Modelos de simulación para cereales forrajeros, en el sur de Nuevo León, México.

Abstract

"Los modelos de simulación o predicción son una alternativa para minimizar los costos de investigación y reducir los riesgos económicos y de producción. Sirven para representar las interacciones entre los factores de un proceso productivo y, con esto, dan pauta para seguir estrategias acorde con el objetivo planteado. En cultivos forrajeros son una herramienta para predecir los comportamientos de crecimiento y rendimiento, y ayudan a entender las relaciones planta-ambiente. Los objetivos planteados en la presente investigación fueron: calibrar el programa DSSAT 4.0.2.0 (Decision Support System for Agrotechnology Transfer; www.icasa.net) para los cultivos de cebada NARRO-92-05 (Hordeum vulgare L), trigo AN-239 (Triticum aestivum L), y triticale (Eronga, AN-125, y AN-31-B (X:Triticosecale Wittmack), construir con el programa Stella 9.0.2 modelos empíricos para los mismos cultivos en base a información climática y experimental y analizar las ventajas y desventajas de los modelos de ambos programas. Los cultivos fueron establecidos y muestreados en el Campo Agrícola Experimental de Navidad de la Universidad Autónoma Agraria Antonio Narro en Galeana, Nuevo León, México. Las siembras se realizaron los días 7 de marzo de 2007 y el 22 de febrero de 2008 con una sembradora de cereales de grano pequeño a una densidad de siembra de 140 kg ha-1 y la dosis de fertilización en el ciclo 2007 fue 85-117-00 (N-P-K) con fosfato monoamónico y sulfato de amonio y para el ciclo 2008 la dosis fue de 60-60-60 con triple 17. Los cinco materiales genéticos fueron establecidos en un diseño de bloques al azar con 3 repeticiones en unidades experimentales de 86 m2. Las variables medidas semanalmente fueron: acumulación de materia seca parcial aérea, acumulación en componentes del rendimiento (hoja, tallo y grano), altura del cultivo, relación hoja tallo, índice de área foliar, proteína cruda y fibra detergente ácida. Cada módulo del programa DSSAT 4.0.2.0 fue alimentado con la información obtenida del experimento y posteriormente se calibro mediante la manipulación de coeficientes genéticos de acuerdo a los valores observados. Con el programa Stella se construyeron modelos de crecimiento utilizando como variable predictora los Grados Día de Desarrollo (GDD) acumulados. La calibración de los modelos, con el programa DSSAT, se logró de forma satisfactoria, i.e., los modelos tuvieron capacidad de simular valores aceptables al compararlos con los valores observados en parcelas independientes a las de la calibración. En la predicción de la acumulación de materia seca parcial aérea se tuvo una r2 de 0.95 a 0.98 y una raíz cuadrada del cuadrado medio del error o desviación estándar del error (RMSE) de 709.4 a 1111.1 kg ha-1; en la acumulación de materia seca parcial de tallo se tuvo una r2 de 0.94 a 0.97 y una RMSE de 551.5 a 1077.2 kg ha-1 y en la acumulación de materia seca parcial en grano se tuvo una r2 de 0.58 a 0.98 con una RMSE de 463.2 a 920.2 kg ha-1 para los 5 materiales estudiados. Sin embargo, en el caso de la predicción de acumulación de materia seca parcial en hoja el ajuste entre valores simulados con observados fue baja, el valor de r2 fue de 0.09 a 0.54 con una RMSE de 196.6 a 483.4 kg ha-1. Al validar los modelos de cebada, trigo y triticale se encontró que los modelos calibrados, aunque simulan de forma aceptable, requieren de más ajustes con la evaluación de los cultivos bajo diferentes prácticas de manejo, ya que los estadísticos encontrados fue una r2 de 0.96 a 0.97 y una RMSE de 1059.3 a 2184.4 kg ha-1 para la acumulación de materia seca parcial aérea, una r2 de 0.92 a 0.96 y una RMSE de 718 a 1854.1 kg ha-1 para la acumulación de materia seca en tallo y una r2 de 0.91 a 0.97 con una RMSE de 502.4 a 973.1 kg ha-1 para la acumulación de materia seca parcial en grano. El modelo AN-CER construido en Stella 9.0.2 simuló con buen nivel de precisión el crecimiento y desarrollo de cada uno de los cultivos y variedades utilizados con valores de r2 de 0.94 a 0.98 y RMSE de 501 a 1366 kg ha-1 para acumulación de materia seca parcial aérea, r2 de 0.92 a 0.98 y RMSE de 244 a 1042 kg ha-1 para acumulación de materia seca parcial para forraje, r2 de 0.94 a 0.96 y RMSE de 5.8 a 9.8 cm en altura del cultivo, r2 de 0.83 a 0.91 y RMSE de 1.6 a 5.6 e la relación hoja tallo, r2 de 0.74 a 0.85 y RMSE de 0.13 a 0.28 para el índice de área foliar, r2 de 0.96 a 0.98 y RMSE de 340 a 1193 kg ha-1 en llenado de grano, r2 de 0.89 a 0.99 y RMSE de 1.4 a 2.4 % para contenido proteico y r2 de 0.79 a 0.94 y RMSE de 2.3 a 3.7 % en contenido de FDA en la planta. Los programas para simulación de DSSAT y Stella presentaron buena capacidad de predicción; sin embargo, se considera más práctico y accesible el uso de modelos de simulación construidos con Stella. Se concluye que mediante simulación con los modelos de los programas DSSAT y Stella es factible predecir el crecimiento y rendimiento de cultivos forrajeros"