impacto del cambio climático en las plagas de la papa y estrategias de adaptación para la región...
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Impacto del cambio climático en las plagas de la papa y estrategias de adaptación para
la región Andina
Agroecología/MIP
Centro Internacional de la Papa (CIP), Lima, Perú
Simposio “Cambio climático y seguridad alimentaria en el Perú: impacto, adaptación, resiliencia”, 16 – 17 de octubre , Lima, Perú
J. Kroschel, B. Schaub, N. Mujica, P. Carhuapoma, H. Juarez
Visión general
Introducción• Producción de papa y problemas con plagas• Posibles impactos del cambio climático en los plagas• Las lecciones aprendidas de los fenómenos de El Niño
El marco de análisis del riesgo de plaga • El software “Insect Life Cycle Modeling (ILCYM)” • Riesgo de plagas en la zona Andina: 2000 versus 2050
Adaptación del MIP al cambio climático• Vulnerabilidad y desafíos para la adaptación• Innovaciones en el MIP de la papa• Capacitación y la Red MIPapa
Conclusiones
Producción de la papa y problemas con plagas
La papa (S. tuberosum) es el principal cultivo comercial yde subsistencia de los Andes, donde >60% de lapoblación vive en situación de pobreza.
Rendimientos bajos, en promedio 12 t/ha.
El costo promedio de producción en campos comercialeses aproximadamente US$1,200 ha, con 20-40% costos deplaguicidas.
Se estima que >90% de la región es afectada por elgorgojo de los Andes y >50% por el complejo de la polillade la papa.
Si no se controlan, las pérdidas en rendimiento y calidadestán entre 30-100%.
Insectos: la orden más grande y más rica de organismos
Adaptado de Weeler (1990)
Número relativo de especies descritas en las órdenes importantes de organismos
Tamaño de los organismos representan el número de especies descritas
Los organismos exotérmicos (insectos) no regulan su temperatura y dependen de la temperatura del ambiente
Posibles impactos del cambio climático en los plagas
Por lo tanto, se espera que el aumento de temperatura incremente lapresión de plagas en agroecosistemas a través de:
1. Aumento del rango de expansión de las plagas existentes y la invasiónde nuevas plagas;
2. Reducción del ciclo de desarrollo lo que incrementa el número degeneraciones por temporada;
3. Interrupción de la sincronización temporal y geográfica de las plagascon sus enemigos naturales lo que aumenta el riesgo;
4. Surgimiento de nuevas plagas por reducción de la tolerancia delhospedero y por cambios de las características del paisaje;
5. Las plantas estresadas por sequía son mas susceptibles a las plagas.
(adaptado de Padgham, 2009; The World Bank)
El cambio climático (CC) agravará los desafíos a la seguridad alimentaria y la sostenibilidad agrícola en los países en desarrollo debido al aumento de los problemas de plagas y pérdida de rendimiento y calidad en los cultivos
Los agro-ecosistemas tendrán diferente vulnerabilidad a las plagas. Lacomprensión y las predicciones del efecto CC son cruciales para sostenerlos sistemas agrícolas y para la adaptación del MIP
Áreas de papa en las zonas tropicales altas
Cambio climático
Ecuador, 2800 to 3400 msnm Perú, 3400 a 4200 msnm
Incremento esperado de la temperatura para el 2050
(Govindasamy, B., P. B. Duffy, J. Coquard, 2003. Climate Dynamics 21: 391–404)
El aumento de temperatura incrementará proporcionalmente la abundanciay actividad de las plagas pero será mayor en las regiones tropicales cálidasdebido a que los organismos ya tienen una mayor tasa de metabolismo(Dillon et al. 2010)
Las lecciones aprendidas del fenómeno de El Niño
Infestación de plagas de la papa en el Valle de Cañete del Perú, antes, durante y después del año de El Niño en 1997.
Nombre común Nombre científicoGrado de infestación
1996 1997 1998
Mosca minadora Liriomyza huidobrensis 4 2 4
Mosquilla de los brotes Prodiplosis longifila 2 5 3
Acaro blanco Polyphagotarsonemus latus 3 4 3
Polilla de la papa Phthorimaea operculella 2 3 2
Gusano medidor Pseudoplusia includens 1 3 1
(Adaptado de Cisneros y Mujica, 1998)
Los rendimientos (en t o quintal de algodón) en diferentes cultivos: antes, durante y después del año de El Niño (1997) y las pérdidas de rendimiento relacionadas (%) debido al aumento de la severidad de plagas, valle de Cañete, Perú.
Cultivo 1996 1997 1998Pérdidas de rendimiento (1996-1998)
Papa 27 (18-35) 12 (1.5-21) 15 (5-20) 55
Camote 28 (10-40) 16 (2-40) 15 (2-20) 54
Algodón 50 (45-110) 25 (1-60) 35 (10-70) 50
Maíz - 6.5 (5-8) 3.5 (2-4) 46
Cítricos - 60 24 (14-30) 60
Espárragos 8 7 2 70
(Adaptado de Cisneros y Mujica, 1998)
Las lecciones aprendidas de los fenómenos de El Niño
Desarrollo de mapas de riesgo de plagas utilizando ILCYM
Estudios de tabla de vida
A temperaturas constante y fluctuante: Oviposición, tiempo de supervivencia, tiempo de desarrollo, mortalidad
Validación del modelo
Modelos fenológicos basados en la temperatura
“Modelbuild
er”
Tasa y tiempo de desarrollo Tasa de supervivencia, oviposición, mortalidad
Índices de riesgo
ERI GI AI
“Ris
km
appin
g”
ERI= 𝑖=1
365 𝑅𝑜𝑖 /365
𝑚𝑎𝑥( 𝑅𝑜𝑖)
𝑖=1365 365 / 𝐺𝐿𝑖
365GI=
log10 𝑖=1
365 𝜆𝑖AI=
Distribución potencial a nivel mundial, regional y local
Con y sin filtros de cultivosClima futuro: 2050Clima actual: 2000
(1950-2000: www.worldclim.org/) Down-scaled data SRES-A1B, IPCC (2007):http://gisweb.ciat.cgiar.org/GCMPage
(www.cipotato.org/ilcym)
Parámetros poblacionales: rm, R0, λ, T, Dt, GRR
Simulación de parámetros de tabla de vida
0 10 20 30
50
100
50
100
150
0 10 403020 0 10 20 30
0.00
0.08
0.04
1.25
1.15
1.05
0.95
10 20 30 400
150
100
50
0 10 20 30 40
Plagas principales de la papa en la zona Andina
El complejo de las polillas Phthorimaea operculella (CPTM)Symmetrischema tangolias (APTM)Tecia solanivora (GPTM)
Lep.; Gelechiidae
Gorgojo de las AndesPremnotrypes suturicallus
Col.; Curculionidae
Mosca minadoraLiriomyza huidobrensis Dipt.; Agromyzidae
Mosquilla de los brotesProdiplosis longifila Dipt.; Cecidomyiidae
AfidosMyzus persicae Homopt.; Aphididae
Pulguilla saltonaEpitrix spp.
Col.; Chrysomelidae
En cada sistema de la papa no menos de 2-5 especies requieren de control!
Sie
rra
Cost
a
Distribución global de las polillas de la papa
Phthorimaea operculella
Symmetrischema tangoliasTecia solanivora
= Centro de origen
La polilla de la papa, Phthorimaea operculella
• Especie invasiva; reportada en más de 90 países
• Adaptada a un amplio rango de condiciones climáticas y agroecológicas
• Pérdida de rendimiento debido a las infestaciones de follaje y tubérculos
• Plaga de almacenamiento en países tropicales y subtropicales
Riesgo global bajo el clima actual y futuro
Una expansión en las regiones templadas del hemisferio norte y en las regiones montañosas tropicales
(Kroschel et al., J. Agric. Forest Meterol., 2013)
Europa:
2.73% (234,404 ha) América del Norte:
4.21% (32,873 ha)
Asia:
8.3% (699,680 ha)
África:
1.01% (11,605 ha)
Oceanía:
13.67% (7,314 ha)
América del Sur:
11.9% (109,666 ha)
Phthorimaea operculella: ERI 2000 y 2050
(Kroschel et al., J. Agric. Forest Meterol., 2013)
Phthorimaea operculella: GI 2000 y2050
La abundancia y el daño potencial progresivamente se incrementarán en todas las regiones donde ya esta la plaga, con un mayor incremento en las regiones
más cálidas de los trópicos y subtropicos
Riesgo global bajo el clima actual y futuro
Se desarrollarán > 4 generaciones: 30.2% (5.918.6 ha) del total del área sembrada de papa que potencialmente podría incrementarse a 42% (8.328.5 ha)
(Kroschel et al., J. Agric. Forest Meterol., 2013)
África:
2.87% (1,113,966 ha)
Asia:
15.29% (5,246,319 ha)Europa:
10.14% (1,115,432 ha)
América del Norte:
15.87% (280,180 ha)
Oceanía:
26.05% (42,465 ha)
América del Sur:
13.11% (530,116 ha)
Phthorimaea operculella: Cambio GI
Riesgo global bajo el clima actual y futuro
2000 2050 Cambio 2000 to 2050
Phthorimaea operculella: ERI en la zona Andina
Con el CC, la plaga tendrá condiciones más favorables, especialmente en el norte de Chile y las regiones altas de la zona andina
Riesgo regional bajo el clima actual y futuro
ERI GI
La plaga está bien distribuida en los valles andinos hasta 3500 msnm, donde se desarrollan 3-4 generaciones/año
Temperatura actual
Phthorimaea operculella: ERI y GI en el valle del Mantaro, Perú
Riesgo local bajo el clima actual y futuro
ERI GI+1 ◦C
En las zonas mas altas, el aumento de la temperatura incrementará el rangode producción de papa y el rango y la abundancia de la plaga (4-6 gen/año).
Phthorimaea operculella: ERI y GI en el valle del Mantaro, Perú
Riesgo local bajo el clima actual y futuro
ERI GI+2 ◦C
Riesgo local bajo el clima actual y futuro
Phthorimaea operculella: ERI y GI en el valle del Mantaro, Perú
En las zonas mas altas, el aumento de la temperatura incrementará el rangode producción de papa y el rango y la abundancia de la plaga (4-6 gen/año).
Polilla Guatemalteca de la papa, Tecia solanivora
• Origen en Guatemala
• Introducido a Venezuela en 1983 por semillas infestadas y luego a
Colombia y Ecuador. En 1999 fue introducida a las Islas Canarias
• Sólo afecta a los tubérculos en campo y almacén
Distribución y propagación de
Tecia solanivora en América del Sur
VENEZUELA
COLOMBIA
PERU
ECUADOR
Lara
Trujillo
MeridaTachira
COSTA RICA
N. de Santander
Santander
Boyaca
Antioquia
Cundinamarca
Tolima
Nariño
BRASIL
CarchiPichincha
Cotopaxi
TungurahuaChimborazo
Cañar
Loja
El oro
1983
1985
1986
1987
1994
1995
1996
1997
2000
2001
2000 2050 Cambio 2000 to 2050
El CC va extender la plaga en Ecuador. En Perú, sólo es posible el establecimiento en pocas regiones y se reducirá más con el CC
Tecia solanivora: ERI en Ecuador y Perú
Riesgo regional bajo el clima actual y futuro
2000 2050 Cambio 2000 to 2050
El número de generaciones incrementaría de 1 a 3.5 y como máximo de 8-11 gen/año lo que aumentaría la infestación y pérdidas en Ecuador.
Tecia solanivora: GI en Ecuador y Perú
Riesgo regional bajo el clima actual y futuro
En las condiciones actuales, el riesgo de establecimiento en los valles andinos del Perú es muy bajo (ERI≤0.45-0.6). La plaga necesita de 6-8 gen./año para convertirse en plaga. Así se incremente la temperatura en 3 °C, no proporciona condiciones más favorables
Tecia solanivora: ERI y GI en el valle Mantaro, Perú
Riesgo local bajo el clima actual y futuro
ERI GITemperatura actual
Riesgo local bajo el clima actual y futuro
ERI GI+ 3 °C
En las condiciones actuales, el riesgo de establecimiento en los valles andinos del Perú es muy bajo (ERI≤0.45-0.6). La plaga necesita de 6-8 gen./año para convertirse en plaga. Así se incremente la temperatura en 3 °C, no proporciona condiciones más favorables
Tecia solanivora: ERI y GI en el valle Mantaro, Perú
Mosca minadora, Liriomyza huidobrensis
• Centro de origen en la región Neotropical; reportado de más de 66 países
• Muy polífago; en Perú es plaga de >27 hortalizas
• Pérdidas de rendimiento sin manejo hasta 70% en papa
Distribución geográfica
Distribución geográfica Global de Liriomyza huidobrensis
Punto verde: países donde la plaga está establecida;
Punto amarillo: países con ocurrencia en cultivos protegidos (invernaderos)
Puntos rojo: datos de distribución establecido y georeferenciados
2000 2050 ERI cambio 2000-2050
El establecimiento ocurre ERI>0.45-0.60, debido al cambio climático la plaga tendrá condiciones más favorables en la región Andina
Liriomyza huidobrensis: ERI en la región Andina
Riesgo regional bajo el clima actual y futuro
2000 2050 ERI cambio 2000 - 2050
El CC reducirá las condiciones favorables en la zonas más cálidas (oeste de Brasil) y aumentará el establecimiento en las zonas templadas y altas.
Liriomyza huidobrensis: ERI en Sudamérica
Riesgo regional bajo el clima actual y futuro
Liriomyza huidobrensis: ERI y GI en el valle Mantaro, Perú
Riesgo local bajo el clima actual y futuro
ERI GITemperatura actual
La plaga está presente en los valles andinos hasta 3500 msnm, donde se desarrollan 2-3 generaciones/año
Liriomyza huidobrensis: ERI y GI en el valle Mantaro, Perú
Riesgo local bajo el clima actual y futuro
ERI GI+ 1 °C
El aumento de la temperatura incrementará el rango y la abundancia de la plaga (3-4 gen./año)
Riesgo local bajo el clima actual y futuro
ERI GI+ 2 °C
Liriomyza huidobrensis: ERI y GI en el valle Mantaro, Perú
El aumento de la temperatura incrementará el rango y la abundancia de la plaga (3-6 gen./año)
Reducción de la vulnerabilidad de los cultivos por la adaptación a plagas nuevas y emergentes
Exposición
Temperaturaaumenta: 2 °C
+ Adaptación (de MIP)
Sistemas resilientes, nuevas tecnologías, variedades tolerantes y resistentes a plagas
reducen causó pérdidas en un 15%
Vulnerabilidad
Impacto real sobre los rendimientos de los cultivos por plagas aumenta en un 5%
Mitigación Reducción de las emisiones de CO2
(Adaptado de IPCC, 2001, 2007)
Sensibilidad
Pot. efectos sobre los rendimientos de los cultivos basados en la expansión de plagas/ mayor abundancia: las infestaciones más
altas reducen los rendimientos en un 20%
PlagasRendimiento
De la investigación a las innovaciones tecnológicas
Barreras de plástico para el control del gorgojo de
los Andes
Atracticidas para el control de las polillas de la papa:
(AdiosMacho-Po y AdiosMacho-St)
Talco-Btk para el control de las polillas de la papa
en almacén
Siembra Emergencia Desarrollo vegetativo Cosecha Almacén
MIP de papa en la sierra alta <3800 m
Barrera de plástico
AtracticidasSemilla sana
Semilla sana
Talco-Btk
MIP de papa en la sierra alta >3800 m
Barreras de plástico
Las tecnologías se deben integrar con las mejores prácticas del cultivo y para cada plaga!
1
1
2
Atracticidas2
3
De la investigación a las innovaciones tecnológicas
De la investigación a la aplicación en el campo
Entrenamiento e incremento de capacidades
De la investigación a la aplicación en el campo
Materiales de difusión, siempre actualizados!!!
De la investigación a la aplicación en el campo
Generando nuevas oportunidades de negocio
De la investigación a la aplicación en el campo
Objetivo GeneralPromover el intercambio de información técnico-científica y experiencias del MIP en el cultivo de papa de la zona andina
Objetivos Específicos• Difusión de las tecnologías MIP papa.• Integrar organizaciones vinculadas al MIP papa.• Capacitar a los actores claves (técnicos, profesionales,
agricultores lideres, estudiantes, etc.) en MIP papa.• Investigar a las plagas locales (estudios básicos y
aplicados) con un enfoque holístico.
Conclusiones
El mapeo de riesgos implementado en ILCYM es unaherramienta y un marco apropiado para la evaluación deriesgos de plagas y planificación de la adaptación para elCC, pero:
• Hay incertidumbres en las predicciones del cambioclimático
• Consideración de otros factores abióticos: por ejemplo, laprecipitación
• Aún no existen herramientas desarrollados para combinarmodelos de plagas con los modelos de cultivos con el finde predecir / cuantificar las pérdidas
Conclusiones
Con los posibles incrementos de riesgos de plagas esnecesario crear conciencia y promover planes decontingencia para la adaptación al CC en los países.
Incorporar adecuadamente resultados de los mapas deriesgo de plagas en la planificación de la adaptación del MIPpara manejar futuros riesgos de plagas a nivel regional ynacional.
La adaptación y adopción del MIP por los productoresrequiere del apoyo de los gobiernos nacionales, regionales ylocales, así como de las ONGs y empresas privadas.
Muchas gracias!
German Federal Ministry for Economic Cooperation
and Development (BMZ/GIZ)
El Fondo Regional de Tecnologia Agropecuaria (FONTAGRO)
Reconocimiento