Improving the monitoring of corn phenology in large agricultural areas using remote sensing data series

Aim of study: Mexico's large irrigation areas demand non-structural actions to improve the irrigation service, such as monitoring crop phenology; however, its application has been limited by the large volumes of field information generated, diversity of crop management and climatic variability. The objective of this study was to generate and validate a methodology to monitor corn (Zea mays L.) phenology from the historical relationship of the vegetation indexes (VIs), EVI and NDVI, with the phenological development (PD) of corn grown in large irrigation zones.Area of study: Irrigation District (ID) 075 “Valle del Fuerte”, northern Sinaloa, Mexico.Material and methods: We used a database of 20 years of climate, field crop growth and crop phenology data, and Landsat satellite images. A methodology was proposed on a large scale supported with GIS and remote sensing data series.Main results: The methodology was validated in 19 plots with an acceptable correlation between observed PD and estimated PD for the two VIs, with slightly better values for EVI than for NDVI. NDVI and EVI models agreed with experimental PD observations in 92.1% of the farms used to validate the methodology, in 2.5% only the NDVI model coincided with the real, in 3.1% only the EVI model coincided, and in 2.3% both models disagreed with observation, generated a stage out of phase with respect to the real phenological stage.Research highlights: is possible to generalize the methodology applied to large irrigation zones with remote sensing data and GIS

Planeación del riego en el cultivo de algodonero (Gossypium hirsutum L.), mediante un modelo de programación integral en el Distrito 075, Sinaloa, México

Cotton crops were one of the most important during the 50 and 80 decades in Northern Sinaloa, Mexico from the economical point of view. However, external factors such as monoculture and sanitary issues caused its disappearance. Due to the need of diversifying the actual pattern of crops grown in the zone, a great possibility of re-growing cotton crop exists. Actually, there is lack of updated information about irrigation and agronomic management practices of the crop. In order to contribute to a new crop planning, an integral programming model was used to estimate planting dates and windows as well as irrigation planning at different operation levels. Field experiments were conducted at different locations of northern Sinaloa during the growing season 2011-2012 in Ahome and Guasave counties. Each plot had a dimension of 2 hectares and five varieties grown with the purpose of calibrating the integral model to then realize a set of simulations with seven planting dates, estimate water requirements and length of growing season as well. At the end of the season (harvest) 2400 growing degree days were accumulated (100% open balls) for local conditions, water requirements were 500 mm for the month of July, 870 mm for October, after that it declined to a point of 690 mm for crops planted in January.El cultivo de algodonero en las décadas de los 50´s y 80´s fue uno de los más importantes en los valles agrícolas del norte de Sinaloa, México desde el punto de vista económico. Sin embargo, factores como su monocultivo y problemas fitosanitarios provocaron su desaparición. Ante la necesidad de diversificar el patrón actual de cultivos sembrados en la zona, existe la posibilidad de reintroducir el cultivo, sin embargo, se carece de información actualizada sobre riegos y manejo agronómico. Con el fin de contribuir a una nueva planeación del cultivo se utilizó un modelo integral de programación de riego con el cual se estimaron la ventana de siembras y la planeación del riego a diferentes niveles de operación hidráulica. Experimentos de campo se condujeron durante el ciclo agrícola otoño-invierno 2011-2012 en tres localidades del norte de Sinaloa en los municipios de Ahome y Guasave, en cada parcela se establecieron cinco variedades en una superficie de dos hectáreas con el propósito de calibrar el modelo para posteriormente realizar una serie de simulaciones en siete fechas de siembra y estimar los requerimientos hídricos y duración del ciclo. Al final del ciclo se obtuvo una acumulación de 2400 GDA (Grados de días acumulados) (100% de bellotas abiertas) para condiciones locales, un requerimiento hídrico de 500 mm para el mes de Julio y 870 mm para el mes de Octubre, después de este disminuyen nuevamente las necesidades hídricas llegando a 690 mm para siembras del mes de Enero

Ciencias de la Biología y Agronomía

Este volumen I contiene 17 capítulos arbitrados que se ocupan de estos asuntos en Tópicos Selectos de Ciencias de la Biología y Agronomía, elegidos de entre las contribuciones, reunimos algunos investigadores y estudiantes. Se presenta un Estudio Comparativo de los Recursos Hidrológico-Forestales de la Microcuenca de la Laguna de Epatlan, Pue. (1993 a 2014); la Situación Actual de la Mancha de Asfalto en Maíz (Zea mays L.) en los Municipios de Jiquipilas y Ocozocoautla, Chiapas, México; las poblaciones sobresalientes de maíz de la raza Zapalote Chico, en la Región Istmeña de Oaxaca; Se indica el índice de área foliar de cultivo de Chile Poblano mediante dos métodos en condiciones protegidas; Esquivel, Urzúa y Ramírez exploran el efecto de la biofertilización con Azospirillum en el crecimiento y producción de Jitomate; esbozan su artículo sobre la determinación del nivel de Heterosis en híbridos de Maíz para la Comarca Lagunera; una investigación sobre la estabilización de semilla de Solanum lycopersicum durante el almacenamiento y estimulación de la germinación; acotan sobre el CTAB como una nueva opción para la detección de Huanglongbing en cítricos, plantean su evaluación sobre el aluminio y cómo afecta la vida de florero de Heliconia psittacorum; indican sobre el impacto del H-564C, como un híbrido de maíz con alta calidad de proteina para el trópico húmedo de México; presetan su investigación sobre la producción de Piña Cayena Lisa y MD2 (Ananas comosus L.) en condiciones de Loma Bonita, en Oaxaca; acotan sobre el efecto de coberteras como control biológico por conservación contra áfidos en Nogal Pecanero; esbozan sobre la caracterización de cuatro genotipos de Frijol Negro en Martínez de la Torre, Veracruz, México; presentan una caracterización hidroecológica de la microcuenca de Arroyo Prieto, Yuriría, Gto., y alternativas para su restauración ambiental; presentan su investigación sobre el efecto del hongo Beauveria bassiana sobre solubilización de fosfatos y la disponibilidad de fósforo en el suelo; plantean su investigación sobre la Germinación y regeneración in vitro de Epidendrum falcatum LINDL; esbozan su artículo sobre genotipos de frijol negro y su tolerancia a sequía terminal en Veracruz, México

Programación integral del riego en maíz en el norte de Sinaloa, México

La calendarización de la irrigación para grandes zonas de riego requiere modelos de fácil implantación en sistemas computacionales. Una calendarización efectiva debe permitir el ajuste de la frecuencia y cantidad del riego basada en factores del suelo, ambiente, planta y manejo del riego. Con objeto de mejorar la calendarización del riego en maíz, se midieron variables meteorológicas estándares y del balance de energía en una parcela de maíz en el Valle del Fuerte, Sinaloa, México. La ventaja es generar automáticamente los programas de riego del maíz de acuerdo con la fenología del cultivo usando el concepto días grado crecimiento. Los resultados obtenidos sirvieron para verificar y actualizar los parámetros usados para calendarizar el riego en función de los días grado crecimiento: coeficiente de cultivo, profundidad radical y factor de abatimiento hídrico. El presente estudio muestra que el uso de modelos para expresar los parámetros de calendarización del riego en función de los días grado es una alternativa viable cuando se aplica a grandes zonas de riego. Se estudia el efecto de la fecha de siembra sobre el programa de riegos considerando la fenología del maíz, y se presenta una aplicación a programas de riegos con baja disponibilidad de agua. Por el tipo de suelo y la baja eficiencia de aplicación de la zona, fue posible reducir y redistribuir el número de riegos sin una merma en los rendimientos usuales, prediciendo la fenología del cultivo mediante el concepto de días grado. Se calculó un consumo de agua para maíz de 44 cm; un valor máximo del coeficiente de cultivo de 1.25 y un valor acumulado de 1451 días grado crecimiento de siembra a madurez fisiológica, para variedades intermedias de maíz sembradas en el norte de Sinaloa

Análisis de cuatro variables del período de lluvias asociadas al cultivo maíz de temporal

Caracterizar y conocer las variables: inicio, duración, terminación de la estación lluviosa y la cantidad de precipitación con fines de precisar su magnitud y relacionarlas con la agricultura bajo condiciones de temporal, es y ha sido una preocupación importante para los agricultores y estudiosos de las ciencias agrícolas. En la región centro norte de México este problema se acentúa por la alta variabilidad de la estación lluviosa y la gran dependencia climática de la agricultura de temporal. La metodología indicada recrea cuatro variables climáticas de la estación lluviosa, analizadas por métodos reconocidos, y con base en un análisis probabilístico se asocian a la agricultura del cultivo del maíz de temporal. El estudio fue realizado para la región ubicada en el sur del estado de Zacatecas, México, sobre la estación climatológica Tlaltenango. Se estimó el inicio de la estación lluviosa el 6 de junio y la terminación el 25 de septiembre, duración de 110 días, la relación de variables indica un sitio potencialmente apto para maíces con esa duración, cuyos requerimientos hídricos determinados con la metodología de grados días desarrollo es de 372 mm para todo el ciclo, cuya lámina bruta de 477 mm y una precipitación efectiva 78% se garantizan con una probabilidad de ocurrencia 78.5%, la zona cuenta con al menos 80 días insertos en el periodo de lluvias con probabilidad 98%. Se concluye que para fines prácticos, en promedio cuarto de cada cinco años tendrán la cantidad de lluvia garantizada, se recomienda la utilización de esta metodología como herramienta en la toma de decisiones para técnicos y productores agrícolas de la región

Improving the monitoring of corn phenology in large agricultural areas using remote sensing data series

Aim of study: Mexico's large irrigation areas demand non-structural actions to improve the irrigation service, such as monitoring crop phenology; however, its application has been limited by the large volumes of field information generated, diversity of crop management and climatic variability. The objective of this study was to generate and validate a methodology to monitor corn (Zea mays L.) phenology from the historical relationship of the vegetation indexes (VIs), EVI and NDVI, with the phenological development (PD) of corn grown in large irrigation zones.Area of study: Irrigation District (ID) 075 “Valle del Fuerte”, northern Sinaloa, Mexico.Material and methods: We used a database of 20 years of climate, field crop growth and crop phenology data, and Landsat satellite images. A methodology was proposed on a large scale supported with GIS and remote sensing data series.Main results: The methodology was validated in 19 plots with an acceptable correlation between observed PD and estimated PD for the two VIs, with slightly better values for EVI than for NDVI. NDVI and EVI models agreed with experimental PD observations in 92.1% of the farms used to validate the methodology, in 2.5% only the NDVI model coincided with the real, in 3.1% only the EVI model coincided, and in 2.3% both models disagreed with observation, generated a stage out of phase with respect to the real phenological stage.Research highlights: is possible to generalize the methodology applied to large irrigation zones with remote sensing data and GIS

Técnicas de conservación del agua en riego por gravedad a nivel parcelario

In Mexico, the availability of water in arid and semi-arid areas is highly critical. The agricultural sector requires large volumes of water to meet the water requirements of crops. Despite the acquisition of irrigation systems to have an efficient management of water, most of the agricultural areas have inadequate irrigation technology that generates conveyance losses and water distribution. Gravity irrigation at plantation level has a low efficiency in implementation and there is no measurement and irrigation scheduling to meet the demands of the crop in terms of timeliness and efficiency as well. This research was conducted in northern Sinaloa, Mexico during the autumn-winter 2006-2007 season, sowing maize (Zea mays L.) in the Fort Valley Experimental Field (INIFAP) and with a cooperating producer. The water conservation techniques in surface irrigation evaluated were: irrigation in beds, irrigation expenditure reduction, alternate furrow irrigation and conventional irrigation. Alternate furrow technique was the best alternative in terms of irrigation efficiency and performance, getting in the Experimental 13.8 t ha-1 on average, 83.65% efficiency ofapplication and 88.19% uniformity, and producer 11.86 t ha -1 with 79% efficiency of application and 83.42% uniformity.En México, la disponibilidad de agua en zonas áridas y semiáridas es altamente critica. El sector agrícola requiere de grandes volúmenes de agua para satisfacer los requerimientos hídricos de los cultivos. Apesar de la adquisición de sistemas de riego para tener un manejo eficiente del agua, la mayor parte de las zonas agrícolas cuentan con tecnología de riego inadecuada que genera pérdidas en la conducción y distribución del agua. El riego por gravedad a nivel parcelario tiene una baja eficiencia en su aplicación y además, no existe una programación y medición del riego para satisfacer las demandas de los cultivos en términos de oportunidad y eficiencia. La presente investigación se realizó en el norte de Sinaloa, México durante el ciclo agrícola otoño-invierno 2006-2007, se sembró maíz (Zea mays L.) en el Campo Experimental Valle del Fuerte (INIFAP) y con un productor cooperante. Las técnicas de conservación del agua en riego por gravedad evaluadas fueron las siguientes: riego en camas, riego por reducción de gasto, riego por surcos alternos y riego convencional. La técnica de surcos alternos fue la mejor alternativa en términos de eficiencia de riego y rendimiento; obteniendo en el Campo Experimental 13.8 t ha-1 en promedio, 83.65% de eficiencia de aplicación y 88.19% de uniformidad, y con el productor 11.86 t ha-1 con 79% de eficiencia de aplicación y 83.42% de uniformidad