High-throughput plot-level quantitative phenotyping using convolutional neural networks on very high-resolution satellite images

Francisco Pinto Matthew Paul Reynolds Robert Furbank (2024, [Artículo])

Deep Learning Object-Based Image Analysis Optical Imagery CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA AGRICULTURE IMAGE ANALYSIS PLANT BREEDING REMOTE SENSING MACHINE LEARNING

Análisis de la dinámica del monzón de Norteamérica usando modelos globales y regionales

SALVADOR CASTILLO LIÑAN (2021, [Tesis de maestría])

Maestro en Ciencias y Tecnología del Agua - Hidrometeorología) -- Instituto Mexicano de Tecnología del Agua. Coordinación de Desarrollo Profesional e Institucional. Subcoordinación de Posgrado.

El Monzón de Norteamérica (NAM) es un sistema atmosférico intraestacional causante de aproximadamente el 70% de las precipitaciones anuales en el noroeste de México y suroeste de Estados Unidos. Su estudio utilizando modelos numéricos es un reto debido a la compleja dinámica asociada a la abrupta orografía y al contraste térmico océano-continente que contribuyen a su desarrollo durante el verano. A pesar de que la gran mayoría de los modelos globales del experimento CMIP5 (Proyecto de Intercomparación de Modelos Acoplados), logran describir el periodo intraestacional de precipitaciones máximas sobre el dominio del NAM y reproducir su variabilidad espacial y temporal, se han identificado sesgos en las simulaciones con respecto a las observaciones y los datos de Reanálisis. Con el propósito de abordar estos sesgos, así como identificar y explicar el inicio-final del monzón, en este estudio se analiza el papel de los mecanismos entre la atmósfera, del continente y el océano, utilizando simulaciones numéricas regionales generadas con el modelo sueco RCA4 (Rossby Centre regional atmospheric model 4), el cual fue forzado con 10 modelos globales del CMIP5.

Monzón de Norteamérica Modelación numérica Precipitaciones INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Calibración de los modelos de pérdidas de suelo USLE y MUSLE en una cuenca forestal de México: caso El Malacate

Calibration of the USLE and MUSLE soil loss models in a Mexican forest watershed: El Malacate case study

JORGE VICTOR PRADO HERNANDEZ PEDRO RIVERA RUIZ FELIPE BENJAMIN DE LEON MOJARRO MAURICIO CARRILLO GARCIA ANTONIO MARTINEZ RUIZ (2016, [Artículo])

La cuantificación de la erosión hídrica de los suelos en cuencas hidrográficas sirve para conocer el grado de su deterioro y para implementar medidas de conservación que minimicen la pérdida del suelo. Dada la carencia de la información para cuantificar con precisión aceptable la erosión en México, es necesario estudiar su estimación con la información disponible mediante metodologías validadas con información experimental. Por tal motivo, el objetivo de este estudio fue calibrar los modelos USLE (EUPS o Ecuación Universal de la Pérdida del Suelo, por sus siglas en inglés) y MUSLE (EUPS modificada) en la microcuenca El Malacate, perteneciente a la cuenca del Lago de Pátzcuaro en Michoacán, México con información experimental de 2013.

Erosión del suelo Conservación del suelo Modelación hidrológica INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Value chain research and development: The quest for impact

Jason Donovan (2023, [Artículo])

Motivation: For decades, governments, donors, and practitioners have promoted market-based development approaches (MBDA), most recently in the form of value chain development (VCD), to spur economic growth and reduce poverty. Changes in approaches have been shaped by funders, practitioners and researchers in ways that are incompletely appreciated. Purpose: We address the following questions: (1) how have researchers and practitioners shaped discussions on MBDA?; and (2) how has research stimulated practice, and how has practice informed research? We hypothesize that stronger exchange between researchers and practitioners increases the relevance and impact of value chain research and development. Methods and approach: We adopt Downs' (1972) concept of issue-attention cycles, which posits that attention to a particular issue follows a pattern where, first, excitement builds over potential solutions; followed by disenchantment as the inherent complexity, trade-offs, and resources required to solve it become apparent; and consequently attention moves on to a new issue. We review the literature on MBDA to see how far this framing applies. Findings: We identify five cycles of approaches to market-based development over the last 40 or more years: (1) non-traditional agricultural exports; (2) small and medium enterprise development; (3) value chains with a globalization perspective; (4) value chains with an agri-business perspective; and (5) value chain development. The shaping and sequencing of these cycles reflect researchers' tendency to analyse and criticize MBDA, while providing limited guidance on workable improvements; practitioners' reluctance to engage in critical reflection on their programmes; and an institutional and funding environment that encourages new approaches. Policy implications: Future MBDA will benefit from stronger engagement between researchers, practitioners, and funders. Before shifting attention to new concepts and approaches, achievements and failures in previous cycles need to be scrutinized. Evidence-based practice should extend for the length of the issue-attention cycle; preferably it should arrest the cycling of attention. Funders can help by requiring grantees to critically reflect on past action, by providing “safe spaces” for sharing such reflections, and by engaging in joint learning with practitioners and researchers.

Agri-Food Value Chains Issue-Attention Cycles Market-Based Development Approaches CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA VALUE CHAINS PRIVATE SECTOR RURAL DEVELOPMENT SMALLHOLDERS

Optimizing nitrogen fertilizer and planting density levels for maize production under current climate conditions in Northwest Ethiopian midlands

Kindie Tesfaye Dereje Ademe Enyew Adgo (2023, [Artículo])

This study determined the most effective plating density (PD) and nitrogen (N) fertilizer rate for well-adapted BH540 medium-maturing maize cultivars for current climate condition in north west Ethiopia midlands. The Decision Support System for Agrotechnology Transfer (DSSAT)-Crop Environment Resource Synthesis (CERES)-Maize model has been utilized to determine the appropriate PD and N-fertilizer rate. An experimental study of PD (55,555, 62500, and 76,900 plants ha−1) and N (138, 207, and 276 kg N ha−1) levels was conducted for 3 years at 4 distinct sites. The DSSAT-CERES-Maize model was calibrated using climate data from 1987 to 2018, physicochemical soil profiling data (wilting point, field capacity, saturation, saturated hydraulic conductivity, root growth factor, bulk density, soil texture, organic carbon, total nitrogen; and soil pH), and agronomic management data from the experiment. After calibration, the DSSAT-CERES-Maize model was able to simulate the phenology and growth parameters of maize in the evaluation data set. The results from analysis of variance revealed that the maximum observed and simulated grain yield, biomass, and leaf area index were recorded from 276 kg N ha−1 and 76,900 plants ha−1 for the BH540 maize variety under the current climate condition. The application of 76,900 plants ha−1 combined with 276 kg N ha−1 significantly increased observed and simulated yield by 25% and 15%, respectively, compared with recommendation. Finally, future research on different N and PD levels in various agroecological zones with different varieties of mature maize types could be conducted for the current and future climate periods.

Maize Model Planting Density CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA MAIZE MODELS SPACING NITROGEN FERTILIZERS YIELDS

Comparación entre un modelo hidrodinámico completo y un modelo hidrológico en riego por melgas

Comparison between a hydrodynamic full model and a hydrologic model in border irrigation

LEONID VLADIMIR CASTANEDO GUERRA HEBER ELEAZAR SAUCEDO ROJAS CARLOS FUENTES RUIZ (2013, [Artículo])

Con el fin de conseguir un manejo más eficiente del agua en la producción agrícola, se llevó a cabo una comparación entre el modelo hidrodinámico completo y el modelo hidrológico en riego por melgas. Para reducir las variaciones, originadas por diferencias en la lámina infiltrada, obtenidas con las ecuaciones de Green-Ampt y de Richards utilizadas en los modelos hidrológico e hidrodinámico completo, se realizó el ajuste del parámetro de succión en el frente de humedecimiento de la ecuación de Green-Ampt; con ello se reproduce el cambio de la lámina infiltrada obtenida con la ecuación de Richards. La comparación se efectuó a partir del análisis de los perfiles de flujo superficial y subsuperficial, que se presentan en el riego, y de la distribución final de la lámina infiltrada.

Hidrodinámica Modelos hidrológicos Modelación hidrológica Riego de superficie INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Alternative cropping and feeding options to enhance sustainability of mixed crop-livestock farms in Bangladesh

Timothy Joseph Krupnik Jeroen Groot (2024, [Artículo])

We investigated alternative cropping and feeding options for large (>10 cows), medium (5–10 cows) and small (≤4 cows) mixed crop – livestock farm types, to enhance economic and environmental performance in Jhenaidha and Meherpur districts – locations with increasing dairy production – in south western Bangladesh. Following focus group discussions with farmers on constraints and opportunities, we collected baseline data from one representative farm from each farm size class per district (six in total) to parameterize the whole-farm model FarmDESIGN. The six modelled farms were subjected to Pareto-based multi-objective (differential evolution algorithm) optimization to generate alternative dairy farm and fodder configurations. The objectives were to maximize farm profit, soil organic matter balance, and feed self-reliance, in addition to minimizing feed costs and soil nitrogen losses as indicators of sustainability. The cropped areas of the six baseline farms ranged from 0.6 to 4.0 ha and milk production per cow was between 1,640 and 3,560 kg year−1. Feed self-reliance was low (17%–57%) and soil N losses were high (74–342 kg ha−1 year−1). Subsequent trade-off analysis showed that increasing profit and soil organic matter balance was associated with higher risks of N losses. However, we found opportunities to improve economic and environmental performance simultaneously. Feed self-reliance could be increased by intensifying cropping and substituting fallow periods with appropriate fodder crops. For the farm type with the largest opportunity space and room to manoeuvre, we identified four strategies. Three strategies could be economically and environmentally benign, showing different opportunities for farm development with locally available resources.

Ruminant Feed Pareto-Based Optimization Farm Bioeconomic Model CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA RUMINANT FEEDING BIOECONOMIC MODELS MIXED CROPPING FARMS LIVESTOCK

Modelación numérica de la advección y dispersión de solutos en redes de distribución de agua potable

Felipe Arreguin Velitchko Tzatchkov ALVARO ALBERTO ALDAMA RODRIGUEZ (2000, [Artículo])

Este trabajo presenta una solución numérica de tipo euleriano-lagrangiano para la ecuación de la dispersión advectiva de contaminantes en redes de distribución. La aplicación de los esquemas numéricos conocidos para resolver esta ecuación en una red produce grandes sistemas de ecuaciones lineales debido a la presencia del término que considera la dispersión. Para aliviar este problema se propone un nuevo método que emplea funciones de Green numéricas, desagregando el conjunto de ecuaciones en tres sistemas tridiagonales para cada tubería y otro de menor tamaño para los nodos de la red. De esta forma, el sistema de ecuaciones se resuelve eficientemente y el modelo numérico puede ser aplicado a redes grandes sin necesidad de un esfuerzo computacional excesivo. El modelo propuesto se aplicó para simular el transporte de flúor en una red de distribución real, para la cual se tienen publicados datos de mediciones de campo y de simulación con el paquete EPANET de la Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos (EPA), que sólo considera la advección. La comparación entre los resultados de los dos modelos muestra que el modelo aquí propuesto simula mejor la concentración del contaminante, especialmente en las tuberías que exhiben bajas velocidades del flujo.

Redes de distribución de agua Análisis dinámico Flujo no permanente Modelos matemáticos INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Modelación y diseño de redes de agua potable con demanda estocástica integrados con sistema de información geográfica: etapa 2

Velitchko Tzatchkov VICTOR HUGO ALCOCER YAMANAKA (2014, [Documento de trabajo])

Tabla de contenido: Introducción – Actividades, metas alcanzadas y resultados – Experimentos de mezcla del agua en depósitos (serie 2) – Modelación hidráulica integrada con sistemas de información geográfica (SIG) – Sistemas de modelación de redes de agua potable integrados con información geográfica – Programación de un sistema basado en EPANET con visualización de información geográfica (EPANET-IMTA) – Aplicación de los sistemas integrados con información geográfica en Tijuana, BC y en Xalapa, Ver. – Modelación de la demanda estocástica y comparación con resultados de mediciones – Mediciones continuas de demanda estocástica de agua potable con resolución fina en modelo de laboratorio – Sectorización de redes de agua basado en la teoría de Grafos e índices de rendimiento energéticos – Evaluación de un sistema de desinfección del agua en depósitos intradomiciliarios – Conclusiones.

Este informe describe el desarrollo de la segunda y última etapa del proyecto sobre modelación y diseño de redes de agua potable con demanda estocástica integrados con sistema de información geográfica. El objetivo general del proyecto ha sido desarrollar un sistema computacional que integre un modelo de análisis y diseño de redes de agua potable con sistemas de información geográfica, demanda estocástica, sectorización apoyada en la teoría de los grafos y modelación de los tanques de regulación, e incluya los nuevos adelantos en la materia y las nuevas necesidades de la Comisión Nacional del Agua, basadas en su nuevo manual de modelación hidráulica y de la calidad del agua en redes de distribución.

Introducción – Actividades, metas alcanzadas y resultados – Experimentos de mezcla del agua en depósitos (serie 2) – Modelación hidráulica integrada con sistemas de información geográfica (SIG) – Sistemas de modelación de redes de agua potable integrados con información geográfica – Programación de un sistema basado en EPANET con visualización de información geográfica (EPANET-IMTA) – Aplicación de los sistemas integrados con información geográfica en Tijuana, BC y en Xalapa, Ver. – Modelación de la demanda estocástica y comparación con resultados de mediciones – Mediciones continuas de demanda estocástica de agua potable con resolución fina en modelo de laboratorio – Sectorización de redes de agua basado en la teoría de Grafos e índices de rendimiento energéticos – Evaluación de un sistema de desinfección del agua en depósitos intradomiciliarios – Conclusiones.

Redes de distribución de agua Modelos hidráulicos Sistemas de Información Geográfica INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

¿Por qué ocurren variaciones de nivel en el lago de Tequesquitengo? 2. Simulación de eventos en el siglo XIX

CARLOS GUTIERREZ OJEDA (2004, [Artículo])

En el siglo XIX, el lago de Tequesquitengo (Morelos, México) tenía un nivel de agua de aproximadamente 20 metros por debajo del actual; entre 1820 y 1865 el nivel subió y dejó bajo el agua al pueblo que había en sus orillas. La explicación que se ha dado a este fenómeno se relaciona con un trasvase y un sistema de riego construidos en esa época. En la primera parte de este trabajo se aborda, mediante la modelación matemática, el estudio de la interacción existente entre el lago y el acuífero subyacente, dada la evidente relación que existe entre ellos. Como resultado se logra una calibración de una zona del acuífero que rodea al lago, de modo que se reproducen con precisión los niveles observados en el lago y, de forma aproximada, las isolíneas del nivel del agua subterránea (manto freático). Se hacen recomendaciones sobre posibles soluciones al descenso del nivel del lago. En la segunda parte se aborda lo relacionado con los eventos del siglo XIX. Luego de construir un escenario que pudiera semejarse a las condiciones naturales de esa época, se prueban dos variantes que reflejan la acción del trasvase y el sistema de riego sobre el acuífero y el lago, obteniéndose las conclusiones pertinentes. Posteriormente se analiza la variante que se relaciona con una posible recarga natural accidental desde el acuífero profundo.

Lagos Aguas superficiales Modelos matemáticos Simulación Lago de Tequesquitengo CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS Y CIENCIAS DE LA TIERRA