Published

2021-01-01

Effect of climate change on burley tobacco crop calendars

Efecto del cambio climático en los calendarios de cultivo del tabaco burley

Keywords:

Water balance, crop calendar, climate change, agricultural demand modeling, Burley tobacco. (en)
Balance hídrico, Cambio climático, Modelación de demanda agrícola, Tabaco Burley. (es)

Authors

In Colombia, tobacco cultivation is an important generator of employment and income for farmers; however it faces different problems as low crop yield compared to other countries; specifically, in the north of the country, where the climatic conditions are less favorable and the productivity is lower than other areas of the country due to low mechanization. In order to improve the tobacco yield per hectare in the municipality of Ovejas, this research aimed to determine the water requirements of burley tobacco cultivation under conditions of climate variability to obtain optimal information for crop calendars. Water requirements of burley tobacco were determined using the crop water requirement equation. This calculation ethod was programmed in Python to automate the generation of maps, developing a tool that allowed a detailed analysis per unit area per week. Based on the results obtained, weeks 17 and 18 of the year (last week of April and first week of May, respectively) are proposed as optimal planting times, since the cycles of crops planted in this period showed precipitation surplus in the initial phase of cultivation, which is a critical phase for their development. Climate change simulation showed that crops must be continuously monitored in order to adapt to new weather conditions.

En Colombia, el cultivo de tabaco es un importante generador de empleo e ingresos para los agricultores; Sin embargo, se enfrenta a diferentes problemas, como el bajo rendimiento de los cultivos en comparación con otros países; específicamente, en el norte del país, donde las condiciones climáticas son menos favorables y la productividad es menor que en otras zonas del país debido a la baja mecanización. Con el fin de mejorar los rendimientos por hectárea del cultivo de tabaco en el municipio de Ovejas, el objetivo de esta investigación fue determinar los requerimientos hídricos del cultivo de tabaco burley bajo condiciones de variabilidad climática para obtener información óptima en las diferentes etapas del cultivo. La determinación de los requerimientos hídricos del cultivo de tabaco burley se llevó a cabo empleando la ecuación de requerimiento hídrico. Este método fue programado en Python para automatizar la generación de mapas, desarrollando una herramienta que permitió realizar un análisis detallado por unidad de área y por semana. A partir de los resultados obtenidos se propone como épocas óptimas de siembra las semanas 17 y 18 del año (última semana de abril y primera semana de mayo, respectivamente), ya que los ciclos de cultivos sembrados en estas épocas presentaron superávit de precipitación en la fase inicial del cultivo, fase crítica para su desarrollo. La simulación de cambio climático mostró que los cultivos deben monitorearse continuamente para adaptarse a las nuevas condiciones climáticas.

Downloads

Download data is not yet available.

References

Aguilera M. 2013. "Montes de María: Una subregión de economía campesina y empresarial," Documentos de trabajo sobre Economía Regional y Urbana 195, Banco de la Republica de Colombia. doi: 10.32468/dtseru.195

Alameda D, Anten N and Villar R. 2012. Soil compaction effects on growth and root traits of tobacco depend on light, water regime and mechanical stress. Soil and Tillage Research 120: 121-129. doi: 10.1016/j.still.2011.11.013

Allen RG, Pereira LS, Raes D and Smith M. 2006. Evapotranspiración del cultivo Guías para la determinación de los requerimientos de agua de los cultivos. Estudio FAO Riego y Drenaje. http://www.fao.org/3/a-x0490s.pdf.

Akinci Ş and Lösel D. 2012. Chapter 1. Plant Water-Stress Response Mechanisms, Water Stress, Ismail Md. Mofizur Rahman and Hiroshi Hasegawa, IntechOpen. Available from: https://www.intechopen.com/books/water-stress/plant-water-stress-response-mechanisms. doi: 10.5772/29578

Assimi MH, Biglonie M and Moghaddam S. 2004. Effect of irrigation management on tobacco yield in comparison with dry land farming. In: proceedings CORESTO Congress, Kyoto, Agro-Phyto Group, APost.

Barrientos JC, Plaza GA and Rojas J. 2012. Comparative analysis of flue-cured tobacco production costs in Santander and Huila (Colombia). Agronomia Colombiana 30(2): 289–296.

Biglouei MH, Assimi MH, and Akbarzadeh A. 2010. Effect of water stress at different growth stages on quantity and quality traits of Virginia (flue-cured) tobacco type. Plant, Soil and Environment. 56(2): 67–75. doi: 10.17221/163/2009-PSE

Çakir R, and Çebi U. 2010. The effect of irrigation scheduling and water stress on the maturity and chemical composition of Virginia tobacco leaf. Field Crops Research. 119(2–3): 269–276. doi: 10.1016/j.fcr.2010.07.017

DANE – Departamento Administrativo Nacional de Estadística. 2016. Agropecuary National Survey. Bogotá D.C., Colombia.

Diez J and Acreche MM. 2019. Respuesta del tabaco al riego deficitario para dos fechas de trasplante. Revista de Investigaciones Agropecuarias 45(1): 109–120.

Diez J, Toncovich ME and Rodríguez MB. 2014. Fecha de trasplante y requerimientos de nutrientes (N-P-K) en lotes tabacaleros de salta (Argentina). Ciencia Del Suelo 32(2): 209–218.

Doorenbos J and Pruitt WO. 1977. Guidelines for predicting crop water requirements. FAO Irrigation and Drainage Paper No. 24. Rome.

Gao HJ. 2006. Study on Water-saving Irrigation Schedule and Optimum Irrigation Index of Flue-cured Tobacco (M.E. Dissertation). Henan Agriculture University. Zhengzhou (in Chinese), China. 105 p.

Hernández CU, Castillo WE., Becerra XM and Hernández SB. 2013. Evaluación y comparación de métodos de interpolación determinísticos y probabilísticos para la generación de modelos digitales de elevación. Investigaciones Geográficas, Boletín del Instituto de Geografía, 82, 118-130.

Hoyos V and Plaza G. 2014. Technical evaluation of the fertilization of flue cured tobacco farming in Campoalegre and Garzon, Huila. Evaluación técnica de la fertilización en el cultivo de tabaco Virginia, en los municipios de Campoalegre y Garzón, Huila. Agronomía Colombiana 32(1): 78–85. doi: 10.15446/agron.colomb.v32n1.38679

IDEAM – Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales. 2010. National study of water 2010. Insituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales. Bogotá D.C., Colombia. 421 p.

IDEAM - Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales. 2015. National study of water 2015. Insituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales. Bogotá, DC. Colombia. 496 p.

IDEAM, PNUD, MADS, DNP and Cancillería Nacional. 2016. Inventario nacional y departamental de Gases Efecto Invernadero – Colombia. Tercera Comunicación Nacional de Cambio Climático. Bogotá D.C., Colombia.

IICA – Instituto Interamericano de Cooperación para la Agricultura. 2017. El agua para la agricultura de las Americas. México. 152 p.

Jerie S and Ndabaningi T. 2011. The impact of rainfall variability on rain-fed tobacco in manicaland province of zimbabwe. Journal of Sustainable Development in Africa 13(1): 241-250.

Ju XT, Chao FC, Li CJ., Jiang RF, Christie P and Zhang FS. 2008. Yield and nicotine content of flue-cured tobacco as affected by soil nitrogen mineralization. Pedosphere 18(2): 227–235. doi: 10.1016/ S1002-0160(08)60011-9

Lecours, N. 2014. Chapter 4. The harsch realities of Tobacco Farming: a review of socioeconomic, health and environmental impacts. pp 99-138. In: Leppan W, Lecours N and Buckles D (Eds). Tobacco control and tobacco farming. Separating myth from reality. Anthem Press. London, UK.

Liu Y, Song W and Deng X. 2017. Spatiotemporal Patterns of Crop Irrigation Water Requirements in the Heihe River Basin, China. Water 9(8): 616. doi: 10.3390/w9080616

McNee P, Warrell LA, and Van den Muyzenberg EWB. 1978. Influence of water stress on yield and quality of flue-cured tobacco. Australian Journal of Experimental Agriculture 18(94): 726–731. doi: 10.1071/EA9780726

Municipality of Ovejas. 2016. Plan de desarrollo municipal 2016-2019.

Muthappa SK, Hema R, Suryachandra TR, Ramegowdaa HV, Gopalakrishnaa R, Ramaa N, Mysore KS. (2010). Functional characterization of three water deficit stress-induced genes in tobacco and rabidopsis: an approach based on gene down regulation. Plant Physiology and Biochemistry 48(1): 35–44. doi: 10.1016/j.plaphy. 2009.09.005.

Parker RG. 2009. Evaluation of nitrogen sources and rates on yield and quality of modern flue-cured tobacco cultivars (Ph.D. Thesis). Graduate Faculty of North Carolina State University. Raleigh, NC.

Peng SZ, Gao XL, Yang SH, Yang J and Zhang HX. 2015. Water requirement pattern for tobacco and its response to water deficit in Guizhou Province. Water Science and Engineering 8(2): 96–101. doi: 10.1016/j.wse.2015.04.001

Ragab R, Evans JG, Battilani A and Solimando D. 2017. Towards Accurate Estimation of Crop Water Requirement without the Crop Coefficient Kc : New Approach Using Modern Technologies. Irrigation and Drainage 66(4): 469–477. doi: 10.1002/ird.2153

Shtereva L, Stoimenova E, Drumeva-Yoncheva M, Michailova B, Kartzeva T and Vassilevska-Ivanova R. 2017. Response of Virginia (flue-cured) tobacco genotypes to water-deficit stress. Archives of Biological Sciences 69(1): 119–127. doi: 10.2298/ABS160202085S

Torrente A, Gasca CA and Trujillo OE. 2008. Requerimientos Hídricos del Cultivo de Tabaco en el Departamento del Huila. Ingeniería y Región 5: 8–14.

Vargas A, Santos A, Cárdenas E. and Obregón N. 2011. Análisis de la distribución e interpolación espacial de las lluvias en Bogotá, Colombia. Dyna 78(167): 151-159.

Villazón J, Noris P and Gutiérrez G. 2019. Determinación de la precipitación efectiva en áreas agropecuarias de la provincia de Holguín. Universidad de Holguín. doi: 10.13140/RG.2.2.17394.76487