Evaluación del modelo EPIC para estimar rendimientos de maíz (Zea mays) en la Depresión Cental de Chiapas, México

Abstract

Este trabajo se realizó en la Depresión Central de Chiapas (DCC), con el fin de calibrar y validar el modelo EPIC (Erosion/Productivity Impact Calculator) para estimar, en condiciones de secano, los rendimientos del maíz. En la calibración del modelo se utilizaron rendimientos de maíz de las parcelas bajo seguimiento técnico del PROMAF (Programa Estratégico de Apoyo a la Cadena Productiva de Productores de Maíz y Frijol). En la validación del modelo se utilizaron los rendimientos de maíz a nivel municipal reportados por el SIAP (Servicio de Información Agroalimentaria y Pesquera). Se consideraron parámetros de crecimiento del maíz, características del suelo, variables climáticas y factores de manejo del cultivo. En ambos casos los rendimientos de grano simulados se compararon con los observados. En la calibración se utilizaron 119 parcelas de seguimiento y se obtuvieron rendimientos de maíz que varían entre 3.5 a 7.7 t ha-1, con un valor promedio de 5.8 t ha-1, un coeficiente de determinación (R2) de 0.67, línea de la pendiente de la regresión de 0,99, y una diferencia absoluta máxima entre rendimientos simulados y observados de 0.8 t ha-1. Antes del ajuste de parámetros, la suma de cuadrados del error (SEE) fue de 9.33 y después de la calibración se redujo a 0.19. En la validación se utilizaron los datos de rendimiento de maíz, a nivel municipal, reportados por el SIAP en el periodo de 2005 a 2011. Las diferencias absolutas entre los rendimientos de grano simulados y observados para el municipio de Acala variaron entre 0.1 y 3.5 t ha-1, en Venustiano Carranza entre 0.0 y 1.8 t ha-1, en Villacorzo entre 0.1 y 2.2 t ha-1, y Villaflores entre 0.3 y 1.8 t ha-1. Para los años sin altas diferencias absolutas Venustiano Carranza mostró el mejor coeficiente de determinación (R2 de 0.80). Para una simulación de 50 años de rendimiento de maíz, Acala produciría entre 2.5 y 3.0 t ha-1, Venustiano Carranza entre 2.5 y 4.0 t ha-1, Villacorzo entre 4.5 y 5.0 t ha-1 y Villaflores entre 3.5 y 5.0 t ha-1; similar al rendimiento promedio de maíz reportado por SIAP (2.6, 3.6, 4.8 y 3.6 t ha-1, respectivamente) a nivel municipal. El rendimiento del maíz mostró una relación directa con la profundidad del suelo y el estrés por humedad; se encontró que el rendimiento de maíz aumenta regionalmente 50.0 kg ha-1 por cada día que el estrés hídrico se reduce. Los resultados muestran que el modelo EPIC es una herramienta confiable para simular el rendimiento del maíz, pero requiere de una extensa base de datos. _______________ EVALUATION OF THE EPIC MODEL FOR CORN (Zea mays) YIELD ASSESSMENT IN CHIAPAS´S CENTRAL DEPRESSION, MEXICO. ABSTRACT: This work was performed in the Central Depression of Chiapas (DCC), in order to calibrate and validate the model EPIC (Erosion/Productivity Impact Calculator) to estimate, under rainfed conditions, corn´s yield. For model calibration were used maize yields from PROMAF´s demonstration plots (Spanish acronym for a federal program to support maize and bean production in Mexico). For model validation were used municipal corn yields reported by the SIAP (Spanish acronym for a federal dependence responsible to produce the national agricultural statistics). In this work were considered the growth corn´s parameters, soil characteristics, climatical variables, and the crop system. In both cases the simulated grain yields were compared with the observed ones. In the calibration, using 119 plots of monitoring, were obtained corn´s yields between 3.5 to 7.7 t ha-1, with an average value of 5.8 t ha-1, a coefficient of determination (R2) of 0.67, regression´s line slope of 0.99, and a maximum absolute difference between simulated and observed yields of 0.8 t ha-1. Before adjustment of parameters, the error sum of squares (SEE) was 9.33 and after parameter calibration the SEE decreased to 0.19. For the validation process were used from SIAP data of corn yield, at municipal level, between 2005 and 2011. The absolute differences between simulated and observed grain yields for Acala´s municipality varied between 0.1 and 3.5 t ha-1, in Venustiano Carranza between 0.0 and 1.8 t ha-1, in Villacorzo between 0.1 and 2.2 t ha-1, and Villaflores between 0.3 and 1.8 t ha-1. For the years with lower absolute differences Venustiano Carranza had the best coefficient of determination (R2 of 0.80). For a simulation of 50 years of corn yield, Acala would produce between 2.5 and 3.0 t ha-1, Venustiano Carranza from 2.5 to 4.0 t ha-1, Villacorzo between 4.5 and 5.0 t ha-1 and Villaflores from 3.5 to 5.0 t ha-1; similar to the average corn yield reported by SIAP (2.6, 3.6, 4.8 y 3.6 t ha-1, respectively) on municipality level. Corn´s yield showed a direct relationship between soil depth and water stress; corn´s yield regionally increases 50.0 kg ha-1 for each day that water stress is reduced. The results showed that the EPIC model is a reliable tool to simulate corn´s yield but the model requires an extensive database.