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

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

http://gisweb.ciat.cgiar.org/GCMPage

http://www.cipotato.org/ilcym

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


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


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)


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


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).



ERI GI+2 ◦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).

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


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


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 GITemperatura actual


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


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


Liriomyza huidobrensis: ERI y GI en el valle Mantaro, Perú


ERI GITemperatura actual

La plaga está presente en los valles andinos hasta 3500 msnm, donde se desarrollan 2-3 generaciones/año



ERI GI+ 1 °C

El aumento de la temperatura incrementará el rango y la abundancia de la plaga (3-4 gen./año)


ERI GI+ 2 °C


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


Materiales de difusión, siempre actualizados!!!


Generando nuevas oportunidades de negocio


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

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