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Impacto del cambio climático en las plagas de la papa y estrategias de adaptación para la región Andina

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Simposio científico: "Cambio climático y seguridad alimentario en el Perú: impacto, adaptación, resiliencia" (Lima, 16-17 Oct 2014)

Published in: Science
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Impacto del cambio climático en las plagas de la papa y estrategias de adaptación para la región Andina

  1. 1. Impacto del cambio climático en las plagas de la papa y estrategias de adaptación para la región Andina J. Kroschel, B. Schaub, N. Mujica, P. Carhuapoma, H. Juarez 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
  2. 2. 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
  3. 3. Producción de la papa y problemas con plagas  La papa (S. tuberosum) es el principal cultivo comercial y de subsistencia de los Andes, donde >60% de la población vive en situación de pobreza.  Rendimientos bajos, en promedio 12 t/ha.  El costo promedio de producción en campos comerciales es aproximadamente US$1,200 ha, con 20-40% costos de plaguicidas.  Se estima que >90% de la región es afectada por el gorgojo de los Andes y >50% por el complejo de la polilla de la papa.  Si no se controlan, las pérdidas en rendimiento y calidad están entre 30-100%.
  4. 4. Insectos: la orden más grande y más rica de organismos Número relativo de especies descritas en las órdenes Adaptado de Weeler (1990) importantes de organismos Tamaño de los organismos representan el número de especies descritas
  5. 5. Posibles impactos del cambio climático en los plagas Los organismos exotérmicos (insectos) no regulan su temperatura y dependen de la temperatura del ambiente Por lo tanto, se espera que el aumento de temperatura incremente la presión de plagas en agroecosistemas a través de: 1. Aumento del rango de expansión de las plagas existentes y la invasión de nuevas plagas; 2. Reducción del ciclo de desarrollo lo que incrementa el número de generaciones por temporada; 3. Interrupción de la sincronización temporal y geográfica de las plagas con sus enemigos naturales lo que aumenta el riesgo; 4. Surgimiento de nuevas plagas por reducción de la tolerancia del hospedero 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)
  6. 6. Cambio climático 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. La comprensión y las predicciones del efecto CC son cruciales para sostener los sistemas agrícolas y para la adaptación del MIP Ecuador, 2800 to 3400 msnm Perú, 3400 a 4200 msnm Áreas de papa en las zonas tropicales altas
  7. 7. Incremento esperado de la temperatura para el 2050 El aumento de temperatura incrementará proporcionalmente la abundancia y actividad de las plagas pero será mayor en las regiones tropicales cálidas debido a que los organismos ya tienen una mayor tasa de metabolismo (Dillon et al. 2010) (Govindasamy, B., P. B. Duffy, J. Coquard, 2003. Climate Dynamics 21: 391–404)
  8. 8. 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 científico Grado 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)
  9. 9. Las lecciones aprendidas de los fenómenos de El Niño 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 1998 Pérdidas 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)
  10. 10. Desarrollo de mapas de riesgo de plagas utilizando ILCYM ERI GI AI 100 150 100 0.08 0.04 0.00 150 100 50 Parámetros poblacionales: rm, R0, λ, T, Dt, GRR Estudios de tabla de vida A temperaturas constante y fluctuante: Oviposición, tiempo de supervivencia, tiempo de desarrollo, mortalidad 365 AI= 휆 푖 Validación del modelo Modelos fenológicos basados en la temperatura “Model builder” 365 푅표푖 /365 푚푎푥( 푅표푖) 365 365 / 퐺퐿푖 Tasa y tiempo de desarrollo Tasa de supervivencia, oviposición, mortalidad Índices de riesgo “Risk mapping” ERI= 푖=1 푖=1 365 GI= log10 푖=1 Distribución potencial a nivel mundial, regional y local Con y sin filtros de cultivos Clima actual: 2000 Clima futuro: 2050 (1950-2000: www.worldclim.org/) Down-scaled data SRES-A1B, IPCC (2007): http://gisweb.ciat.cgiar.org/GCMPage (www.cipotato.org/ilcym) Simulación de parámetros de tabla de vida 0 10 20 30 50 50 0 10 20 30 40 0 10 20 30 1.25 1.15 1.05 0.95 10 20 30 40 0 0 10 20 30 40
  11. 11. Plagas principales de la papa en la zona Andina En cada sistema de la papa no menos de 2-5 especies requieren de control! El complejo de las polillas Phthorimaea operculella (CPTM) Symmetrischema tangolias (APTM) Tecia solanivora (GPTM) Lep.; Gelechiidae Gorgojo de las Andes Premnotrypes suturicallus Col.; Curculionidae Pulguilla saltona Epitrix spp. Col.; Chrysomelidae Mosca minadora Liriomyza huidobrensis Dipt.; Agromyzidae Mosquilla de los brotes Prodiplosis longifila Dipt.; Cecidomyiidae Afidos Myzus persicae Homopt.; Aphididae Costa Sierra
  12. 12. Distribución global de las polillas de la papa Phthorimaea operculella Symmetrischema tangolias Tecia solanivora = Centro de origen
  13. 13. 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
  14. 14. Riesgo global bajo el clima actual y futuro Una expansión en las regiones templadas del hemisferio norte y en las regiones montañosas tropicales Phthorimaea operculella: ERI 2000 y 2050 (Kroschel et al., J. Agric. Forest Meterol., 2013) Europa: América del Norte: 2.73% (234,404 ha) 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)
  15. 15. Riesgo global bajo el clima actual y futuro 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 Phthorimaea operculella: GI 2000 y2050 (Kroschel et al., J. Agric. Forest Meterol., 2013)
  16. 16. 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) Phthorimaea operculella: Cambio GI África: 2.87% (1,113,966 ha) Asia: 15.29% (5,246,319 ha) (Kroschel et al., J. Agric. Forest Meterol., 2013) 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)
  17. 17. Riesgo regional bajo el clima actual y futuro Con el CC, la plaga tendrá condiciones más favorables, especialmente en el norte de Chile y las regiones altas de la zona andina Phthorimaea operculella: ERI en la zona Andina 2000 2050 Cambio 2000 to 2050
  18. 18. Riesgo local bajo el clima actual y futuro La plaga está bien distribuida en los valles andinos hasta 3500 msnm, donde se desarrollan 3-4 generaciones/año Phthorimaea operculella: ERI y GI en el valle del Mantaro, Perú Temperatura actual ERI GI
  19. 19. Riesgo local bajo el clima actual y futuro En las zonas mas altas, el aumento de la temperatura incrementará el rango de 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 +1 ◦C ERI GI
  20. 20. Riesgo local bajo el clima actual y futuro En las zonas mas altas, el aumento de la temperatura incrementará el rango de 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 +2 ◦C ERI GI
  21. 21. 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
  22. 22. Distribución y propagación de Tecia solanivora en América del Sur VENEZUELA COLOMBIA PERU ECUADOR Lara Trujillo Merida Tachira COSTA RICA N. de Santander Santander Boyaca Antioquia Cundinamarca Tolima Nariño BRASIL Carchi Pichincha Cotopaxi Chimborazo Tungurahua Cañar Loja El oro 1983 1985 1986 1987 1994 1995 1996 1997 2000 2001
  23. 23. Riesgo regional bajo el clima actual y futuro 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 2000 2050 Cambio 2000 to 2050
  24. 24. Riesgo regional bajo el clima actual y futuro 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 2000 2050 Cambio 2000 to 2050
  25. 25. Riesgo local 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 ERI Temperatura actual GI
  26. 26. Riesgo local 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 ERI + 3 °C GI
  27. 27. 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
  28. 28. 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
  29. 29. Riesgo regional bajo el clima actual y futuro 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 2000 2050 ERI cambio 2000-2050
  30. 30. Riesgo regional bajo el clima actual y futuro 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 2000 2050 ERI cambio 2000 - 2050
  31. 31. Riesgo local bajo el clima actual y futuro 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 ERI Temperatura actual GI
  32. 32. Riesgo local bajo el clima actual y futuro El aumento de la temperatura incrementará el rango y la abundancia de la plaga (3-4 gen./año) Liriomyza huidobrensis: ERI y GI en el valle Mantaro, Perú ERI + 1 °C GI
  33. 33. Riesgo local bajo el clima actual y futuro El aumento de la temperatura incrementará el rango y la abundancia de la plaga (3-6 gen./año) Liriomyza huidobrensis: ERI y GI en el valle Mantaro, Perú ERI + 2 °C GI
  34. 34. Reducción de la vulnerabilidad de los cultivos por la adaptación a plagas nuevas y emergentes Mitigación Reducción de las emisiones de CO2 Rendimiento Plagas Exposición Temperatura aumenta: 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% (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%
  35. 35. 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
  36. 36. De la investigación a las innovaciones tecnológicas MIP de papa en la sierra alta >3800 m MIP de papa en la sierra alta <3800 m Barreras de plástico Semilla sana Barrera de plástico Atracticidas Semilla sana Talco-Btk 3 Siembra Emergencia Desarrollo vegetativo Cosecha Almacén Las tecnologías se deben integrar con las mejores prácticas del cultivo y para cada plaga! 1 1 2 2 Atracticidas
  37. 37. De la investigación a la aplicación en el campo Entrenamiento e incremento de capacidades
  38. 38. De la investigación a la aplicación en el campo Materiales de difusión, siempre actualizados!!!
  39. 39. De la investigación a la aplicación en el campo Generando nuevas oportunidades de negocio
  40. 40. De la investigación a la aplicación en el campo Objetivo General Promover 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.
  41. 41. Conclusiones  El mapeo de riesgos implementado en ILCYM es una herramienta y un marco apropiado para la evaluación de riesgos de plagas y planificación de la adaptación para el CC, pero: • Hay incertidumbres en las predicciones del cambio climático • Consideración de otros factores abióticos: por ejemplo, la precipitación • Aún no existen herramientas desarrollados para combinar modelos de plagas con los modelos de cultivos con el fin de predecir / cuantificar las pérdidas
  42. 42. Conclusiones  Con los posibles incrementos de riesgos de plagas es necesario crear conciencia y promover planes de contingencia para la adaptación al CC en los países.  Incorporar adecuadamente resultados de los mapas de riesgo de plagas en la planificación de la adaptación del MIP para manejar futuros riesgos de plagas a nivel regional y nacional.  La adaptación y adopción del MIP por los productores requiere del apoyo de los gobiernos nacionales, regionales y locales, así como de las ONGs y empresas privadas.
  43. 43. Reconocimiento German Federal Ministry for Economic Cooperation and Development (BMZ/GIZ) El Fondo Regional de Tecnologia Agropecuaria (FONTAGRO) Muchas gracias!

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