En México, 67% de la producción total de cebada corresponde a siembras de temporal (primavera-verano) y 33% restante corresponde a la modalidad de riego (otoño-invierno). La región donde se cultiva bajo condiciones de riego es El Bajío, que corresponde a los estados de Querétaro, Guanajuato, Michoacán y Jalisco (^{Islas, 2008}); en el período comprendido de 2003 a 2009, el rendimiento promedio en El Bajío fue de 4.7 t ha^-1 (^{SIAP-SAGARPA, 2009}). La roya lineal de la cebada, causada por Puccinia striiformis f. sp. hordei, es una enfermedad grave en el bajío, ya que el cultivo se establece en el ciclo de riego otoño-invierno, y el hongo se ve favorecido durante ese periodo debido a que es un patógeno de baja temperatura y constituye un problema importante en lugares donde prevalece el clima fresco y húmedo (^{Stubbs, 1988}).

El rango de temperatura óptimo para la germinación de las esporas es de 9-13 °C, y de 12-15 °C para su desarrollo y esporulación (^{Roelfs et al., 1992}). Las royas se pueden controlar con aspersiones de fungicidas; sin embargo, se incrementan los costos de cultivo y los daños al ambiente (^{Sandoval et al., 1999}). La intensidad de la enfermedad cambia de un ciclo a otro, en respuesta a las condiciones meteorológicas que se presenten. En la actualidad, los esquemas de manejo integrado utilizan información del hospedante, del patógeno y de las condiciones meteorológicas, pero ninguno permite alertar o pronosticar el inicio de la infección o el desarrollo del patógeno.

Los modelos dinámicos permiten la integración de las variables asociadas al patosistema, además de calcular los cambios atribuibles a las condiciones meteorológicas para obtener información suficiente que sustente la aplicación de productos para controlar la enfermedad. Para esto, se realizó un modelo que estima el inicio de la infección y el desarrollo de la roya lineal de la cebada (P. striiformis f. sp. hordei) en el Estado de Guanajuato, con la finalidad de utilizarlo como herramienta para la toma de decisiones en la prevención y manejo de esta enfermedad.

El trabajo se realizó en el INIFAP (Campo Experimental Bajío), en Celaya, Guanajuato. El monitoreo agroclimático fue realizado mediante la red de estaciones meteorológicas de la Fundación Guanajuato Produce y estaciones portátiles marca Davis. Para elaborar el modelo se utilizó una computadora con SO (Windows 7); software (Vensim^® 5.6d), (SIMPEC y ESRI^® ArcMap^™ 10.0).

El modelo se construyó en base a la teoría de sistemas, utilizando la metodología de dinámica de sistemas propuesta por ^{Rabbinge et al. (1989)}. El modelo calcula la deposición de esporas en función del inóculo inicial y el inóculo secundario, posteriormente, calcula la germinación de esporas de acuerdo a las condiciones de temperatura (<=11 °C) y humedad relativa (>80%) y la frecuencia de infección, las esporas germinadas dan lugar a lesiones (pústulas) que producen nuevas esporas (inóculo secundario), finalmente la severidad se calcula dividiendo el área infectada entre el área foliar disponible y se multiplica por 100 para expresarla en porcentaje. El diagrama se muestra en la Figura 1. Para la calibración del modelo se utilizaron datos de monitoreo de severidad de roya lineal de cebada en el Campo Experimental Bajío del INIFAP.

Figura 1 Diagrama del modelo de infección y desarrollo de P. striiformis f. sp. hordei, que muestra las interacciones y los tipos de variables. 

Los datos corresponden a los ciclos otoño-invierno 2009-2010, 2010 -2011, 2011-2012 y 2012 -2013 en materiales de cebada susceptibles (Apizaco) y moderadamente susceptibles (Alina, Armida y Esperanza) a roya lineal. Se realizaron simulaciones para 5 fechas de siembra (1 de noviembre, 15 de noviembre, 1 de diciembre, 15 de diciembre y 1 de enero), y se hicieron las comparaciones correspondientes para cada fecha y cada ciclo. Se elaboró un mapa de riesgo de la enfermedad para el estado, mediante el método de interpolación IDW (inverse distance weighted), utilizando la base de datos del Servicio Meteorológico Nacional (SMN-CONAGUA), en función de los días que presentan condiciones favorables en el mes de febrero, resaltando los principales municipios en términos de producción de cebada. Para el análisis de clima se utilizó el software SIMPEC.

El total de las simulaciones se observa en el Cuadro 1, utilizando el valor máximo registrado por el modelo. El ciclo 2009-2010 fue un caso excepcional ya que se registraron fuertes lluvias en los primeros días de febrero y esto se vio reflejado en la severidad; en 2010-2011no se presentaron condiciones extraordinarias; en 2011-2012 se registraron lluvias ligeras los primeros días de enero pero esto fue suficiente para favorecer las condiciones óptimas para el patógeno; finalmente el ciclo 2012-2013 registró 3 días de heladas muy tardías en marzo y esto resultó en un incremento en la severidad para las fechas de siembra tardías.

Cuadro 1 Datos de severidad de P. striiformis f. sp. hordei reales y simulados de diferentes variedades de cebada registrados en cinco fechas de siembra durante cuatro ciclos de cultivo. 

Los parámetros descritos en la literatura indican que la temperatura óptima para infección de roya lineal es 11 °C; sin embargo, los datos obtenidos en estos ciclos indicaban que la infección aumentaba cuando la temperatura descendía, por lo tanto, el modelo se ajustó de acuerdo a estas observaciones. Las simulaciones con el modelo para el ciclo 2009-2010, mostraron una alta relación con los datos observados en campo (Figuras 2 y 3), mostrando una R2 de 0.96, para esto se utilizó el dato más alto de severidad registrado por el modelo. Lo cual indica que el ajuste del modelo resultó en una alta precisión.

Figura 2 Gráfico de porcentaje de severidad simulada en cinco fechas de siembra para el ciclo 2009-2010 en la localidad de Celaya, Guanajuato. 

Figura 3 Gráfico de regresión lineal entre la severidad simulada y observada de roya lineal en cinco fechas de siembra en el ciclo 2009-2010 en la localidad de Celaya, Guanajuato. 

En la Figura 4 se muestra el mapa de riesgo a roya lineal durante el mes de febrero, el análisis se realizó en los municipios que conforman la zona de producción de cebada de Guanajuato, la cual cubre los municipios de Valle de Santiago, Salamanca, Cortazar, Irapuato, Jaral del Progreso y Abasolo. Como puede observarse, toda la zona cebadera presenta al menos 10 días con condiciones favorables para el patógeno, lo cual representa una alta probabilidad de que se presente la enfermedad.

Figura 4 Delimitación de zonas de riesgo a roya lineal en Guanajuato, en función de los días con condiciones meteorológicas favorables para la infección en el mes de febrero. 

En particular el municipio de Valle de Santiago, así como algunas zonas de los municipios de Jaral del Progreso, Salamanca y Abasolo constituyen la zona de más alto riesgo a esta enfermedad, registrando más de 20 días con condiciones favorables para la infección en el mes de febrero.