ABSTRACT The Sonoran semi-desert with its stressful conditions of high temperature, salinity and drought affect the plant physiological performance and productivity. In this region, a study was carried out with the aim of evaluating the dynamics of leaf development, NDVI (Normalized Difference Vegetation Index), leaf senescence time and primary productivity of Parkinsonia aculeata L. Sp. Pl. in three sites there where high temperatures conditions prevail. It was found that heat does not affect the development dynamics nor leaves length, however, drought does, reducing their development rate to 0.2 cm day-1. The NDVI was more affected by drought condition, with values lower than 0.79. Salinity caused leaves senescence at 67 days. Parkinsonia aculeata L. Sp. Pl. presented higher primary productivity under heat condition, generating 116 g m-2 month-1.

RESUMEN El semidesierto de Sonora con sus condiciones estresantes de altas temperaturas, salinidad y sequía afectan el desempeño fisiológico y la productividad de las plantas. En esta región se realizó un estudio con el objetivo de evaluar la dinámica del desarrollo de las hojas, el NDVI (Índice de Vegetación de Diferencia Normalizada), el tiempo de senescencia de las hojas y la productividad primaria de Parkinsonia aculeata L. Sp. Pl. en tres sitios donde prevalecen condiciones de altas temperaturas, salinidad y sequía. Se encontró que las altas temperaturas no afectan la dinámica del desarrollo ni la longitud de las hojas, sin embargo, la sequía reduce sí, reduciendo su ritmo de desarrollo a 0.2 cm día-1. La condición de sequía fue la que más afectó el NDVI se afecta más por la condición de sequía, con valores inferiores al 0.79. La salinidad causó la senescencia de las hojas a los 67 días. Parkinsonia aculeata L. Sp. Pl. presentó mayor productividad primaria en la condición de calor, generando 116 g m-2 mes-1.

Resumen Antecedentes: La alteración del reservorio de carbono, tiene implicación en la modificación a los ciclos biogeoquímicos. El cambio de uso y cobertura de suelo (CUCS) es uno de los principales precursores de estas alteraciones. Como consecuencia de las actividades primarias que ocurren en zonas áridas, los reservorios de carbono son continuamente modificados. La poca información y heterogeneidad de estas zonas incrementan la incertidumbre sobre los efectos en la dinámica del carbono por CUCS. El desarrollo de nuevas metodologías, como la incorporación del análisis de imágenes aéreas RGB (rojo/verde/azul) de alta-resolución, permitirá monitorear extensiva y continuamente el carbono en zonas áridas. Preguntas: ¿Es posible estimar almacén de carbono aéreo utilizando imágenes RGB obtenidas mediante vehículos aéreos no tripulados? Sitio y años de estudio: Comunidades de matorral subtropical y pradera de buffel localizadas en la región central de Sonora, México. Agosto-octubre, 2019 y 2020. Métodos: a) Se realizaron censos de vegetación leñosa in situ, para estimar almacén de carbono en biomasa aérea (ACBA) con ecuaciones alométricas (método directo), b) Se calculó ACBA, utilizando ecuaciones alometricas y métricas de vegetación obtenidas de imágenes RGB (método indirecto). Resultados: La introducción de buffel implica la reducción de individuos leñosos, y disminución del ACBA. En total, el matorral contiene 10.35 Mg C/ha, y la pradera 3.20 Mg C/ha. Se encontró correlación y significancia entre método directo e indirecto. Conclusiones: Establecer buffel, reduce el ACBA hasta un 70 %. El uso de imágenes RGB permitió estimar ACBA en zonas áridas/semiáridas.

Abstract Background: The alteration of the carbon reservoir stored in vegetation, imply the modification of biogeochemical cycles. The change of land use and cover (CUCS) is one of the main drivers for these alterations. As a consequence of the primary activities occurring in arid/semiarid lands, carbon reservoirs are continually modified. The limited information and heterogeneity of these environments increase the uncertainty regarding the effects on carbon dynamics consequence of CUCS. The development of new methodological approaches, such as the incorporation of aerial high-resolution RGB (red/green/blue) imagery analyses, will allow extensive and continuous monitoring of carbon in arid zones. Questions: Is it possible to estimate aboveground carbon stock using RGB images obtained by Unmanned Aerial Vehicles? Site and years of study: Subtropical scrub and buffel grassland communities, located in the central Sonora, Mexico. August-October 2019 and 2020. Methods: a) In situ woody vegetation censuses were carried out to estimate carbon stock in aerial biomass (ACBA) using allometric equations (direct method), b) ACBA was calculated, using allometric equations and vegetation metrics obtained from aerial RGB images. Results: The introduction of buffel grassland implies the reduction of woody individuals, therefor, a decrease in ACBA. In total, the scrub contains 10.35 Mg C/ha, and buffel grassland around 3.20 Mg C/ha. There are correlation and significance between direct and indirect methods. Conclusions: Establishing buffel grassland reduces the ACBA, up to 70 %. The use of RGB images allowed us to estimate ACBA in arid zones.

Parkinsonia aculeata L. (palo verde) it is native to semidesert region and seasonally dry tropical forests. A more detailed study of the biochemical composition of its organs could offer information for its use for pest and disease biocontrol in species of agricultural and economic interest. This research aimed to determine the content of polyphenols and flavonoids in hydroalcoholic extracts obtained from the stems and leaves of P. aculeata and its phytotoxicity in tomato seedlings applied at the early stages of growth. The extracts were applied at 15, 25 and 35 days after emergence (DAE). The highest content of polyphenols and flavonoids was obtained in the leaves, and the polyphenol concentration exceeded that of flavonoids. The hydroalcoholic extracts, of both stems and leaves, presented level 5 phytotoxicity in tomato plants at 15 DAE. However, from 25 DAE, there was no phytotoxicity. At 35 DAE, there was only phytotoxicity when the volume of both organs was 5 mL Plant-1. There was a significant interaction between organ and volumes factors. The study shows that leaf and stem extracts can be used for fusarium wilt biocontrol without causing phytotoxicity in tomato plants from 25 days, using volumes between 1 and 3 mL plant-1.

Parkinsonia aculeata L. (palo verde) es originaria de regiones semidesérticas y bosques tropicales estacionalmente secos, aunque se distribuye en varias regiones del mundo. Entre las principales características de esta especie se encuentran el tallo verde, plantas reducidas, vegetales moniliformes, número mínimo de plagas y enfermedades que la afectan. Un estudio más detallado de la composición bioquímica de sus órganos podría ofrecer información para su uso en el biocontrol de plagas y enfermedades en especies agrícolas de interés económico. El presente estudio tuvo como objetivo determinar los contenidos de polifenoles y flavonoides en extractos hidroalcohólicos de tallos y plantas de P. aculeata y la fitotoxicidad en plántulas de tomate, aplicado en etapas tempranas de desarrollo. Los extractos se aplicaron a los 15, 25 y 35 días después de la emergencia (DPE). El mayor contenido de polifenoles y flavonoides se obtiene hoy en día y la concentración de polifenoles supera a la de flavonoides. Los extractos hidroalcohólicos, tanto de tallo como de hoy, presentan un nivel 5 de fitotoxicidad en plantas de tomate, sin embargo, a partir del 25 DPE no existe fitotoxicidad. A los 35 DPE solo existió fitotoxicidad cuando se aplicó el volumen de 5 mL de Plant-1 de ambos órganos. Hubo una interacción significativa entre el órgano y las fuentes de variación de volumen. El estudio demuestra que los extractos de plantas y tallos pueden ser utilizados para el biocontrol de fusariosis sin causar fitotoxicidad en plantas de tomate a partir de los 25 días, utilizando dosis entre 1 y 3 mL planta-1.

Parkinsonia aculeata L. (palo verde) es originaria de región semidesértica y bosques tropicales estacionalmente secos, aunque se distribuye en varias regiones del mundo. Entre las principales características de esta especie es el tallo verde, hojas reducidas, legumes moniliformes, mínima cantidad de plagas y enfermedades que la afectan. Un estudio más detallado de la composición bioquímica de sus órganos pudiera ofrecer información para su uso en el biocontrol de plagas y enfermedades en especies agrícolas de interés económico. El presente estudio tuvo como objetivo determinar los contenidos de polifenoles y flavonoides en extractos hidroalcohólicos de tallos y hojas de P. aculeata y la fitotoxicidad en plántulas de tomate, aplicados en estadios iniciales del desarrollo. Los extractos fueron aplicados a los 15, 25 y 35 días posteriores a la emergencia (DPE). El mayor contenido de polifenoles y de flavonoides se obtuvo en las hojas y la concentración de polifenoles superó a la de los flavonoides. Los extractos hidroalcohólicos, tanto de tallos como de hojas presentaron fitotoxicidad de nivel 5 en las plantas de tomate, sin embargo, a partir de los 25 DPE no existió fitotoxicidad. A los 35 DPE solo existió fitotoxicidad cuando se aplicó el volumen de 5 mL Planta-1 de ambos órganos. Existió interacción significativa entre las fuentes de variación órganos y volumen. El estudio demuestra que se pueden emplear extractos de hojas y tallos para el biocontrol de fusariosis sin causar fitotoxicidad en plantas de tomate a partir de los 25 días, empleando dosis entre 1 y 3 mL planta-1.

SUMMARY It is known that for many latitudes worldwide, significant changes in climate variables are predicted for many latitudes worldwide, which mainly include variations in precipitation patterns, temperature increases and CO2 concentrations; such events, commonly known as climate change, affect the metabolism of forest species, which due to their importance on earth have received special attention from the scientific community, especially in regard to the description of physiological and biochemical mechanisms involved in plants response and adaptation to abiotic stress. Several studies have been developed on this topic, some of them have used stable isotope techniques, which have allowed a better understanding of processes such as water use efficiency and gas exchange in plants, which are related to the carbon and water balance of ecosystems. The present review aims to compile some of the main advances in the use of stable isotopes in forestry science. Although the advances on this subject are significant in such aspects as the description of the origin of plants water uptake, its photosynthetic pathway, changes in the transpiration rate of forest species, the effects of climatic factors on the differential growth of their tissues, and the nitrogen origin during mineral nutrition, in the future such studies will allow a calculation and modeling of photosynthesis, a better understanding of variations in transpiration and nitrogen nutrition efficiency over time.

RESUMEN Para muchas latitudes en todo el mundo, se prevén cambios significativos en las variables climáticas, que incluyen principalmente fluctuaciones en los patrones de precipitación, aumentos de temperatura y concentraciones de CO2; tales eventos, comúnmente conocidos como cambio climático, afectan el metabolismo de las especies forestales, que debido a su importancia en la tierra han recibido especial atención por parte de la comunidad científica, especialmente en lo referente a la descripción de los mecanismos fisiológicos y bioquímicos involucrados en la respuesta de las plantas y la adaptación al estrés abiótico. Varios estudios se han desarrollado sobre este aspecto, algunos de ellos han utilizado técnicas de isótopos estables, lo que ha permitido una mejor comprensión de procesos como la eficiencia en el uso de agua y el intercambio de gases en las plantas, fenómenos relacionados con el balance de carbono y agua de los ecosistemas. La presente revisión tiene como objetivo recopilar algunos de los principales avances en el uso de isótopos estables en la ciencia forestal. Si bien los avances en este tema han sido significativos en aspectos tales como la descripción del origen de la absorción de agua por parte de las plantas, su ruta fotosintética, los cambios en la tasa de transpiración de las especies forestales, los factores climáticos que afectan el crecimiento diferencial de sus tejidos y el origen del nitrógeno durante la nutrición mineral, en el futuro tales estudios permitirán un cálculo y modelado de la fotosíntesis, una mejor comprensión de las variaciones en la transpiración y la eficiencia de la nutrición con nitrógeno a través del tiempo.

An experiment, under field conditions, in the Valle del Yaqui, Sonora, Mexico, was established which consisted of raising the temperature of the wheat at 2 °C above the ambient canopy temperature during the crop phenology to determinate warming effect on total soluble proteins (PST) and carbohydrates (CST) in stems and grain and the total soluble carbohydrates mobilization rate within the stem (TMC), and the NDVI. CIRNO C2008, a crystalline wheat variety was used as an experimental model. The PST, due to warming effect, decreased significantly in the heading phenophase in more than half of the Control treatment, aspect that denotes an early senescence. However, the CST content in the stem was higher in the heat treatment when it was determined 10 days after flowering. In the maturity there were no significant differences. The imposed heat did not affect the TMC. In the grain, heat did not affect the PST content but the CST content increased. The NDVI, due to heat effect, decreased from the stem elongation to maturity. The maximum value occurred, in the treatments, in flowering, demonstrating warming tolerance of the used variety to the occurrence of this phenophase. Such results suggest the feasibility of using CIRNO C2008 as a possible progenitor for breading in front heat stress

Se estableció un experimento en condiciones de campo en el Valle del Yaqui, Sonora, México, que consistió en elevar la temperatura del trigo en 2 °C por encima de la temperatura ambiente del dosel durante la fenología del cultivo y determinar su efecto en los contenidos de proteínas (PST) y carbohidratos solubles totales (CTS) en tallos y en grano, la tasa de movilización de los carbohidratos (TMC) del tallo, y el índice de vegetación de diferencia normalizada (NDVI). Se utilizó como modelo experimental la variedad de trigo cristalino CIRNO C2008. El contenido de PST, por efecto del calor disminuyó significativamente en la fenofase de espigamiento respecto al tratamiento de Control, lo que denota una senescencia temprana. El contenido CST en el tallo fue mayor en el tratamiento de Calor cuando se determinó 10 días después de la floración. En la maduración no existieron diferencias significativas. El calor impuesto no afectó la TMC. En el grano, el calor no afectó el contenido de PST, pero sí se incrementó el contenido de CST. El NDVI, debido al calor, disminuyó a partir de la fenofase de elongación del tallo hasta la maduración. El máximo valor de NDVI ocurrió, en los tratamientos en la floración, demostrando tolerancia de la variedad al calor para la ocurrencia de esta fenofase. Tales resultados sugieren la factibilidad del uso de CIRNO C2008, como posible progenitor para programas de mejora genética ante el estrés térmico

Abstract Due to the importance of the correct selection of progenitors for an effective genetic improvement in highly productive wheat regions such as the state of Sonora, which contributes 50% of the wheat in Mexico, we conducted a study of morphoagronomic variables of the crystalline wheat CIRNO C2008 variety. The objective was to determine the genetic stability index of the grain yield components in the Valle del Yaqui and Valle del Mayo, during the sowing seasons of 2007-2015. In addition, physiological and agronomic traits were evaluated in the 2015-16 cycle in an area established in CETT-910, as a representative site of the Valle del Yaqui, which were compared with the varietal descriptor and correlated with grain yield to contribute to its physioagronomic characterization. The experimental design was completely randomized and data were taken from different sites of the valleys mentioned in the state of Sonora. The highest grain yield was obtained in the Valle del Yaqui. The variables of plant height and spike length were the components of the yield with the highest index of genetic stability. The variety phenophases occurred properly without affecting the biological cycle. The grain yield in the CETT-910, in the 2015-2016 cycle, was higher than that obtained by the varietal descriptor as a result of good nutritional status and high photosynthesis. The results show that CIRNO C2008 maintains genetic stability of the yield components after eight years of being released for agricultural production in the Valle del Yaqui and Valle del Mayo.

Resumen Debido a la importancia de la correcta selección de progenitores para una mejora genética efectiva en regiones altamente productoras de trigo como el estado de Sonora, que aporta 50 % del trigo en México, se realizó un estudio de variables morfoagronómicas de la variedad de trigo cristalino CIRNO C2008. El objetivo fue determinar el índice de estabilidad genética de los componentes del rendimiento de grano en los Valles del Yaqui y del Mayo, en las épocas de siembra de 2007-2015. Además se evaluaron caracteres fisiológicos y agronómicos en el ciclo 2015-16 en un área establecida en el CETT-910, como un sitio representativo del Valle del Yaqui, los cuales se compararon con el descriptor varietal y se correlacionaron con el rendimiento de grano para contribuir a su caracterización fisioagronómica. El diseño experimental fue completamente aleatorizado y se tomaron datos de diferentes sitios de dichos Valles del estado de Sonora. El mayor rendimiento en grano se obtuvo en el Valle del Yaqui. Las variables altura de la planta y la longitud de la espiga fueron los componentes del rendimiento con mayor índice de estabilidad genética. Las fenofases de la variedad transcurrieron debidamente sin afectar el ciclo biológico. El rendimiento de grano, en el CETT-910 en el ciclo 2015-2016, fue superior al obtenido por el descriptor varietal como resultado de buen estado nutricional y alta fotosíntesis. Los resultados muestran que CIRNO C2008 mantiene estabilidad genética de los componentes del rendimiento tras ocho años de liberada para la producción agrícola en los Valles del Yaqui y del Mayo.

Abstract The effect of salinity on the stress tolerance degree and the radioinduction effectiveness of callus mutations of three common wheat varieties during in vitro culture was studied. The researcg was developed at the Center for Genetic Engineering Biotechnology (CIGB) of Havana, Cuba in the period from November 2015 to February 2016 in a genetic improvement program for tolerance to salt stress in in vitro culture phase. The variables cell permeability, peroxidase activity, soluble protein concentration and abscisic acid synthesis were evaluated at 24 h, 30 days and 70 days of callus exposure to treatments, which consisted of electrical conductivities (EC) of 0.02, 5, 7, 9 dS m-1 in the culture medium. An increase in PMC was observed at 24 h as the initial salinity stimulating effect, values that decreased as the EC and the time of exposure to stress increased. Peroxidase activity increased to 7 dS m-1 in all three varieties but the trend was to be maintained or decreased when CE increased. Similar response showed total soluble proteins. The concentration of ABA increased by more than 25 units in the varieties and the hypothesis of its synthesis was ruled out from photosynthetic and protective pigments.The evaluation showed the positive effect of radioinduction on wheat tolerance to saline stress.

Resumen Se estudió el efecto de la salinidad en el grado de tolerancia al estrés y la efectividad de la radioinducción de mutaciones en callos de tres variedades de trigo harinero durante el cultivo in vitro. El estudio se desarrolló en el centro de Ingeniería Genética Biotecnología (CIGB) de la Habana, Cuba en el período comprendido entre noviembre de 2015 a febrero de 2016 en un programa de mejora genética para tolerancia a estrés salino en fase de cultivo in vitro. Se evaluaron las variables permeabilidad de las membranas celulares, actividad peroxidasa, concentración de proteínas solubles y síntesis de ácido abscísico a las 24 h, 30 días y 70 días de exposición de los callos a los tratamientos, los cuales consistieron en conductividades eléctricas (CE) de 0.02, 5 , 7, 9 dS m-1 en el medio de cultivo. Se observó a las 24 h, un incremento de la PMC como efecto estimulante inicial de la salinidad, valores que disminuyeron conforme se incrementó la CE y el tiempo de exposición al estrés. La actividad peroxidasa se incrementó hasta los 7 dS m-1 en las tres variedades pero la tendencia fue a mantenerse o disminuir cuando se incrementó CE. Respuesta similar mostraron las proteínas solubles totales. La concentración de ABA aumentó en más de 25 unidades en las variedades quedando descartada la hipótesis de su síntesis a partir de pigmentos fotosintéticos y protectores.La evaluación realizada demostró el efecto positivo de la radioinducción en la tolerancia del trigo al estrés salino.

Heat stress in plants trigger responses that affect phenology, physiology, metabolism, and in some cases modify genetic expression, causing variations on agronomic and industrial yield in crops such as wheat. Although not all species and varieties show similar responses to heat stress, monitoring the response of the available germplasm through physiological, biochemical and molecular indicators will allow to identify possible progenitors for genetic improvement, and to recommend tolerant genotypes to regionalize varieties. Given the imminence of climate change that includes significant increases of temperature in several regions where wheat is grown, it is necessary to assess its effects. An important step in this direction is to know the actual state of current research related to the heat stress response. In the present article some heat stress effects on wheat are described due to its importance for human and animal food, and its contributions to the international economy

El estrés por altas temperaturas en las plantas origina respuestas que afectan su fenología, fisiología, metabolismo y en algunos casos se modifica la expresión génica, ocasiona variaciones en los rendimientos y la calidad de industrialización de cultivos como el trigo (Triticum aestivum L. y T. durum L.). Aunque no todas las especies y cultivares responden del mismo modo al calor, el monitoreo de la respuesta del germoplasma disponible a través de indicadores fisiológicos, bioquímicos y moleculares permitirá identificar posibles progenitores para la mejora genética, y recomendar genotipos tolerantes. El cambio climático incluye aumentos significativos de la temperatura en regiones donde se cultiva trigo, por lo cual un paso importante es conocer el estado actual de las investigaciones relacionadas con su respuesta al estrés térmico. En el presente artículo se describen algunos de los efectos del estrés por calor en el cultivo del trigo por su importancia para la alimentación humana y animal, además su contribución a la economía internacional

Salinity tolerance was evaluated through physiological, biochemical and agronomical indicators in six Mexican wheat varieties cultivated under field conditions in Cuba, in order to recommend those better responding to salinity stress-affected soils. The electric conductivity (CEes) of salty soils employed in the study was 7,25 dS m-1; a soil with an electric conductivity of CE 0,46 dS m-1 was used as control, both classified as Vertisols. To differentiate varietal tolerance degree to saline stress the following variables were evaluated: germination percentage, plant height, root length and dry matter accumulation; relative water content, transpiration, osmotic adjustment, saturated osmotic and water potentials, proline accumulation and agricultural yield. In all varieties, a significant decrease of the evaluated indicators was observed, germination and transpiration being the most affected variables. Due to salinity stress, osmotic and consequently water potentials diminished in every variable whereas osmotic adjustment took place. Proline content increased significantly under saline conditions. Yield showed significant differences among varieties, with values from 4,4 to 5,4 t ha-1. Salinity tolerance evaluation allowed to classify Júpare C2001 as tolerant variety, Banámichi C2004 and Samayoa C2004 as moderately tolerant varieties, whereas Aconchi C89, Rafi C97 and Nácori C97 as susceptible varieties, recommending them in the same order where CEes= 7,25 dS m-1

Se evaluó la tolerancia a la salinidad de seis variedades mexicanas de trigo, a través de indicadores fisiológicos, bioquímicos y agronómicos, con la finalidad de recomendar las de mejor respuesta para suelos afectados por el estrés salino. La conductividad eléctrica (CEes) del suelo salino empleado en el estudio fue de 7,25 dS m-1; como control se empleó un suelo con una CE de 0,46 dS m-1, ambos son suelos agrupados como Vertisoles. Para diferenciar el grado de tolerancia varietal al estrés salino se evaluaron las variables porcentaje de germinación; altura de la planta; longitud de las raíces y acumulación de materia seca; contenido relativo de agua; transpiración; potenciales hídrico, osmótico saturado y ajuste osmótico; acumulación de prolina y rendimiento agrícola. En todas las variedades se observó una disminución significativa de los indicadores evaluados en el suelo salino, siendo la germinación y transpiración las variables más afectadas. Por efecto de la salinidad, el potencial osmótico y, en consecuencia el hídrico, disminuyeron significativamente en todas las variedades, teniendo lugar el ajuste osmótico. El contenido de prolina se incrementó significativamente en condiciones de estrés salino. El rendimiento agrícola presentó diferencias significativas entre variedades, con valores desde 4,4 a 5,4 t ha-1 en el suelo salino. La evaluación de la tolerancia a la salinidad permitió clasificar como tolerante la variedad Júpare C2001, moderadamente tolerantes las variedades Banámichi C2004 y Samayoa C2004 y susceptibles las variedades Aconchi C89, Rafi C97 y Nácori C97, recomendando tales variedades en el mismo orden cuando la CEes sea igual o menor de 7,25 dS m-1

Abstract: Soil respiration (RS) is the second largest CO2 exchange pathway between the soil surface and the atmosphere, just after photosynthesis. CO2 diffusion from the soil into the atmosphere is a function of other factors such as humidity and soil texture, causing RS to vary spatially within ecosystems and making its study difficult. To advance knowledge about the spatial patterns of RS, it is necessary to develop agile portable systems. The objective of this work was to design a portable system for determining soil respiration from different ecosystems. The system was based on the closed dynamic chambers technique, which creates a closed ambient between the soil surface and an infrared gas analyzer to monitor the increase in CO2 concentration during 150 seconds. In order to test the system, soil samples were collected below canopies of representative species of a xeric shrubland (Acacia cochliacantha, an association of Fouquieria-Jatropha, and Parkinsonia praecox) as well as in exposed areas, in a wetting/drying cycle. The results show that under humid conditions (10% Vol.) soils influenced by P. praecox have the largest RS fluxes (8.8 ± 1.42 μmol m-2 s-1), the sites influenced by Fouquieria-Jatropha showed the smallest RS fluxes (3.9 ± 1.23 μmol m-2 s-1) and A. cochliacantha sites and the exposed areas showed similar intermediate values (5.7 ± 1.23 μmol m-2 s-1 y 5.6 ± 1.23 μmol m-2 s-1 respectively). During dry days, RS was below 0.5 μmol m-2 s-1 even though RS was higher under A. cochliacantha. The variation observed is within the ranges reported in the literature, demonstrating that the system has the sensitivity needed to detect spatial and temporal variations in RS.

Resumen: La respiración del suelo (RS) es la segunda mayor vía de intercambio de CO2 de la superficie terrestre a la atmósfera, solo después de la fotosíntesis. La difusión del CO2 del suelo a la atmósfera está en función de otros factores, como la humedad y textura del suelo. Estos hacen que la RS varíe espacialmente dentro de los ecosistemas, dificultando su estudio. Para avanzar en el conocimiento acerca de los patrones espaciales de la RS, se requiere desarrollar sistemas de mediciones ágiles y portátiles. El objetivo del presente trabajo fue diseñar un sistema portátil para determinar la variación espacial de la RS en suelos de diferentes ecosistemas. El sistema se basó en la técnica de cámaras dinámicas cerradas, donde se crea un ambiente cerrado entre el suelo y un analizador de gases infrarrojo, para monitorear el incremento de la concentración de CO2 durante 150 segundos. Para probar el sistema se colectaron muestras de suelo debajo de doseles de especies representativas de un matorral xerófilo (Acacia cochliacantha, una asociación de Fouquieria-Jatropha, y Parkinsonia praecox), y de espacios expuestos, sometiéndolas, a un ciclo de humedecimiento y secado. Los resultados muestran que en condiciones húmedas (10% Vol.) los suelos influenciados por P. praecox tienen las mayores tasas de RS (8.8 ± 1.42μmol m-2 s-1). Los suelos influenciados por Fouquieria-Jatropha presentaron las tasas menores (3.9 ± 1.23 μmol m-2 s-1), mientras que los de A. cochliacantha y los espacios expuestos presentaron tasas intermedias comparables (5.7 ± 1.23 μmol m-2 s-1 y 5.6 ± 1.23 μmol m-2 s-1 respectivamente). Durante los días secos, RS se mantuvo a menos de 0.5 μmol m-2 s-1 en todos los casos aunque hubo una clara tendencia de ser mayor en los suelos influenciados por A. cochliacantha. La variación de estas tasas se encontró dentro de los rangos reportados en la literatura, demostrando que el sistema cuenta con la sensibilidad necesaria para detectar la variación espacial y temporal de la RS en estudios de ecosistemas.

This work discusses the development of a process to approach the study of spatial and temporal rainfall patterns in Mexico, considering historical information for at least 20 years from 2 165 weather stations belonging to the National Weather Service. Outlier data were eliminated and estimates were made using ClimGen, provided that the missing information did not exceed 25% of the total. Goodness-of-fit was tested with respect to the two-parameter gamma distribution for the annual period and the period from May to October, the latter of which registers 80% of the annual rainfall in Mexico. It was noted that 1 786 of the stations for the annual period and 1 727 stations for May to October adjusted to the gamma distribution. The following spatial interpolation techniques were assessed: kriging, co-kriging, inverse distance and thin-plate smoothing spline. The latter showed lower mean square error and was considered in the interpolation of the shape and scale parameters to generate precipitation maps for 70, 80 and 90% rainfall probability. Finally, we analyzed the frequency, duration and intensity of wet and dry periods in Mexico considering the classification by the Standardized Precipitation Index (SPI), which is interpolated to generate annual raster maps for the period 1961-2003 with a resolution of 900 meters. An increase was observed in the duration of droughts and a decrease in their intensity. This research aims to help improve the modeling of the hydrological cycle, the study of climate change and the delineation of vulnerable areas in Mexico.

Se desarrolla un proceso metodológico para el estudio de la variación espacio-temporal de la precipitación pluvial en México, considerando información histórica de al menos veinte años a partir de 2 165 estaciones climatológicas pertenecientes al Servicio Meteorológico Nacional; se eliminaron datos atípicos y fueron estimados con ClimGen, siempre y cuando la información faltante no sobrepasara el 25% del total. Se probó bondad de ajuste con respecto a la distribución gamma de dos parámetros en los periodos anual y mayo-octubre; este último, por registrar el 80% de la precipitación pluvial anual en México. Se observó que en 1 786 estaciones del periodo anual y en 1 727 del periodo mayo-octubre se ajustaron a la distribución gamma. Se evaluaron las técnicas de interpolación espacial: kriging, cokriging, inverso de la distancia y thin plate smoothing spline; este último registró menor cuadrado medio del error, y se consideró en la interpolación de los parámetros de forma y escala, para generar mapas de precipitación pluvial al 70, 80 y 90% de probabilidad. Finalmente, se analizó la frecuencia, duración e intensidad de periodos húmedos y secos en México, considerando la clasificación del Índice Estandarizado de Precipitación (SPI), el cual se interpoló para generar mapas raster anuales en el periodo 1961-2003, con resolución de 900 metros; se observó incremento en la duración de las sequías y disminución en su intensidad. Esta investigación pretende coadyuvar a mejorar la modelación del ciclo hidrológico, al estudio del cambio climático y a la delimitación de zonas vulnerables en México.

A study was conducted in the dry forests of the Piura Region, Peru, in order to assess changes in land cover and land use. Digital image processing of LANDSAT 5 satellite images registered from 1999 to 2001 was used, through a supervised classification using a maximum likelihood algorithm. Results from the process were compared with a land cover & land use map made by INRENA with visual interpretation of LANDSAT 5 images registered from 1986 to 1994. Imagery from 1999 and 2001 were classified with 89 % of success when compared with INRENA’s classification. This comparison allowed the assessment of spatial and temporal dynamics of dry forests and to quantify deterioration and/or improvements. 38% of the dry forest remained unvaried, 13 % improved their condition, and 23% tended to reduce their coverage. Digital image processing can speed up the process and is more accurate than the visual interpretation used in INRENA’s baseline study.

Se realizó el estudio del bosque seco localizado en la región Piura, Perú con el objetivo de evaluar el cambio de la cobertura y el uso de la tierra. Se utilizó el procesamiento digital de imágenes del satélite LANDSAT 5 registradas entre 1999 y el 2001, a través de una clasificación supervisada, usando el algoritmo de máxima verosimilitud. Los resultados se compararon con el mapa de bosques secos elaborado por INRENA con interpretación visual de imágenes LANDSAT 5 registradas entre 1986 y 1994. Las imágenes de 1999 y 2001 fueron clasificadas con un acierto del 89 % y al compararlas con la clasificación de INRENA, permitieron evaluar la dinámica espacio temporal de los bosques secos, cuantificando los retrocesos y mejoras de los mismos. El 38% del área del bosque seco permaneció sin variación, mientras que 13% mejoró su condición y el otro 23% tiende a la reducción de su cobertura. El procesamiento digital de imágenes de satélite permite agilizar el proceso y ser más precisos que la interpretación visual utilizada en el estudio de línea de base del INRENA.

In the Yaqui Valley, Sonora, Mexico, agriculture depends on the reservoir system built in the Yaqui River basin, which has a storage capacity of 7008.4 hm³. For the 2003-2004 autumn-winter crop cycle, water utilization was not authorized for agricultural use due to the low storage level. In response, 350 million cubic meters of water was extracted from the aquifer. According to recent studies, most of the acquifer contains 1000 to 5000 mg L-1 total dissolved solids. The objective of this study was to assess the water quality of 224 samples and classify them according to the best-known criteria. 164 samples were selected that had an ionic balance error of less than 5%, and the necessary parameters were calculated to classify the water for agricultural purposes. The average values for the evaluated characteristics were the following: pH, 7.25; electrical conductivity, 2.06 dS m-1; Na+, 8.5; Ca2+, 7.69; Mg2+, 5.08; SO4(2-), 4.57; CO3(2-), 0.83; HCO3-, 3.3; Cl-, 12.5 meq L-1; sodium adsorption (SAR), 3.91; corrected SAR, 4.44; adjusted SAR, 8.82; adjusted SAR HCO3-/Ca2+, 4.38; effective salinity, 14.8; potential salinity, 14.7; residual sodium carbonate, 0.57; permeability index, 53.3; percentage of exchangeable sodium (PES), 5.83. Water extracted from the Yaqui Valley aquifer shows that its use for irrigation of saline-sensitive species should be limited. Moreover, some wells have water of a quality that is not suitable for agricultural use since it could provoke an increase in soil salinity. In addition, the concentration of toxic ions such as Na+ and Cl- is high and is considered to be an additional restriction. Regarding Na+, most of the water samples extracted indicate a low risk of sodifying the soil, coinciding with most of the classification schemes used.

En el valle del Yaqui, Sonora, México, la actividad agrícola depende del almacenamiento de agua en el sistema de presas construido en la cuenca del río Yaqui, el cual tiene una capacidad de almacenamiento de 7008.4 hm³. Sin embargo, para el ciclo otoño-invierno 2003-2004 no se autorizó la utilización de esta agua para uso agrícola, debido al bajo nivel de almacenamiento. En respuesta a esto, se extrajeron del acuífero aproximadamente 350 millones de m³ de agua. De acuerdo con estudios recientes, la mayor parte del acuífero contiene un intervalo de 1000 a 5000 mg L-1 de sólidos totales disueltos. El objetivo de esta investigación fue estudiar la composición iónica de 224 muestras de agua y clasificarlas de acuerdo con los criterios más conocidos. Se seleccionaron 164 muestras que cumplieron con un error de balance iónico menor de 5% y se calcularon los parámetros necesarios para clasificar el agua desde el punto de vista agrícola. El valor promedio para las características evaluadas fue: pH, 7.25; conductividad eléctrica, 2.06 dS m-1; cationes en meq L-1: Na+, 8.5; Ca2+, 7.69; Mg2+, 5.08; aniones en meq L-1: SO4(2-), 4.57; CO3(2-), 0.83; HCO3-, 3.3; Cl-, 12.5; relación de adsorción de sodio (RAS), 3.91; RAS corregido, 4.44; RAS ajustado, 8.82; RAS corregido por HCO3-/Ca2+, 4.38; salinidad efectiva, 14.8; salinidad potencial, 14.7; carbonato de sodio residual, 0.57; índice de permeabilidad, 53.3, y porciento de sodio intercambiable (PSI), 5.83. El agua extraída del acuífero del valle del Yaqui muestra limitaciones para la irrigación de especies sensibles a la salinidad, además de que existen pozos que extraen agua, cuya calidad no es recomendable para uso agrícola y cuya utilización podría provocar un incremento en la salinidad del suelo. Por otra parte, la concentración de iones tóxicos como Na+ y Cl-es alta, lo cual se considera una restricción adicional. Con relación al Na+, la mayoría de los pozos extraen agua con un riesgo bajo de sodificar el suelo, en lo cual coinciden la mayoría de los esquemas de clasificación utilizados.

This study was conducted in the digital agro-maps laboratory of the Central Gulf region of the National Research Institute for Forestry, Agriculture and Livestock in 2007. The objective was to compare four rain interpolation methods using the historic precipitation data of September from the period 1961 to 2003 of 147 climatic stations belonging to the National Weather Service. These stations cover a region of the windward and leeward direction in Mexico. In order to define a suitable method, four interpolation methods were compared: inverse of the distance, krigging, co-krigging and thin plate smoothing spline. Data was analyzed to define if there is relationship of rainfall with altitude, longitude and distance from the ocean. The method of Thin Plate Smoothing Spline was superior since it gave the lowest mean square error followed by the method of krigging and co-krigging using gaussan method. It is important to mention that with the co-krigging method, altitude was used as a covariate despite that there was not a strong correlation of this variable with precipitation. The last option for rainfall data interpolation was the inverse of the distance with optimized values.

La presente investigación se realizó en el laboratorio de agromapas digitales de la región Golfo-Centro del Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias en 2007. Se utilizó información de la precipitación pluvial histórica del período 1961 a 2003 del mes de septiembre, registrada en 147 estaciones meteorológicas pertenecientes a la red de estaciones del Servicio Meteorológico Nacional ubicadas dentro de una región que comprende parte del barlovento y sotavento de México. El objetivo fue realizar una comparación de cuatro métodos de interpolación: inverso de la distancia, kriging, co-kriging y thin plate smoothing spline, de datos puntuales de precipitación pluvial en la región de sotavento y barlovento de la República Mexicana. La información fue analizada para detectar si existe en esta región una relación de la precipitación pluvial con las variables de elevación, longitud y distancia al océano. Se observó que la superficie generada con el método thin plate smoothing spline fue superior al registrar el menor cuadrado medio del error de predicción, seguido por el método kriging y co-kriging empleando el modelo gausiano, cabe señalar, que con co-kriging se utilizo la covariable elevación a pesar de que no se detectó una relación significativa entre esta variable y precipitación pluvial. Se identificó como última opción para la interpolación de datos de precipitación el método de inverso de la distancia con valor optimizado.