Área de estudio

El municipio de Subachoque (N 4°55’42.48”; O 74°10’20.60”) se encuentra ubicado en la Sabana de Bogotá a 45 km de la capital, limita con el municipio de Pacho, Madrid, El Rosal, Zipaquirá, Tabio, Tenjo y con San Francisco y Supatá. La temperatura promedio anual es de 13 °C con zonas de clima frío y páramo. La precipitación, promedio anual, es de 890 mm, distribuida entre abril y junio y entre octubre y diciembre (^{Cideter, 2000})

Investigación acción participativa (IAP)

La IAP es un modelo utilizado principalmente en estudios de sociología, que está relacionado con la construcción científica y la reconstrucción de un pensamiento nuevo (^{Ángel, 2011}), sólo se puede aplicar efectivamente a una escala micro social ya que la participación en los procesos es eficiente cuando existe una cercanía vital (^{Ander, 2003}), lo que constituye una herramienta ideal para el caso Asocriolla.

El trabajo se inició con la identificación de partes interesadas y actores clave para determinar el mejor método de convocatoria y participación. Seguidamente fueron invitados los socios de Asocriolla a la presentación del objeto de la investigación y después de su aceptación, se iniciaron los talleres participativos siguientes: (1) tuvo por objeto identificar las causas que afectan el cultivo de papa y el nivel de conocimiento sobre variaciones climáticas en la región; (2) en este taller los agricultores resaltaron las zonas óptimas de siembra y las estrategias de adaptación del cultivo; (3) los participantes identificaron, según su experiencia, los años más secos y los más lluviosos y aquellos con ocurrencia de heladas en un periodo anterior de 30 años (Tabla 1); (4) finalmente, se diseñó el calendario agroclimático de acuerdo con los resultados participativos y estadísticos.

Tabla l Percepción de los socios de Asocriolla de eventos extremos de clima entre 1987 y 2017. Subachoque (Colombia). 

* Entre 1987 y 1990 no se registraron eventos. S: secos; LL: lluviosos; H: Heladas. (Asociación de productores de papa criolla, Subachoque (Colombia))

Cálculo de anomalías climáticas

La variabilidad del clima fue identificada mediante el estudio de la ocurrencia de anomalías frecuentes, las cuales consisten en las diferencias entre el valor registrado (Ec. 1) y la media (Ec. 2) (^{IDEAM - UNAL, 2018}).

donde, Ti es la anomalía de la temperatura media mensual e IP de la precipitación. T y P son, respectivamente, la temperatura y la precipitación en un mes determinado. Tm y Pm son, respectivamente, las medias multianuales de T y P.

Los percentiles fueron calculados con el programa Microsoft Excel. Cuando estos presentaron un valor X < 10% y X > 90%, y X < 5% y X > 95%, se consideraron eventos extremos que ocurren al menos el 10% o 5% de las veces, respectivamente (^{IDEAM y UNAL, 2018}). Para la probabilidad propuesta el nivel de significancia fue de 5% (P < 0.05) y para el análisis de percepción de la comunidad fue de 10% (P < 0.10).

Los valores diarios de la variable temperatura (T °C) abarcaron el periodo 1966 - 2017 y para la precipitación (P-mm) el periodo 1951 - 2017, tomados de las estaciones meteorológicas del IDEAM y la CAR (Tabla 2). Para el análisis de representatividad los valores por años fueron organizados de menor a mayor con el fin de observar si las variables objeto de estudio presentaban cambios. Los datos de precipitación fueron organizados por meses con y sin fenómeno El Niño Oscilaciones Sur (ENOS), con el objeto de comparar entre ellos la oferta de agua para el cultivo. Los valores de meses atípicos fueron eliminados mediante la identificación de los comportamientos anómalos a través del periodo de estudio.

Tabla 2 Localización de estaciones meteorológicas en el municipio de Subachoque donde se tomaron datos para el estudio. 

(^{IDEAM, 2018})

Cálculo de Balance Hídrico

El balance hídrico permite planificar el aprovechamiento del recurso hídrico, identificar periodos de déficit o exceso de agua, planificar y operar los riegos, predecir los rendimientos y los calendarios de manejo de los cultivos (^{Claro- Rizzo, 1991}). En el presente trabajo se utilizó la formula Thornthwaite (^{Claro-Rizzo, 1991}) para identificar la Evapotranspiración Potencial (ETP), con un índice calórico de acuerdo con la latitud norte del municipio, y la fórmula de Turc para identificar la Evapotranspiración Real (ETR) (^{Sánchez, 2017}), que para este caso fue: ETR = P, con la media de precipitación y temperatura mensuales multianuales de los periodos 1951-2015 y 1966-2017, respectivamente.

El valor óptimo de precipitación fue de 600 mm (^{Díaz-Valencia, 2016}) el cual fue dividido entre 120 días que dura el ciclo de cultivo, resultando así el consumo diario de agua, el cual se multiplicó por el número de días del mes para cuantificar el consumo mensual de agua. Finalmente, se calculó el coeficiente R > 0.60 como aquel que determina el periodo adecuado para el desarrollo y producción del cultivo, siendo R = ETR/ETP (^{Claro-Rizzo, 1991}).

Identificación de anomalías climáticas

Precipitación.

La variabilidad intranual está en función del sistema ENOS, y fluctúa por encima o por debajo de la tendencia media. Los años con anomalías que presentaron un valor <5% en el percentil baja precipitación (P) fueron 1992(3%), 1997(0%), 2001(4.5%) y 2015(1.5%), asociados con años con fenómeno El Niño. Por ejemplo, el evento El Niño ocurrido en 1997 fue el mayor registrado por la intensidad y amplitud espacial (Quispe et al., 2009, citado en ^{Rojas-Barbosa, 2011}) y el evento de 1992 se relacionó con la persistencia temporal y no con la intensidad. Los años con valores >95% en el percentil alta precipitación (P) fueron 1955, 1956, 1963 y 2011 con registros entre 95.24 y 123.99 mm sobre el promedio anual del periodo (1951-2017) que fue de 70.35 mm (Figura 1).

Figura 1 Comportamiento de la precipitación en el periodo 1951 - 2017 Municipio de Subachoque - Cundinamarca (Colombia). IDEAM-Estaciones meteorológicas del municipio de Subachoque.  

Los agricultores de Asocriolla han experimentado épocas secas durante más años que aquellos registrados estadísticamente, esto se explica porque los agricultores aproximan ciertos eventos en un rango de tiempo; por ejemplo, los años en el periodo entre 1990 y 1992, inclusive, se agruparían en la percepción como evento El Niño de 1992 y a medida que los años son más cercanos a la actualidad, la identificación de los eventos extremos se aproxima a la realidad, como lo observado en la sequía de 2015. Los agricultores no perciben los años anómalos con alta precipitación asociados con fenómenos La Niña, ya que la lluvia es favorable para el cultivo.

El comportamiento del clima en Colombia tiene tanto periodos lluviosos como secos, los que definen la variabilidad intraestacional. Tradicionalmente, para el departamento de Cundinamarca, los meses secos son enero, febrero, junio, julio, agosto y en algunas zonas diciembre; siendo marzo, abril, mayo, septiembre, octubre y noviembre los meses secos. Los meses con años evento La Niña generan un aumento de precipitación en ambas temporadas de lluvia, con mayor intensidad en octubre y abril. ^{Montealegre- Bocanegra y Pabón-Caicedo (2000)}, mencionan que 50% de los episodios La Niña comienzan en el segundo trimestre del año, cuando las lluvias de los dos primeros trimestres son normales y se intensifican en el cuarto trimestre (septiembre- octubre-noviembre) se debilitan considerablemente en el segundo semestre del siguiente año.

Para identificar si en años normales se siguen presentando tendencias anómalas en las variables de clima, se eliminaron los registros de los años conocidos con eventos ENOS, con base en el valor del percentil y verificación bibliográfica. Fue así como se determinó que en abril no se presentan cambios significativos de las variables con o sin años ENOS, pero en mayo y octubre a partir de 1990 se observó un aumento de eventos El Niño.

Temperatura.

La variable temperatura (T °C) presenta un comportamiento interdecadal, como consecuencia de las Oscilaciones Decadal de Pacífico (PDO) que explican tendencias entre 20 y 30 años, periodos que constan de una fase cálida y una fase fría. En el periodo de 1967 - 2007 se presentó un PDO cálido, incluyendo el periodo más largo (30 años) de un evento de este tipo, por lo que es evidente un aumento gradual de temperatura en la región (Figura 2). Sí la tendencia de aumento en la temperatura continúa, se espera que ocurra déficit de precipitación pluvial para las actividades principales y se puedan presentar procesos de desertización y reducción de la productividad del suelo (^{IDEAM et al., 2015}).

Figura. 2 Comportamiento de la temperatura en el periodo 1966 - 2017. Segmentada por décadas municipio de Subachoque - Cundinamarca (Colombia). IDEAM- Estaciones meteorológicas de Subachoque, Cundinamarca. 

De acuerdo con la variabilidad interanual existe una relación directa entre aumento en el día y caída de la temperatura en la madrugada con sequías por fenómenos El Niño, y temperaturas bajas en la noche asociadas con eventos La Niña (^{Montealegre, 2007}). En 1992 se presentó un fenómeno El Niño con presencia de heladas, debido a que en temporadas secas no se forman nubes que producen un efecto invernadero en la noche evitando, así, la caída abrupta de la temperatura (^{Rojas-Barbosa, 2011}; ^{Montealegre- Bocanegra y Pabón-Caicedo, 2000}). En los periodos 1998-1999, 2006 y 2015 con fenómeno El Niño, se identificó un aumento significativo de la temperatura durante el día, relacionado con la reducción de lluvias.

La influencia de los eventos ENOS también es notoria cuando se identifican eventos atípicos de temperatura en el periodo anual. En enero se presenta un valor atípico de temperatura baja; explicado por la temperatura igualmente baja del aire en la madrugada que puede ocasionar un evento El Niño. La presencia de temperaturas máximas en abril y mayo con una diferencia de hasta 0.6 °C con respecto al promedio anual en el municipio (12.7 °C), se explica por la saturación de humedad en el aire (^{Pabón et al., 2001}).

La temperatura en el altiplano Cundiboyacense presenta un comportamiento monomodal durante el año, lo que define la variabilidad intraestacional. Normalmente se presentan temperaturas altas de diciembre a marzo con máximos en febrero, coincidiendo con la primera temporada seca del año; mientras las temperaturas más bajas ocurren de abril a noviembre, con un pico decreciente en julio. La temperatura más estable (18 - 20 °C) ocurre en noviembre, con oscilaciones entre 6 y 8 °C. En el periodo junio-agosto ocurren las mayores oscilaciones de temperatura, que se intensifican con los años ENOS (^{Molano y Batista, 1967}; ^{Gúzman et a!., 2014}). Cuando se eliminan estos años en el análisis estadístico se observa que la tendencia de la temperatura anual no varía significativamente. En enero, abril y mayo se evidencian anomalías por el comportamiento monomodal del clima en la región. A lo largo del registro histórico la temperatura para los meses anómalos presenta un aumento paulatino, por lo que es necesario que los agricultores se preparen para enfrentar esta situación y una posible reducción de oferta hídrica asociada con el evento, en especial en estos meses.

Los agricultores no perciben un cambio significativo de la temperatura ya que no consideran esta variable como un factor importante en el desarrollo óptimo de sus cultivos, y consideran que la variable con mayor incidencia es la precipitación. No obstante, en los talleres se destacó que la helada ocurrida en 2009 sí daño sus siembras y generó pérdidas considerables. De acuerdo con ^{Bureau of Meteorology (2018)} en ese año se presentaron lluvias intensas en enero y febrero como efecto de la culminación de La Niña de 2008 y desde marzo hasta diciembre ocurrió un evento El Niño, lo que afectó las épocas ideales para siembra. Igualmente, los agricultores no perciben variación de la temperatura entre un año y otro, sino en el transcurso de ellos y relacionada con los meses y temporadas de sequía y de lluvia; según estos agricultores los meses con temperatura baja son diciembre- principios de enero y temperatura alta finales de enero y febrero.

Anomalías climáticas e incidencia en el cultivo de papa criolla

Precipitación.

El requerimiento óptimo de oferta hídrica durante todo el desarrollo vegetativo y proceso productivo de la papa criolla es, en promedio, entre 600 y 800 mm (^{Díaz-Valencia, 2016}; Doorembos et al., 1986 citado por ^{Díaz- Valencia, 2016}). En el municipio de Subachoque la precipitación promedio anual es de 802 mm, no obstante, el cultivo de papa criolla se desarrolla en un ciclo de 4 meses, por lo que es necesario conocer en cuáles meses existe la mejor oferta de agua proveniente de la precipitación.

Si se suman los promedios mensuales en grupos cuatrimestrales (Figura 3) se observa que el volumen de precipitación pluvial en los meses agrupados no llena los requerimientos de agua por ciclo de cultivo. Los meses con mayor precipitación se relacionan con ambas temporadas de lluvia en el año (promedio de 300 mm por ciclo). En consecuencia, se sugiere iniciar las siembras en marzo y/o agosto, debido a que en la parte media y final del cultivo se presentan los meses con las más altas precipitaciones, independiente de la influencia de los eventos ENOS. La menor precipitación durante el mes de siembra favorece el desarrollo del cultivo, mientras que el aumento constante del agua durante la parte media y final del período de crecimiento y el inicio de la formación de los tubérculos favorece la productividad (^{Fedepapa, 2009}).

Figura 3 Oferta de agua por precipitación en el municipio de Subachoque (Colombia). Por periodos de cuatro meses vs. rangos óptimos de demanda hídrica del cultivo de papa criolla (Solanum phureja). Periodos: marzo-abril-mayo-junio (MAMJ), abril-mayo-junio-julio (AMJJ), mayo-junio-julio-agosto (MJJA), junio-julio- agosto-septiembre (JJAS), julio-agosto-septiembre-octubre (JASO), agosto-septiembre-octubre- noviembre (ASON), septiembre-octubre-noviembre-diciembre (SOND), octubre-noviembre-diciembre-enero (ONDE), noviembre-diciembre-enero-febrero (NDEF) y diciembre-enero-febrero-marzo (DEFM). IDEAM-Estaciones meteorológicas de Subachoque, Cundinamarca. 

Temperatura.

La máxima temperatura promedio mensual (20 °C) supera la temperatura óptima (18 °C) del cultivo de papa criolla, con excepción de algunos meses cuando se presentan temperaturas nocturnas <2°C, que perjudican el desarrollo del cultivo y la producción de tubérculos (Figura 4). En todos los meses se presentan temperaturas máximas durante el día, las que sobrepasan el rango óptimo y reducen la humedad en el suelo y la productividad del cultivo, y favorecen la presencia de plagas. Según Valbuena, 2000 (citado en ^{Fedepapa, 2009}) la temperatura >20 °C favorece la producción excesiva de follaje y el desarrollo del tallo y reduce el inicio de la producción de tubérculos.

En la época seca la presencia de vapor seco en el aire durante el día permite una alta incidencia de los rayos del sol directamente sobre la planta y el aumento de la temperatura; mientras que en la noche ocurre una reducción significativa de ésta (^{García, 1962}), por lo que en diciembre, enero y febrero se presentan picos máximos de temperatura durante el día y < 2 °C en horas de la madrugada. En abril y agosto ocurren temperaturas diurnas por debajo del promedio máximo y en horas de la noche >2 °C, gracias a la presencia de nubes y la mayor humedad en el aire en época de lluvia (Figura 4).

Figura 4 Rango óptimo de temperatura para el desarrollo de la papa criolla (Solanum phureja) en el municipio de Subachoque (Colombia). 

Balance hídrico.

En la Figura 5 se observa el comportamiento bimodal de la precipitación a través del año, la cual no es suficiente para cubrir los requerimientos mensuales del cultivo. Con excepción de abril, mayo, octubre y noviembre, en los demás meses se presenta déficit de agua en el suelo asociado con la baja precipitación (ETR) y el consumo de agua por el cultivo de papa criolla. Este déficit disminuye en la medida que aumentan las lluvias en abril y mayo y finales de septiembre hasta noviembre, periodos en los cuales se acumula humedad en el suelo que ayuda a cubrir la demanda de agua del cultivo.

Figura 5 Balance hídrico mensual multianual, municipio de Subachoque (Colombia). Desarrollado con fórmulas de Thornthwaite (^{Claro, 1991}) y Turc (^{Sánchez, 2017}) 

En abril y mayo y entre finales de septiembre y noviembre el coeficiente R > 0.60 indica que son meses aptos para el cultivo, ya que la precipitación y acumulación de agua en suelo cubren la demanda mensual del cultivo de papa criolla. Por tanto, se puede inferir que la siembra por fuera de estos meses, debe contar con riego y balance hídrico diario específico para su localidad y tipo de suelo.

Estrategias para enfrentar los efectos de las variaciones de clima en el cultivo de papa criolla

Los agricultores generalmente toman decisiones para enfrentar los riesgos climáticos basadas en sus conocimientos ancestrales o en sus propias experiencias. Estas estrategias generalmente son conservadoras y no concuerdan con los cambios climáticos (^{Londoño-Deantonio, 2017}; ^{UNEA - FAO, 2011}).

En las estrategias identificadas en los talleres con la comunidad se encontró que en los años La Niña, como 2015, y en periodos secos (diciembre-febrero) los agricultores tienden a cambiar sus cultivos hacia la zona de alta montaña con el fin de evitar los efectos negativos la alta humedad en el suelo o la falta de agua (^{Hofstede, 2011}). No obstante, cuando la época seca es muy intensa, toman la decisión de no sembrar. Otras estrategias consisten en adquirir semillas resistentes a los cambios contrastantes de temperatura y al estrés hídrico; o en caso extremo, cambiar a la actividad ganadera.

Diseño de la AATP.

os calendarios agrícolas han sido un método tradicional que sirve para relacionar las condiciones de clima con los ciclos productivos o hacer pronóstico sobre estados de tiempo en el futuro (^{Fernández-Ros, 2010}). Es una herramienta de gran aceptación entre los agricultores y brinda información relevante del clima para la toma de decisiones.

En el calendario (SAATP), Asocriolla presenta las relaciones en términos de escaza productividad del cultivo por bajas precipitaciones, heladas y lluvias intensas y prolongadas que afectan la calidad del producto. En él se evidencia la relación de las variables climáticas con las épocas que presentan las mejores condiciones para el cultivo, además de incorporar recomendaciones que ayudan a la toma de decisiones.

En los talleres participativos se evidenció que los meses de siembra se relacionan con precipitación adecuada, calidad de la semilla, acceso a maquinaria, tecnificación, costos y precio de venta del producto; Asocriolla identificó que febrero y julio son las épocas óptimas de siembra, no obstante, el resultado del análisis estadístico y balance hídrico dio como resultado que los meses de siembra deben ser marzo y agosto. Finalmente, se compiló la información de ambos procesos en un calendario para 2019 en donde la primera temporada inicia en febrero y la segunda en julio, diferenciando las mejores fechas de siembra de acuerdo con las variables climáticas precipitación y temperatura.