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Manejo de nitrógeno en trigo

Experimentos sobre el manejo de nitrógeno en trigo a inicio de los años de 1990 mostraron que el uso de aplicaciones divididas de nitrógeno (donde parte del fertilizante se aplica al momento de la siembra, pero la mayoría se aplica al inicio del encañe, 45 días después de la siembra) resultaba en mayores rendimientos que cuando se aplicaba todo el nitrógeno a la siembra o todo al encañe, aunque las aplicaciones en el segundo caso resultaron en mayores rendimientos que todo el N aplicado a la siembra. Se observó también que es necesario aplicar algo de N a la siembra, particularmente cuando el suelo es altamente deficiente en nitrógeno (Ortiz-Monasterio et al. 1994).

La experiencia en Sonora. De acuerdo con la investigación realizada por Iván Ortiz-Monasterio, del CIMMYT, la eficiencia en el uso de nitrógeno en el cultivo de trigo en el sur de Sonora es del 31%, es decir, que el 69% restante no es absorbido por el cultivo. Esto representa un importante gasto para el productor y, por otro lado, tiene un impacto importante en el medio ambiente.

En otra investigación realizada por la Universidad de Stanford en colaboración con el CIMMYT, se determinó que cada vez que se riega durante el ciclo de otoño e invierno en el Valle del Yaqui, el nitrógeno arrastrado por el agua de riego finalmente va a dar al Golfo de California, donde contribuye al crecimiento de algas. En algunos campos de productores se detectaron importantes pérdidas de nitrógeno––hasta un 24% del total del nitrógeno aplicado––como consecuencia del proceso de lavado que realiza el agua al infiltrarse en el suelo. Este proceso podría representar una amenaza de contaminación.

Como consecuencia de la aplicación a veces excesiva de nitrógeno, se han registrado emisiones muy altas de óxido nitroso (N2O) en los campos de trigo en el Valle del Yaqui. Éstas podrían también contribuir a la paulatina destrucción de la capa de ozono y al cambio climático.

Hasta el momento, se ha comprobado que el 30% del nitrógeno aplicado antes de la siembra ya se perdió en el momento en que se lleva a cabo la siembra. Por ello, se recomienda evitar las aplicaciones antes de la siembra y realizar la primera aplicación al sembrar la semilla.

Uso del sensor Greenseeker para determinar las necesidades de nitrógeno del trigo. El sensor Greenseeker es utilizado para determinar las necesidades de fertilización nitrogenada en el cultivo de trigo por medio del índice de vegetación diferencial normalizado (NDVI por sus siglas en inglés, que representan Normalized Difference Vegetation Index). El sensor es un dispositivo que toma lecturas en la parcela del agricultor por medio de un haz de luz que se refleja en las hojas del trigo, lo que hace posible obtener datos aproximados que permiten al agricultor definir cuántas dosis de nitrógeno debe aplicar en sus campos agrícolas.

El empleo de cocientes o índices para identificar una masa vegetal, tiene su base en el comportamiento radiométrico de la vegetación. Una masa vegetal en óptimas condiciones (es decir, en buen estado sanitario) se caracteriza por un claro contraste entre las bandas visibles, en especial las bandas del rojo y del infrarrojo cercano o próximo. Esto se debe a que la mayor parte de la radiación solar recibida por la planta en la banda del rojo, es absorbida por los pigmentos de las hojas, mientras que éstos apenas son afectados por la radiación recibida en la banda del infrarrojo cercano. Por ello, existe un marcado contraste entre la baja reflectividad en el rojo y la alta reflectividad en el infrarrojo cercano. Gracias a este contraste, es posible separar con relativa facilidad la vegetación sana de otras cubiertas.

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Impacto del uso del sensor Greenseeker
En los últimos años, se han realizado pruebas de validación y de transferencia con el sensor Greenseeker y se obtuvieron los siguientes resultados.

En los ciclos 2002-2003 y 2003-2004 se llevaron a cabo pruebas de validación con productores del Valle del Yaqui que utilizaron el sensor Greenseeker. Los resultados demostraron que, en promedio, los productores que usaron el sensor aplicaron 69 kg/ha de nitrógeno menos que los que lo aplicaron en forma convencional. Al precio en esos años por unidad de nitrógeno, el uso del sensor generó un ahorro al productor de 621 pesos por hectárea.

Por su parte, los productores que participaron en la evaluación del sensor en la etapa de transferencia de tecnología en el ciclo 2005-2006, aplicaron en promedio 211 unidades de nitrógeno en el área bajo manejo convencional y sólo 134 unidades en el área donde se usó el sensor, lo que representó un ahorro de 573 pesos por hectárea. Se destaca que al comparar esta cifra (134 unidades) con la cantidad promedio de nitrógeno que los agricultores normalmente aplican (263 kg/ha), el ahorro podría ser de hasta $ 1,161 por hectárea en promedio, al aplicar 129 unidades de nitrógeno menos.

A fin de demostrar el uso del sensor como instrumento para diagnosticar la deficiencia de nitrógeno en los cultivos, el CIMMYT ha realizado talleres de capacitación para técnicos, recorridos en campo con agricultores y demostraciones de campo en la época de cosecha, en las que se utiliza un carro báscula para comparar los tratamientos.


Ejemplos de la colaboración interinstitucional

Universidad Autónoma Chapingo (UACh)
El programa de mejoramiento genético del maíz de la UACh en el centro occidente de México aprovecha materiales generados en climas templados, proporcionados principalmente por el INIFAP, el CIMMYT y la Universidad de Carolina del Norte. Este programa se propone también obtener nuevos híbridos de maíces pozoleros blancos y morados para las zonas bajas, de transición y de valles altos. Resultados: hay dos variedades en proceso de liberación, BJ-2 x CMKL 311 y CARR x VA-1.

Universidad Autónoma Agraria Antonio Narro (UAAAN)
La UAAAN, desde hace décadas, privilegia el estudio y desarrollo de tecnología del maíz. En 1968, la Universidad y el CIMMYT iniciaron un programa de mejoramiento que en 1972 produjo el híbrido “super enano” AN-360, bajo la dirección del Dr. Mario Castro G., que sirvió de base para el desarrollo de otras variedades.

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Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM)
El CIMMYT ha participado aportando germoplasma mejorado a la Facultad de Estudios Superiores Cuautitlán de la UNAM, para la liberación de ocho híbridos de maíz blanco (PUMA) y seis variedades sintéticas de maíz amarillo (ORO Ultra y ORO Plus). Los híbridos son aptos para los valles altos (de 1,900 hasta 2,600 msnm). En pruebas comparativas, los PUMA llegan a rendir hasta 30% más que los híbridos producidos por el sector privado. Las variedades sintéticas de maíz amarillo, generadas para pequeños productores de zonas con temporal deficitario, ya empiezan a difundirse en los estados de México y Tlaxcala.

Centro de Investigaciones y de Estudios Avanzados (CINVESTAV)
Para la cadena de valor del maíz, el campus Irapuato del CINVESTAV cobra especial importancia, pues comprende dos organizaciones clave: la Unidad de Biotecnología e Ingeniería Genética y el Laboratorio Nacional de Genómica para la Biodiversidad (LANGEBIO).

El CIMMYT colabora con el Departamento de Ingeniería Genética del CINVESTAV en el proyecto “Mejoramiento de la Tolerancia a Sequía del Maíz por medio de Fisiología Molecular, Bioquímica y Genética”. Este proyecto cuenta, además, con la colaboración del Departamento de Agricultura de Estados Unidos (USDA) y las empresas semilleras Monsanto, Semillas Caloro, Aversa Agroquímicos, Semillas Royal de México y Natura Extracta.

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Universidad de Stanford
En colaboración con la Universidad de Stanford, el CIMMYT ha evaluado y/o desarrollado:

  • Los posibles impactos del calentamiento global en la producción de trigo en la región noroeste de México.
  • Métodos de percepción remota (imágenes satelitales) que permiten identificar la superficie sembrada con trigo a nivel regional y el volumen de producción correspondiente, antes de que se levante la cosecha.
  • Métodos de percepción remota (imágenes satelitales) que permiten identificar las zonas que presentan problemas de salinidad en San Luis Río Colorado.
  • Métodos de percepción remota (imágenes satelitales) que ayudan a entender mejor el porqué de la brecha entre los mejores rendimientos y los rendimientos promedio de trigo en el Valle del Yaqui, así como el impacto del manejo de malezas, las fechas de siembra y los riegos sobre los rendimientos de trigo en el Valle.
  • Métodos de percepción remota (imágenes satelitales) para estimar el área y la adopción de la agricultura de conservación en Guanajuato.
  • El impacto ambiental negativo de las prácticas tradicionales del manejo de nitrógeno en el Valle del Yaqui, y el desarrollo de prácticas de manejo que han reducido sustancialmente dicho impacto.
  • Estrategias para mejorar el manejo del riego en el trigo, utilizando modelos y experimentos en campo.
  • Métodos de percepción remota (imágenes satelitales) para identificar el impacto de la aplicación de diferentes números de riegos y la época óptima para efectuar el primer riego después de la siembra.
  • La importancia de los suelos, el clima y el manejo del cultivo para los rendimientos de trigo en el Valle del Yaqui.

Formación de recursos humanos

Desde su fundación como centro internacional en 1966, el CIMMYT ha contribuido a la formación y el desarrollo de los recursos humanos para la investigación agrícola. Una estrategia ha sido apoyar a los estudiantes de licenciatura, maestría y doctorado en universidades e instituciones de excelencia. Otra ha sido ofrecer cursos de formación tanto a investigadores y técnicos como a agricultores, en el CIMMYT mismo o en países con los que el Centro colabora. Estos cursos se ofrecen a nivel individual y de grupo. Cientos de mexicanos han sido apoyados por el CIMMYT mediante estas dos estrategias.

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Apoyo a estudiantes en la investigación de tesis
El CIMMYT apoya a estudiantes de México y otros países en vías de desarrollo, en la obtención de un grado académico (licenciatura, maestría, doctorado) en sus propios países o en programas avanzados en países desarrollados con becas parciales o con becas que forman parte de proyectos especiales. Asimismo, recomienda estudiantes a investigadores de instituciones educativas para que sean aceptados y se les otorgue apoyo financiero. En otra forma de apoyo, también les proporciona las facilidades y el asesoramiento necesarios para llevar a cabo sus proyectos de investigación de tesis.

A estudiantes de países desarrollados que buscan realizar su investigación de tesis en cuestiones relacionadas con los problemas agrícolas y de alimentación de países en vías de desarrollo, el CIMMYT les brinda acceso a sus propios recursos de investigación o a los de los programas nacionales con los cuales coopera.

Los estudiantes inscritos en programas de licenciatura, maestría o doctorado en universidades de reconocido prestigio pueden realizar total o parcialmente su investigación de tesis en el CIMMYT. Los temas que imparten los científicos del CIMMYT van de acuerdo con las prioridades y proyectos de investigación de la institución. El científico del CIMMYT que supervise la investigación de un estudiante debe formar parte del comité de tesis. El período de capacitación varía de uno a tres años, dependiendo del tipo de investigación.

Cabe señalar que hasta el 2007, el CIMMYT había apoyado, en sus diferentes modalidades, la elaboración de 884 tesis presentadas en 176 instituciones académicas localizadas en 45 países. Las tesis representan los trabajos de investigación en programas académicos de 810 científicos provenientes de 76 países. En el caso de los estudiantes mexicanos, se registran 293 trabajos de tesis, 245 en instituciones mexicanas y el resto en el extranjero.

Impacto del apoyo a estudiantes de postgrado
En el caso de México, y asociados a la investigación o apoyo indirecto de CIMMYT, se han presentado 293 trabajos de tesis por estudiantes mexicanos, de los cuales 245 investigaciones se realizaron en el país, 39 en los Estados Unidos y otros 9 trabajos en diferentes países. Durante estas 4 décadas, a partir de 1966, la tendencia en el número de estudiantes mexicanos con apoyo del CIMMYT ha sido creciente (Figura 4). Por lo que respecta a los grados académicos obtenidos con los trabajos de tesis, 117 corresponden a licenciatura, 111 son de maestría y 65 de doctorado (Figura 5).

Cuadro 5. Estudiantes mexicanos con apoyo del CIMMYT en México y el extranjero.
País
Número de tesis
Australia
1
Canadá
1
Costa Rica
1
Alemania
2
España
2
Francia
2
México
245
Estados Unidos
39
Total
293

 

 

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Capacitación teórico-práctica en disciplinas biológicas diversas
A diferencia de la educación académica formal, que ofrece principalmente las bases teóricas del fitomejoramiento, la agronomía y otras disciplinas biológicas, las actividades de capacitación del CIMMYT son muy especializadas y prácticas. Los participantes en esas actividades desarrollan o perfeccionan la capacidad de realizar investigaciones científicas eficientemente gracias a un programa de capacitación único que combina la experiencia práctica en la aplicación de los métodos utilizados en la investigación de maíz y trigo con los conocimientos teóricos que los apoyan.

Los cursos de formación de recursos humanos en el CIMMYT forjan un vínculo entre los investigadores que a ellos asisten y una comunidad científica extensa e interactiva. Los participantes y el personal del CIMMYT elaboran un conjunto de prácticas avanzadas de investigación que continúa operando mucho tiempo después de que los cursos terminan.

Capacitación técnica especializada (asociados técnicos). Este programa está dirigido al personal técnico o científico (generalmente tienen una licenciatura o una maestría) de las instituciones nacionales de investigación con las que el CIMMYT colabora, de universidades y de otros organismos. A este personal se le adiestra en cuestiones técnicas congruentes con los objetivos de sus instituciones. Cada asociado técnico por lo general trabaja bajo la supervisión de un científico del CIMMYT y su estancia en el Centro puede ser desde una semana hasta tres meses.

Capacitación especializada (científicos/investigadores visitantes). Este programa brinda capacitación muy especializada que contribuye a enriquecer el conocimiento de investigadores con amplia experiencia en cierta disciplina. El programa se ofrece todo el año y su duración varía de una semana a seis meses, dependiendo de la disciplina o del proyecto.

Los investigadores mexicanos que participan en los cursos de capacitación del CIMMYT adquieren conocimientos teórico-prácticos que constituyen un factor fundamental para el logro de la seguridad alimentaria en México. No es de sorprender que los egresados del CIMMYT hayan logrado dar un fuerte impulso a la investigación y al desarrollo de la agricultura en México.

Capacitación para los agricultores. Este tipo de capacitación se organiza conjuntamente con los programas nacionales de investigación agrícola y su propósito es difundir los métodos y tecnologías de cultivo generadas por el CIMMYT en comunidades agrícolas de zonas específicas. Entre las actividades de capacitación para agricultores figuran: siembra de ensayos, cursos para capacitar a las familias sobre la producción de maíz y talleres sobre cómo tomar decisiones relacionadas con el manejo del riesgo. Más de 500 investigadores y técnicos, así como cientos de agricultores mexicanos, han participado en estos cursos de capacitación.

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Impacto de la capacitación del CIMMYT
A lo largo de cuatro décadas, el CIMMYT ha capacitado a 451 mexicanos y, aunque con variaciones, la tendencia ha sido creciente. Las estadísticas correspondientes a las categorías de capacitación que existen en la institución indican que para México se han capacitado a 102 asociados técnicos y 349 científicos y/o investigadores visitantes, en las diferentes áreas en las que el CIMMYT ha tenido, o tiene, actividades de investigación.

Sin embargo, los logros del CIMMYT en estas actividades van más allá de meras cifras. En general, los participantes informan que la capacitación mejoró sus aptitudes, les infundió confianza para llevar a cabo su investigación y transferir tecnologías a los agricultores y que influyó de forma positiva en la calidad y el volumen de su trabajo.

Los participantes también atribuyen al CIMMYT el haberlos ayudado a adquirir mejores formas de trabajar, como las nuevas tecnologías de mejoramiento y selección. Asimismo, afirman que las relaciones laborales dentro de sus instituciones mejoraron después de que uno o más miembros del personal asistieron a nuestros cursos.

Aunque es difícil cuantificar el número exacto de agricultores que han participado en las actividades de capacitación, como cursos y días de campo, éstos suman centenares en diferentes regiones del país como los valles centrales de Oaxaca, el Bajío, el noroeste, el sureste y el altiplano. Las actividades abarcaron temas diversos, como selección y conservación de maíces criollos, agricultura de conservación, prácticas agronómicas y manejo postcosecha.

Cuadro 6. Mexicanos capacitados en el CIMMYT por área de capacitación, 1966-2007.
Área
Total
Trigo
197
Maíz
150
Economía
54
Biotecnología aplicada
15
General
13
Manejo del agua
10
Diseños experimentales
6
Recursos genéticos
5
Recursos naturales
1
Total
451

Generación y divulgación de conocimientos

Para el CIMMYT es fundamental documentar y divulgar los conocimientos generados gracias a investigaciones y actividades tecnológicas diversas.

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Publicaciones en revistas científicas con arbitraje
Entre los indicadores de la calidad y utilidad de la investigación actual, se encuentran las publicaciones en las revistas científicas más reconocidas a nivel internacional. Tanto la calidad como la cantidad de artículos publicados indican el impacto de los resultados de la investigación. Los artículos que son citados con frecuencia influyen en el avance de la ciencia y sus autores son reconocidos como líderes en su profesión (CIAT 2007).

El CIMMYT mantiene una base de datos sobre artículos publicados en revistas científicas, que fueron generados por el Centro y sus colaboradores a partir de 1966. Esta base de datos, disponible en su página electrónica, incluye aquellas publicaciones entre cuyos autores figura un miembro del personal del CIMMYT. Cabe señalar que cuando el trabajo de investigación ha sido realizado por científicos de otras instituciones, pero financiado parcial o totalmente por el CIMMYT, el artículo publicado también es incluido como producto del Centro.

En el caso de México, la publicación de artículos en revistas científicas se ha venido dando prácticamente desde el inicio de la vida institucional del CIMMYT y, hasta la fecha, se ha publicado un total de 218 artículos.

Publicaciones diversas
Los conocimientos generados gracias a las investigaciones o experiencias técnicas del CIMMYT y sus colaboradores, también se divulgan en forma de ponencias publicadas en memorias de conferencias, cursos y talleres; capítulos de libros, boletines y documentos de trabajo del Centro. En el caso de México, este tipo de publicaciones contabilizan a la fecha 369, lo cual revela la estrecha colaboración entre este Centro y los diferentes agentes del sector agropecuario nacional. De este último tipo de publicaciones, existen más de 150 que informan resultados de estudios en disciplinas diversas, directamente relacionados con las investigaciones de los cultivos de trigo y maíz en México.

Impacto de los artículos con arbitraje
El contenido de la base de datos de estos artículos, únicamente incluye artículos de publicación periódica; no contiene ponencias, capítulos de libros, boletines, ni obras del CIMMYT. Para evitar inconsistencia, se incluyen únicamente:

  • Artículos generados por los programas de investigación del CIMMYT.
  • Artículos sometidos a revisión de expertos independientes.

Desde la fundación del CIMMYT, los científicos del Centro han publicado un buen número de artículos con arbitraje sobre trabajos de investigación realizados en México, sobre todo trabajos en colaboración con científicos de diferentes instituciones de investigación a lo largo del país; este número ha crecido sustancialmente en el último lustro.

Cuadro 7. Total de artículos con arbitraje, por área de investigación, 1968-2007.
Áreas Número de artículos
Trigo
90
Maíz
87
Biometría y estadística
14
Labranza de conservación
13
Cebada, triticale y otros
14
Total
218

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Inicio

Prólogo

Resumen ejecutivo

Introducción

El CIMMYT en el contexto mundial


México y el CIMMYT

Manejo de nitrógeno en trigo

Impacto del uso del sensor Greenseeker

Ejemplos de la colaboración interinstitucional

Universidad Autónoma Chapingo (UACh)

Universidad Autónoma Agraria Antonio Narro (UAAAN)

Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM)

Centro de Investigaciones y de Estudios Avanzados (CINVESTAV)

Universidad de Stanford

Formación de recursos humanos

Apoyo a estudiantes en la investigación de tesis

Impacto del apoyo a estudiantes de postgrado

Capacitación teórico-práctica en disciplinas biológicas diversas

Impacto de la capacitación del CIMMYT

Generación y divulgación de conocimientos

Publicaciones en revistas científicas con arbitraje

Publicaciones diversas

Impacto de los artículos con arbitraje

Referencias