Enfrentando los retos impuestos por variaciones en el clima: Una mirada a los sistemas de producción de papa.

Presentado por Roberto Quiroz en representación del Programa de Investigación en Intensificación de sistemas de cultivo y Cambio Climático

Bosquejo

• Lo que opinan los expertos sobre el clima: presente y futuro

• Impacto de los cambios de clima sobre cultivos

• Uso de modelos para cuantificar los impactos del clima en la papa

• Estrategias agrícolas Alto-Andinas para enfrentar el clima

• Reflexiones

Lo que afirman los expertos sobre el clima: presente y futuro

Figure SPM.1a Observed globally averaged combined land and ocean surface temperature anomaly 1850-2012

All Figures © IPCC 2013

El calentamiento del sistema es inequívoco, y desde los 1950s muchos de los cambios observados no tienen precedente en los últimos milenios. La atmósfera y el océano se han calentado, la cantidad de nieve y hielo han disminuido, el nivel del mar se ha elevado y las concentraciones de gases de efecto invernadero han incrementado.

El calentamiento del sistema es inequívoco, y desde los 1950s muchos de los cambios observados no tienen precedente en los últimos milenios. La atmósfera y el océano se han calentado, la cantidad de nieve y hielo han disminuido, el nivel del mar se ha elevado y las concentraciones de gases de efecto invernadero han incrementado.

Figure SPM.1bObserved change in surface temperature 1901-2012

All Figures © IPCC 2013

Figure SPM.2Observed change in annual precipitation over land

All Figures © IPCC 2013

Figure SPM.4Multiple observed indicators of a changing global carbon cycle

All Figures © IPCC 2013

CC en los Andes Tropicales: Siglo XX

Variable Estimación

Temperatura Calentamiento promedio de 0.09–0.15 ◦C década−1; pend. occidental >alturas>pend oriental

Humedad relativa (niveles cerca a la superficie)

Incrementa 0 – 2.5 % década−1;

Precipitación Poco cambio desde 1950. Algo de incremento en Ecuador, NO Argentina llanuras de Bolivia

Source: Vuille et al., 2003

Clima Proyectado: Andes

Source: Thibeault et al., 2010

Efecto del cambio climático sobre cultivos

• Evaluaciones hechas para el hemisferio norte, por falta de datos y modelos en el sur.

• Favorece zonas muy altas o con inviernos severos.

• Se predice un efecto de fertilización por aumento de CO2.

• Calentamiento y Ozono reducen la productividad.

• Mayor incidencia de eventos extremos afectan productividad

• Efecto indirecto via patógenos y malezas

• Pérdida de biodiversidad

•Cambios en la fertilidad del suelo y su diversidad microbiológica

Main sources: Maracchi et al., 2005Olesen & Bindi, 2002; Reddy & Hodges, 200;Rosenzweig & Hillel, 1998

from Chapter 5 – WGII FAR-IPCC, 2007

• Experimentos + modelos para cuantificar:– Aumento de CO2 en cultivos de importancia a nivel rural

(P.ej. Papas nativas)– Interacción entre rendimiento y otros factores que influyen

en la producción (pestes, enfermedades, malezas, etc.) bajo condiciones de cambio climático

– Impacto de eventos extremos sobre rendimiento de cultivos• Reducir y cuantificar las incertidumbre en futuras predicciones (Clima e impactos)

• Desarrollo de herramientaspara evaluar estrategias de adaptación a diferentes escalas

• Evaluar la aplicabilidad de las estrategias de adaptación:

– Costo/beneficio (económico, social, ambiental)– Nuevas tecnologías (P.ej. biotecnología, fertilizantes, etc.)– Interacción con estrategias de mitigación

Source: Bindi, 2008

Brechas de conocimiento y prioridades de investigación:

Métodos para cuantificar los impactos del clima

sobre el cultivo de papas

De: The potato treasure of the Andes

Suelos

Clima

Germoplasm

CO2

Malezas

Crop Traits

Enfermedades

Radiación

Temperatura

Agua

Pestes

Nutrientes

Rendimiento potencial (Yp)

Rendimiento obtenible

Rendimiento actual (Ya)

Rendimiento, Mg/Ha

Factores que definen

Factores que limitan

Factores que reducen

Factores que determinan los niveles de rendimiento

Modified by R. Quiroz from Penning de Vries & Rabbinge, 1995

Medidas que aumentan Rend.

Medidas que protegen Rend.

Sit

uac

ión

pro

du

cti

va

Rad Temp Water

Soil moisture

Trans Evap Perc

FiFi

ETo

To EoDry Matter growth

Roots Tubers Stems Leaves

Leaf areaLeaf area

LUE

Part. Factor

SLA

Senesc.

SOLANUM Modelo de producción de papa

Simplified scheme of daily crop growth

T/To

Rad Temp Water

Soil moisture

Trans Evap Perc

FiFi

ETo

To EoDry Matter growth

Roots Tubers Stems Leaves

Leaf areaLeaf area

LUE

Part. Factor

SLA

Senesc.

SOLANUM Modelo de producción de papa

Esquema simplificado del proceso de crecimiento diario del cultivo

T/To

Impacto sobre la producción

Eventos extremosSequíaHeladaGranizo

Calor Inundación

Cobertura

foliar

Tubérculos

Ambientes y clima contrastantes

SequíaSequía HeladaHelada GranizoGranizo

Comportamiento climático extremo con mayor frecuencia e intensidadComportamiento climático extremo con mayor frecuencia e intensidad

Brecha de rendimiento en sistemas paperos de Perú

0

10

20

30

40

50

60

70

Unica Granola Yungay Canchan Perricholi Perricholi Capiro Andina Ccompis Waycha

Rend

imie

nto

(t/h

a)

R. Potencial R. Experimental R. lim. agua

2000

Fecha de siembra: septiembreDias después de emergencia: 120

Escenario CCMA 2a2050

Fecha de siembra: septiembreDias después de emergencia: 120

Estrategias Agrícolas Andinas para enfrentar variaciones en el clima

• Portafolio agrícola diversificado• Uso extensivo de variedades

nativas• Siembra en etapas• Manejo estratégico de nichos micro-

climáticos• Movimiento de cultivos hacia zonas

más altas

Zona Agro- ecológicaCommuni

tiesAltitude

(m)Potato Quinoa Fava bean Cañihua Oca Olluco Isaño Oat forage

% HH Ha % HH Ha % HH Ha % HH Ha % HH Ha % HH Ha % HH Ha % HH Ha

Orillas del lagoN=107 hh

Juli3835 - 3860

100.0 0.7 90.7 0.4 76.6 0.2 5.6 0.4 4.8 0.2 4.5 0.2 3.6 0.05 44.9 0.3

Suni AN=86 hh

Vilque, Manazo, Atuncolla

3860 - 3890

91.9 0.7 91.9 0.6 24.4 0.1 20.9 0.2 4.0 0.04 4.0 0.04 3.2 0.02 96.5 1.1

Suni BN=139 hh

Cabana, Cabanilla, Cabanillas

3890 - 3910

98.8 0.8 95.3 0.6 36.5 0.3 25.9 0.2 3.5 0.02 3.3 0.04 92.9 0.9

AltiplanoN=16 hh

Achaya3910 - 4000

85.2 0.6 98.1 0.4 11.1 0.1 33.3 0.3 87.0 0.9

QuinoaCebada

Habas

Papa

Portafolio agrícola diversificadoPortafolio agrícola diversificado

Ejemplo en diferentes zonas agroecológicas del Altiplano

Source: ALTAGRO 2009 and RTA 1998.

Uso de mezcla de variedades nativas Uso de mezcla de variedades nativas

Mezcla de variedades usadas en la comunidad de Churo (orillas del lago)

Source: ALTAGRO 2009Source: ALTAGRO 2009

No Variety type

Variety name Household number

Times varieties are

used per season 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

1

Nati

ve v

arie

ties

Cheara Chok'e

1 2 Papa seca

1

3 Phinocco

1 4 Sutamary

1

5 Tollc'a c'oc'o

1 6 C'ac'a Imilla

2

7 Llujtapara

2 8 C'oillo

3

9 Huaycha

3 10 Wila Imilla

4

11 Lola

6 12 Janc'o Imilla

10

13 Sacampaya

15

Number 6 5 3 3 2 3 4 2 3 2 5 2 3 3 2 2

14

Impr

oved

var

ietie

s

Florcita

1 15 Puneñita

1

16 Tomasa T. Condemayta

1 17 Alcatarma

2

18 San Juanito

3 19 Yungay

7

20 Andina

14

Number 3 3 2 2 2 3 1 3 2 3 1 2 1 1 0 0

21

Nati

ve

Impr

oved

Ccompi

5 22 Peruanito

7

23 Chasca

9 24 Cheara Imilla

15

Number 2 2 3 3 4 2 2 2 2 2 1 2 2 1 3 3

Total Number varieties / hh /season 11 10 8 8 8 8 7 7 7 7 7 6 6 5 5 5

Uso de la diversidad como estrategia de adaptación agrícola

en los Andes

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

4.5

5.0

0 250 500 750 1000 1250 1500 1750 2000 2250

Thermal time (°Cd)

Tube

rizat

ion

rate

(g/m

2)

Alpha

Gendarme

Ajanhuiri

Sajama

Totoreña

Condori et al, 2010

Impacto de la pérdida de tubérculos por las heladas

Condori et al, 2014

Siembra escalonadaSiembra escalonada

Agro-ecological zone Lakeside (Santa Maria) 52 hh Suni (Anccaca) 55 hh

Planting stage Early Modal Late All Early Modal Late All

Number of households 27 20 1 4 15 25 14 1

High yield 21 12 0 2 9 12 5 0

Intermediate yield 5 7 1 1 4 12 7 1

Low yield 1 1 0 1 2 1 2 0

Quinua temprana

Habas

Papa modal

Tarwi

Oca

Papa temprana

Quinua tardía

Papa tardía

Fuente: NOAA 2002

Manejo estratégico de nichos microclimáticosManejo estratégico de nichos microclimáticos

Plot Community

Distribución de parcelas en tiempo y espacio

Movimiento vertical de

cultivosPotato

Source: Roberto Valdivia personal field notes 2005-2010

Agro-

ecological zone

Altitude (m.a.s.l.)

Location Distance

Lake Titicaca (Km)

Observation time

(years) Crops

Lakeside 3847 Ilave 0 50 potato

Lakeside 3845 Santa Maria 8 50 potato

Lakeside 3850 Checca 12 40 potato

Suni A 3880 Chijichaya 15 25 Potato + Tunta

Suni B 3900 Chigarani 18 20 Potato + Tunta

Suni B 3900 Quillisiri 22 15 Potato + bitter potato

Suni B 3900 Jalla Milla 28 10 Potato + bitter potato

DRY PUNA 4000 TITIRI 35 10 BITTER POTATO + POTATO

DRY PUNA 4050 UNTAVE 38 10 BITTER POTATO + POTATO

Dry puna 4020 Pairumani 35 8 Bitter potato

Dry puna 4050 Sorocaya 55 5 Bitter potato

Dry puna 4000 Condoriri 68 5 Bitter potato in sheltered sites

Dry puna 4070 Mazo Cruz 83

No crops

Avance de la frontera agrícola en la cuenca Ilave-Huenque

3400 msnm

4200 msnm

>4300 msnm

CC y producción de papa en los Andes altos

Reservas de Carbono en suelos andinos

Peatlands to potato

0

50

100

150

200

250

300

350

2000 2050Scenarios

Gig

agra

ms

(10x

9)

Bolivia Peru

Grasslands to potato

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

2000 2050Scenarios

Gig

agra

ms

(10x

9)

Bolivia Peru

Pérdidas potenciales de C en suelos al incorporar bofedales y pastizales a cultivos: Peru & Bolivia

Reflexiones

• Los climatólogos indican que el calentamiento es inequívoco• En los Andes se evidencia incrementos en las temperaturas desde los

años 50• Las estrategias agrícolas practicadas en los Andes para enfrentar los

retos del clima deben ser estudiadas y adaptadas• La modelación permite evaluar estrategias en condiciones cambiantes

de clima, pero debe ser complementada por discusiones con diferentes actores

• Se puede evitar la ampliación de la frontera agrícola con variedades tolerantes, prácticas de manejo e incentivos por servicios ambientales

Gracias por su atención