculan los análisis de frecuencia para extraer las fechas, duraciones y láminas probables. Por otro lado, se estima la duración del ciclo a partir del índice de grados-día y así conseguir la fecha de cosecha.
Un principio primordial de los calendarios es la garantía de la humedad suficiente en el periodo crítico del cultivo. Este periodo se entiende como en donde el cultivo no puede sufrir reducciones ni excesos de agua, pues podrían comprometerse los rendimientos esperados.
