Agricultura sustentable basada en datos en el estado de Sonora durante el siglo XXI
Introducción
En este documento se llevará a cabo un análisis basado en datos con relación a la agricultura en el estado de Soroa, en donde se tocarán parámetros como el rendimiento anual, el consumo de recursos naturales para producir el cultivo y así analizaremos su sustentabilidad.
Cabe resaltar el como se inicia una buena producción agrícola, y el como aprovechar cada instancia de tierra que se usará en el futuro, esto lleva varios pasos que son necesarios para que se de un buen lugar en donde los cultivos puedan crecer con el mejor potencial. La limpia de la tierra es por donde empezamos ya que se necesita tener solo tierra plana y accesible para empezar a labrar, quitando todos los obstaculos como basura y troncos, después prosigue la prelabranza que su funcion es empezar a forma la tierra y dejarlo en optimas condiciones para plantar el cultivo, después sigue la siembra que es cuando se deposita la semilla en el lugar clave que se ha creado, prosiguiente es la mantencón del cultivo dónde se planta y cuida constantemente para ofrecer las mejores posibilidades y la cosecha que es cuando el producto se toma para elaborarlo y posteriormente comercializarlo (E. 2012, 5 septiembre).
Antecedentes
Como bien sabemos, todos los cultivos ya sean hortalizas, cereales, leguminosas o frutales, tienen sus propias características a la hora de llevar acábo su plantación y conservación de semillas. Las papas son un poco estrictas a la hora de regular su ambiente para que den de los mejores resultados, es bien conocido por los agricultores que para que una semilla crezca a su máximo potencial esta debe de estar a una temperatura entre los 15 y 20 grados para dar la mejor calidad de raíz. Además de este principio valioso para el aprovechamiento de la raíz dependiendo de su temperatura, también existe la actividad de conservar algunos de los cultivos y someterlos a días de enfriamiento en 4 grados, esto ayuda a prolongar la edad fisiológica de la semilla y el cultivo en sí volviendoló una actividad igual de indispensable para la producción (Yara México,2019,19 febrero).
Objetivos del trabajo (preguntas planteadas)
A través del desarrollo del análisis, intentaremos responder estas tres preguntas principales:
¿Son los estados que más llueve los que más generan dinero con la agricultura en respecto a la papa? Esta pregunta es vital a resolver ya que podemos caer en la inferencia sobre que los lugares con mejor humedad y mejor hidratación pueden llegar a producir más en términos de agricultura, pero esto se necesita investigar y probar con variables referentes a la papa y saber si esta condición les conviene a los agricultores que crecen papa como cultivo.
¿Cómo afecta la sequía a la papa en la agricultura? Necesitamos estár familiarizados con los problemas ambientales que suceden entorno a la agricultura y uno de estos es la sequía, por lo que nos enfocaremos en registrar datos cuando este fenómeno sucede para así tener un mejor entedimiento y precauciones de este suceso tan común en Sonora.
¿A qué cultivos les afecta menos la sequía? Debemos ser conscientes de que cada cultivo requiere una cantidad diferente de agua por pie cuadrado, y durante una sequía hay mayores riesgos de degradación de la tierra, que tienden a conducir a niveles de producción más bajos que el promedio de ciertos cultivos.
Teoría
Por experiencia conocemos que no todas las plantas resisten grandes cantidades de agua, por lo que se necesitan un buen sistema de drenaje para no abrumar a los cultivos con más agua de la que necesitan. Al mismo tiempo la papa es una de los cultivos que tienen mejor aprovechamiento del agua por lo que podemos empezar a compreender que si pocas cantidades de agua son suficientes para un cultivo de papas estos son más propensos a estropearse cuando llegan a un punto más grande que el habitual por lo que las lluvias con más de 450mm pueden llegar a afectar en el curso de los cultivos(INEGI, 2010).
Metodología (métodos estadísticos que usan y también incluir los métodos de los datos)
En este caso se trabajarán con estos métodos estadísticos
- Estadística descriptiva
- Correlación lineal
- Correlación lineal múltiple
- Análisis de normalidad de Shapiro-Wilk
- Correlación de pearson
- Regresión lineal simple
- Regresión lineal polinomios
Como variables a trabajar son, datos de lluvias por estado y en sonora, datos varios de producción de papas por estados y en sonora, datos de sequías en sonora
Todos los datos son de dominio publico y fueron extraídos de:
Resultados y discusión
Primero que nada es necesario que para trabajar con los métodos estadísticos mencionados anteriormente y manejar propiamente la información, es necesario importar ciertos paquetes que nos ayudaran, Estos paquetes son :
- pacman: Nos facilita descargar e instalar los demás paquetes
- ggplot2: Paquete para gráficos
- readr y readxl: Nos permite leer los datos desde el equipo o internet
- plotly: Paquete para gráficos interactivos
- xfun: Permite descargar este documento y los datos utilizados.
- rmdformats: Permite dar estilo al documento
- tidyverse: Paquete con muchas mas utilerias
- MASS: Paquete con funciones estadísticas
- class: Paquete con funciones estadísticas
Importación de paquetes
Importación de datos
En este apartado se importan los datos necesarios para poder trabajar y hacer los análisis
# Datos de lluvias para los estados de México
lluvias <- read_csv("lluvias.csv")
# Datos de papas a lo largo de los años de sonora
papas <- read_csv("papasV2.csv")
# Datos de sequia para México
sequia <- read_csv("Datos_eson_000.csv")
# Datos de papas para los diferentes estados de México, estos
Cierre_agricola <- read_csv("Cierre agrícola.csv",
locale = locale(encoding = "ISO-8859-1"))Filtrado de datos
Los datos se filtran, ya que no todos los datos nos son útiles, debido a esto lo que no se utilizará ignora, y se acomodan los datos para poder manejarlos de una manera mas optima.
# Se utilizarán únicamente las ultimas columnas, ya que se manipulo el documento manualmente para sacar promedios
sequia <- sequia[c(7,8,9,10,11,12)]
sequia <- filter(sequia, Ano %in% seq(2006,2019))
# Vector con nombres de los estados con los que se cuenta datos de cultivos de papas, este vector se utilizará para filtrar los datos de las lluvias
Entidades <- c("Baja California Sur","Coahuila","Chihuahua","México","Nuevo León","Puebla","San Luis Potosí","Sonora","Tamaulipas","Tlaxcala","Veracruz","Zacatecas")
# Aplicación del filtro de los estados para los datos de las lluvias
lluvias.filtradas <- filter(lluvias, `Entidad federativa` %in% Entidades)
# Filtrado de los datos de papas en sonora para los años de 2006,2019
papas <- papas[17:30,]Creación de marcos de datos
Los marcos de datos son maneras de guardar datos en una variable, estos sirven para manejar los datos de una mejor manera.
# Marco de datos con el que se trabajará el principio
papas.lluvias <- data.frame(Entidades,Cierre_agricola$`Superficie Cosechada`[-12],Cierre_agricola$`Producción`[-12],Cierre_agricola$Rendimiento[-12],Cierre_agricola$`Valor Producción`[-12],lluvias.filtradas[,17])
# Acomodo de los nombre de las columnas del marco de datos
names(papas.lluvias) <- c("Entidad","superficie_sembrada","Produccion","Rendimiento","valor_produccion","lluvias")
# Segundo marco de datos, estos datos son especificamente para sonora
# Se le agregan los datos de lluvias para sonora
papas$lluvias <- as.vector(t(lluvias[lluvias$`Entidad federativa`=='Sonora',4:17]))
# Se agregan los datos de sequias en los diferentes niveles para el estado de sonora (Promedios anuales)
# Sequias D0
papas$sequiaD0 <- sequia$`Average D0`
# Sequias D1
papas$sequiaD1 <- sequia$`Average D1`
# Sequias D2
papas$sequiaD1 <- sequia$`Average D1`
# Sequias D3
papas$sequiaD3 <- sequia$`Average D3`
# Sequias D4
papas$sequiaD0 <- sequia$`Average D3`¿Son los estados que más llueve los que más generan dinero con los cultivos de papas?
Primero que nada para poder conocer esto, se hará un análisis de correlación de pearson con las variables de superficie sembrada, valor de producción, producción y lluvias, todo esto para el año del 2019, de esta manera podremos ver si se relacionan de alguna forma la lluvia con el valor de producción generado de las papas
Gráfica 1
Como se puede ver a simple vista, existe una relación entre superficie sembrada, producción y valor de producción, esto es obvio, ya que el valor de producción depende de que tanto se siembre y se coseche, por otro lado se puede ver que realmente no existe una relación clara entre las lluvias y entre las demás variables, pero cabe recalcar que el indice de correlación de pearson funciona cuando los datos son normales, debido a este resultado de la matriz de correlación, se comprobará la normalidad de los datos, demás de mostrar los mismo resultados pero con indices, esto aclarará los resultados obtenidos anteriormente.
Indice de correlación de pearson
## superficie_sembrada Produccion valor_produccion lluvias
## superficie_sembrada 1.0000000 0.9989014 0.9914128 -0.1866236
## Produccion 0.9989014 1.0000000 0.9916562 -0.1924254
## valor_produccion 0.9914128 0.9916562 1.0000000 -0.1777508
## lluvias -0.1866236 -0.1924254 -0.1777508 1.0000000Este resultado refuta lo anterior, pero no solo eso, sino que nos da una pista de como podría afectar las lluvias a la producción, ya que podemos ver que en lugar de tener un indice de correlación cercano a 0, tienen un valor que esta por debajo de 0, esto debido a que solo es -17%, realmente no se puede tomar en cuenta.
Ahora se comprobará la normalidad de los datos con un test de shapiro wilk.
##
## Shapiro-Wilk normality test
##
## data: papas.lluvias$lluvias
## W = 0.94709, p-value = 0.5949Como se puede ver en el resultado en el test de shapiro wilk, el resultado es mayor a 0.05%, por ende se puede decir que
¿Cómo afecta la sequía a la agricultura?
Conclusion
Puedo concluir que la agricultura es un pilar fundamental para la economía sonorense por lo que es necesario cuidar que esta actividad sea sustentable para que esta importancia no se vea afectada por factores externos derivados de malos hábitos agrícolas.
Descarga de datos y código
Bibliografía
E. (2012, 5 septiembre). proceso productivo y riesgos de la agricultura. estefaniavila. https://estefaniavila.wordpress.com/2012/09/05/proceso-productivo-y-riesgos-de-la-agricultura/
Principios agronómicos en el cultivo de la papa. (2019, 19 febrero). Yara México. https://www.yara.com.mx/nutricion-vegetal/papa/principios-agronomicos-en-el-cultivo-de-la-papa/#:%7E:text=Caracter%C3%ADsticas%20del%20cultivo%20de%20la,llegan%20a%20120cm%20de%20profundidad.
Fao. (s. f.). Manejo proactivo de la sequía | La agricultura climáticamente inteligente | Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura. Recuperado 20 de mayo de 2021, de http://www.fao.org/climate-smart-agriculture/knowledge/practices/drought/es/
INEGI. (2010). Clima. Sonora. http://cuentame.inegi.org.mx/monografias/informacion/son/territorio/clima.aspx?tema=me&e=26#:%7E:text=La%20precipitaci%C3%B3n%20media%20estatal%20es,meses%20de%20julio%20y%20agosto.