Calibración del modelo aquacrop para predición del uso del agua y del rendimiento del maíz en Nampula – Mozambique

Abstract

En Mozambique hay poca experiencia en el uso y aplicación de modelos computacionales para predecir rendimientos potenciales, evaluar el uso del agua en la agricultura o evaluar el efecto del cambio climático en la producción de cultivos. El cultivo de maíz es muy prometedor para cumplir la meta de incrementar la seguridad alimentaria de las familias africanas; sin embargo, este cultivo se ha visto afectado por los efectos del cambio climático, en especial bajo condiciones de cultivo de secano. El objetivo principal de este estudio fue calibrar el modelo AquaCrop para predecir los rendimientos del maíz, utilizando datos de suelo, clima y rendimiento de la región de Nampula en Mozambique, durante cinco temporadas consecutivas (2013-2018). Adicionalmente, se evaluó la productividad del agua con respecto a la transpiración del maíz (WPET) y el efecto de tres escenarios de cambio climático en el rendimiento de maíz en Nampula, Mozambique. Se puede concluir que fue posible utilizar el modelo AquaCrop para predecir los rendimientos del maíz de forma aceptable dentro un rango de error de un 15% respecto a los valores promedio medidos en la región de Nampula-Mozambique. Durante las 5 temporadas fue posible identificar que el principal factor de estrés fue el cierre de estomas, con un rango que varió entre 82 y 89%. En relación con la WPET, se puede observar que junto al rendimiento más alto de maíz se registró el valor más alto de WPET. La aplicación del modelo AquaCrop bajo tres escenarios de cambio climático y su efecto en el rendimiento del maíz en la Provincia de Nampula mostró que bajo el escenario de mayor estrés hídrico se reportaron los menores rendimientos y WPET. Además, bajo el escenario de mayor restricción hídrica se encontró una mayor variabilidad interanual en rendimiento y en la WPET.

In Mozambique, there is little experience in the use and application of computer models to predict potential yields, evaluate water use in agriculture, or assess the effect of climate change on crop production. Maize cultivation holds great promise for meeting the goal of increasing food security for African households; however, this crop has been affected by the effects of climate change, especially under rainfed conditions. The main objective of this study was to calibrate the AquaCrop model to predict maize yields using soil, climate and yield data from the Nampula region of Mozambique for five consecutive seasons (2013-2018). Additionally, water productivity with respect to maize transpiration (WPET) and the effect of three climate change scenarios on maize yield in Nampula, Mozambique were evaluated. It can be concluded that it was possible to use the AquaCrop model to predict maize yields acceptably within an error range of 15% with respect to the average values measured in the Nampula-Mozambique region. During the 5 seasons it was possible to identify that the main stress factor was stomata closure, with a range that varied between 82 and 89%. In relation to WPET, it can be observed that together with the highest maize yield, the highest WPET value was recorded. The application of the AquaCrop model under three climate change scenarios and its effect on maize yield in Nampula Province showed that under the highest water stress scenario the lowest yields and WPET were reported. In addition, under the most water restriction scenario, greater inter-annual variability in yield and WPET was found.