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

1. 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

2. 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

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

4. 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.

5. Figure SPM.1b
Observed change in surface temperature 1901-2012
All Figures © IPCC 2013

6. Figure SPM.2
Observed change in annual precipitation over land
All Figures © IPCC 2013

7. Figure SPM.4
Multiple observed indicators of a changing global carbon cycle
All Figures © IPCC 2013

8. 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

9. Clima Proyectado: Andes
Source: Thibeault et al., 2010

10. 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., 2005
Olesen & Bindi, 2002;
Reddy & Hodges, 200;
Rosenzweig & Hillel, 1998

11. Brechas de conocimiento y
prioridades de investigación:
• 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
from Chapter 5 – WGII FAR-IPCC, 2007
Source: Bindi, 2008

12. Métodos para cuantificar los
impactos del clima sobre el
cultivo de papas
De: The potato treasure of the Andes

13. Factores que determinan los niveles de rendimiento
Germoplasm
Clima
Suelos
Crop Traits
CO2
Radiación
Temperatu
ra
Agua
Nutrientes
Malezas
Pestes
Enfermeda
des
Rendimiento potencial (Yp)
Rendimiento obtenible
Medidas que aumentan Rend.
Rendimiento actual
(Ya)
Medidas que protegen Rend.
Rendimiento, Mg/Ha
Factores que definen
Factores que limitan
Factores que reducen
Situación productiva
Modified by R. Quiroz from Penning de Vries & Rabbinge, 1995

14. SOLANUM
Modelo de producción de papa
Rad Temp Water
Soil moisture
Trans Evap Perc
FFii
ETo
Dry Matter To Eo
growth
Roots Tubers Stems Leaves
LLeeaaff aarreeaa
LUE
Part.
Factor
SLA
Senesc.
T/To
Simplified scheme of daily crop growth

15. SOLANUM
Modelo de producción de papa
Rad Temp Water
Soil moisture
Trans Evap Perc
FFii
ETo
Dry Matter To Eo
growth
Roots Tubers Stems Leaves
LLeeaaff aarreeaa
LUE
Part.
Factor
SLA
Senesc.
T/To
Esquema simplificado del proceso de crecimiento diario del cultivo

16. Impacto sobre la producción
Eventos extremos
Sequía
Helada
Granizo
Calor
Inundación
Cobertura
foliar
Tubérculos

17. Ambientes y clima contrastantes
CCoommppoorrttaammiieennttoo cclliimmááttiiccoo eexxttrreemmoo ccoonn mmaayyoorr ffrreeccuueenncciiaa ee iinntteennssiiddaadd
SSeeqquuííaa HHeellaaddaa GGrraanniizzoo

18. Brecha de rendimiento en sistemas
paperos de Perú
70
60
50
40
30
20
10
0
Unica Granola Yungay Canchan Perricholi Perricholi Capiro Andina Ccompis Waycha
Rendimiento (t/ha)
R. Potencial R. Experimental R. lim. agua

19. 2000
Fecha de siembra: septiembre
Dias después de emergencia: 120

20. Escenario CCMA 2a
2050
Fecha de siembra: septiembre
Dias después de emergencia: 120

21. 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

22. PPoorrttaaffoolliioo aaggrrííccoollaa ddiivveerrssiiffiiccaaddoo
Zona Agro- ecológica
Communi
ties
Altitude
(m)
Quinoa
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 lago
N=107 hh
Juli
3835 -
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 A
N=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 B
N=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
Altiplano
N=16 hh
Achaya
3910 -
4000
85.2 0.6 98.1 0.4 11.1 0.1 33.3 0.3 87.0 0.9
Cebada
Habas
Papa
Ejemplo en diferentes zonas agroecológicas del Altiplano
Source: ALTAGRO 2009 and RTA 1998.

23. UUssoo ddee mmeezzccllaa ddee vvaarriieeddaaddeess nnaattiivvaass
Mezcla de variedades usadas en la
comunidad de Churo (orillas del lago)
No Variety
type
Variety name
Household number
Source: ALTAGRO 2009Source: ALTAGRO 2009
Times
varieties are
used per
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 season
1
Native varieties
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
Improved varieties
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
Native
Improved
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

24. Uso de la diversidad como estrategia
de adaptación agrícola en los Andes
5.0
4.5
4.0
3.5
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
0.0
0 250 500 750 1000 1250 1500 1750 2000 2250
Thermal time (°Cd)
Tuberization rate (g/m2)
Alpha
Gendarme
Ajanhuiri
Sajama
Totoreña
Condori et al, 2010

25. Impacto de la pérdida de tubérculos
por las heladas
Condori et al, 2014

26. SSiieemmbbrraa eessccaalloonnaaddaa
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

27. Manejo estratégico ddee nniicchhooss mmiiccrroocclliimmááttiiccooss
Plot Community
Distribución de parcelas
en tiempo y espacio

28. Movimiento
vertical de
cultivos Potato
Agro-ecological
zone
Altitude
(m.a.s.l.)
Location
Distance
Lake Titicaca
(Km)
Observation
time
(years)
Source: Roberto Valdivia personal field notes 2005-2010
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

29. CC y producción de papa en los Andes altos
3400 msnm
4200 msnm
>4300 msnm

30. Reservas de Carbono en suelos andinos

31. Pérdidas potenciales de C en suelos al incorporar
bofedales y pastizales a cultivos: Peru & Bolivia
Peatlands to potato
350
300
250
200
150
100
50
0
2000 Scenarios 2050
Gigagrams (10x9)
Bolivia Peru
Grasslands to potato
12000
10000
8000
6000
4000
2000
0
2000 Scenarios 2050
Gigagrams (10x9)
Bolivia Peru

32. 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

33. Gracias
por su
atención