Zona de estudio

La región productora de aguacate en Michoacán concentra 148 000 ha (72% de la superficie nacional). Se distribuye principalmente en cuatro climas y 40 municipios. Michoacán representa casi 80% de la producción nacional (1.5 millones de toneladas anuales). La región presenta climas contrastantes y un comportamiento fenológico del cv. Hass claramente diferenciado (^{Rocha-Arroyo et al., 2011}) (Figura 1).

Figura 1 Geo localización de la zona de estudio. Polígonos en verde corresponden al padrón parcelario, círculos en amarillo a los huertos seleccionados. 

Descripción de los climas

En la región productora de ‘Hass’ en Michoacán se han identificado al menos 8 tipos de clima (^{García, 1964}). Para este estudio fueron seleccionados los más ampliamente distribuidos de acuerdo al porcentaje de superficie establecida del cultivo. Siendo los más representativos el semicálido subhúmedo y el templado subhúmedo (89.21% de los huertos) (Cuadro 1).

Selección de huertos

Se utilizó el padrón parcelario georreferenciado de la Secretaría de Agricultura, Ganadería, Desarrollo Rural, Pesca y Alimentación (SAGARPA) para seleccionar de manera aleatoria 10 huertos por cada tipo de clima con el sistema de información geográfica ArcMap Versión 10.1 (ESRI, Redlands, CA, Estados Unidos) . Los criterios de selección fueron: tamaño del huerto mayor a 2 ha, variedad ‘Hass’, y que la altura sobre el nivel mar (ASNM) correspondiera a la región climática (Cuadro 2).

Climatología de referencia (actual)

Se utilizó el período 1961-2010, para lo cual se empleó el sistema de información climática interpolado por el INIFAP a una resolución de 90 m. Las variables climáticas obtenidas del sistema fueron: temperatura mínima media anual (Tmín), temperatura máxima media anual (Tmáx), temperatura media anual (Tmed) y precipitación acumulada anual (Pcp).

Escenarios de cambio climático (futuros)

Se utilizó el sistema de información de cambio climático del INIFAP derivado del ensamble de 11 modelos de circulación general: BCC-CSM1-1, CCSM4, GISS-E2-R, HadGEM2-AO,HadGEM2-ES,IPSL-CM5A-LR,MIROC-ESM-CHEM, MIROC-ESM, MIROC5, MRI-CGCM3, NorESM1-M para RCP 4.5 y 8.5 en tres temporalidades o climatologías futuras: 2030, 2050 y 2070 para caracterizar a corto, mediano y largo plazo respectivamente. Las variables climáticas fueron las mismas que se obtuvieron para la climatología de referencia.

Cálculo de las variables climáticas

Por cada sitio de estudio se colectó el valor de las variables climáticas Tmín, Tmáx, Tmed y Pcp. Con la hoja de cálculo de Excel Versión 14 (Microsoft, Redmond, WA, USA) se generaron valores medios para todas las variables climáticas por tipo de clima (promedio de las 10 observaciones).

Esquemas fenológicos

De los diagramas publicados por ^{Rocha-Arroyo et al. (2011)} se obtuvo la cronología por tipo de floración (normal, marceña, aventajada y loca) y el flujo vegetativo (invierno, primavera y verano) por tipo de clima.

Meteorología mensual

Para apoyar la interpretación de los esquemas fenológicos, fue incluida la temperatura mínima mensual de la climatología de referencia y los escenarios de cambio climático. Los datos mensuales fueron extraídos del mismo sistema de información climática del INIFAP. Mediante el gestor de base de datos Access Versión 14 (Microsoft, Redmond, WA, Estados Unidos) se promediaron los valores de los diez sitios de cada clima por cada mes, escenario y climatología.

Climatología actual

El clima cálido subhúmedo (Aw₁) presentó los indicadores térmicos más altos de los cuatro climas. Los climas templado subhúmedo (Cbw₂) y templado húmedo (Cbm(w)) fueron los más fríos con Tmín 8.9 °C. La precipitación varió debido a la orografía de la región. Las zonas productoras con menor precipitación comprenden los climas Aw₁ y Cm(w) y la Pcp más alta (1 428.6 mm) es el clima templado subhúmedo (Cuadro 3). Lo anterior coincide con lo mencionado por ^{García (1964)} para los climas templados (subhúmedo y húmedo). Sin embargo, para el clima cálido los resultados fueron menores (0.3 °C), en tanto que para el clima semicálido superaron en 1.1 °C el valor típico de este clima. Las diferencias encontradas pueden deberse a la fuente de datos utilizada, así como la climatología de referencia. El resultado del análisis de las variables climatológicas del presente trabajo concuerda con los requerimientos agroecológicos para la producción de ‘Hass’ publicados por Ruíz et al. (2013).

Escenarios futuros de cambio climático

El comportamiento de las variables climáticas bajo un escenario de emisiones intermedias de GEI (RCP 4.5) sobrepasa 2 °C de aumento hacia finales de siglo en los cuatro climas de la región productora de aguacate ‘Hass’ en Michoacán. El aumento más representativo se presenta en la Tmáx y Tmed en el clima templado subhúmedo. Por el contrario, la Pcp muestra disminución en todos los horizontes y climas, con valores promedio de -40 mm. Sobresale el horizonte de mediados de siglo (2050) con una baja de la precipitación desde 3.56% en el clima Templado subhúmedo hasta 4.20% en el clima semicálido subhúmedo (Cuadro 4).

El cambio climático en un escenario de altas emisiones de GEI (RCP 8.5) manifiesta en todos los climas las mayores diferencias respecto a la climatología de referencia (1961-2010). Aumentos de temperatura de más de 3 °C, de los cuales resalta Tmáx con 3.74 °C en el horizonte 2070. La tasa de cambio entre mediados y finales de siglo en todas las variables térmicas es mayor a 1 °C. En lo que respecta a la Pcp, todos los climas y todos los horizontes presentan disminución, siendo el horizonte 2070 donde se acentúa dicha disminución (menores que 120 mm) el cual representa en promedio 10% de la Pcp en cada uno de los cuatro climas (Cuadro 5).

El aumento de la Tmín según los escenarios RCP 4.5 y 8.5, resultaría benéfico al disminuir el riesgo de exposición a bajas temperaturas (<10 °C) las cuales afectan el desarrollo del cultivo, sobre todo en la fase de floración (^{Whiley y Winston, 1987}; ^{Zamet, 1990}) . Es posible que dichas condiciones ocurran en los cuatro climas para los tres horizontes.

El incremento en la Tmáx sí podría representar un factor limitante para el cv. Hass en Michoacán. Los periodos de apertura floral de ‘Hass’ normalmente son de 40 a 90 días, siendo los periodos cortos para temperaturas altas durante la floración. Sin embargo, las temperaturas extremas altas (33ºC) durante la floración no sólo acortan el periodo de apertura de flores, sino que reducen la cantidad de flores que abren (^{Sedgley y Annells, 1981}) y disminuyen la viabilidad del polen. Los periodos cortos de floración disminuyen la probabilidad de cuaja de fruto y consecuentemente la producción de fruto.

Después de la polinización y fecundación del óvulo se inicia la formación y el desarrollo del embrión. En el cv. Hass el crecimiento inicial de los embriones también es sensible a las temperaturas altas obteniéndose un máximo crecimiento inicial a 25/20 °C (día/noche) y muerte de embriones con temperaturas 28 - 33 °C (^{Sedgley y Annells, 1981}). La caída de frutillos (<5 mm) en aguacate también es provocada por las temperaturas extremas máximas (R2= 0.72), así como la baja humedad relativa (R2= 0.87) asociada a las altas temperaturas (^{Lahav y Zamet, 1999}). Las condiciones mencionadas se presentarán solamente en el clima cálido subhúmedo bajo el escenario RCP 8.5 en el horizonte 2 070. Sin embargo, el aumento de temperatura en combinación con una disminución de la precipitación incrementará el estrés del cultivo (aumento de la evapotranspiración), intensificando el impacto del aumento de la temperatura (^{Ruiz et al., 2011}).

Umbral térmico para el desarrollo floral

El cambio climático sólo podrá afectar al proceso de desarrollo floral en dos climas de la región productora de aguacate en Michoacán (cálido subhúmedo y el semicálido subhúmedo). Los climas templados aún se mantienen por debajo del umbral crítico (Tmín ≤ 16 °C) (^{Álvarez-Bravo y Salazar-García, 2015}). En el clima cálido subhúmedo en los tres horizontes del escenario intermedio en emisiones de GEI la Tmín supera el umbral por siete meses (abril-octubre) (Figura 2A). En el clima semicálido subhúmedo se superará el umbral de 16 °C en junio para el horizonte de finales de siglo (Figura 2B).

Figura 2 Tmín mensual para el RCP 4.5 en tres horizontes y fenología del aguacate ‘Hass’ en los climas: a) cálido subhúmedo Aw₁; b) semicálido subhúmedo (A)Ca(w₁)+(A)Ca(w 2); c) templado subhúmedo Cb(w₂); y d) templado subhúmedo monzónico Cbm(w). “F” se refiere a floración y “FV” a flujo vegetativo. 

Mientras que en el escenario RCP 8.5 no únicamente incrementan los meses de exposición al umbral crítico (abril-diciembre para el horizonte 2070) sino también se alcanzará una Tmín de 20 °C en verano (Figura 2A). En lo que respecta al clima semicálido subhúmedo, solo en el horizonte 2070 se prevé supere la línea de 16 °C en el periodo junio - octubre (Figura 2B). Lo anterior muestra la vulnerabilidad del cv. Hass ante el cambio climático, coincidiendo con lo reportado en otros trabajos donde se concluye el impacto negativo del cambio climático en etapas fenológicas sensibles a altas temperaturas (^{Howden et al., 2005}; ^{Putland et al., 2011}).

Esta vulnerabilidad del cv. Hass debería ser motivo de incluir en un futuro próximo una línea de investigación encaminada a la búsqueda de germoplasma con mejor respuesta adaptativa a las altas temperaturas y su incorporación a programas de mejoramiento genético, con la finalidad de obtener variedades mejor dotadas para enfrentar el cambio climático del presente siglo.

Inflexión de la temperatura mínima

Es aceptado que la transición de un periodo cálido a uno fresco (disminución de la Tmín) promueve el inicio del desarrollo floral mediante la inhibición del crecimiento vegetativo (^{Salazar-García et al., 2013}). Esta inflexión se presenta en los cuatro climas de julio en la climatología de referencia. Sin embargo, en el escenario de emisiones medias, se presentan aumentos de temperatura en los tres horizontes pero prevalece julio como el mes de inflexión (Figura 2A, 2B, 2C y 2D). En tanto la climatología mensual en el escenario de altas emisiones tendrá impacto negativo en los cuatro climas. En el cálido y semicálido subhúmedo la inflexión se moverá un mes hacia adelante (agosto) (Figura 3A y 3B).

Figura 3 Tmín mensual para el RCP 8.5 en tres horizontes y fenología del aguacate ‘Hass’ en los climas: A) cálido subhúmedo Aw₁; B) semicálido subhúmedo (A)Ca(w₁)+(A)Ca(w₂); C) templado subhúmedo Cb(w₂); y D) templado subhúmedo monzónico Cbm(w). “F” se refiere a floración y “FV” a flujo vegetativo. 

Mientras que en el templado subhúmedo y subhúmedo monzónico la inflexión se prolonga hasta dos meses después (septiembre) (Figuras 3C y 3D) con consecuencias en la posible desaparición de la floración marceña. ^{Rocha et al. (2010)} indicaron que la determinación irreversible a la floración se presenta más temprano en los climas templados que en los cálidos.

Considerando la salida del escenario RCP 8.5 esa aseveración cambiará en el horizonte de mediados y finales de siglo. Estos cambios en el patrón climático promoverán alteraciones fenológicas que seguramente impactarán la cantidad y calidad del fruto a cosechar, como lo exponen trabajos realizados en Michoacán (^{Salazar-García et al., 2011}; ^{Salazar-García et al., 2016a}; ^{Salazar-García et al., 2016b}).