Cambio climtico y la producci³n de papa
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El clima extremo y la producción de papa
Marco Cabezas Gutiérrez
Cambio climático
Los gases efecto invernadero
GAS NIVEL DE REFERENCIA
PARTICIPACION %
CO2 1 76
CFCs 15.000 5
CH4 25 13
N2O 230 6
2011 real
El contenido de carbono en la atmósfera actual es superior al encontrado hace 400.000 de años
Comportamiento de algunos gases efecto invernadero y de la radiación solar a gran escala de tiempo (Salinger et al.,2007)
Mediciones de CO2 en la Antártida y proyección matemática de comportamiento
Problemas a nivel ambiental• Incremento en la temperatura del aire (0,2°C por
década desde 1970)
• Incremento en los niveles de radiación UV y de onda larga
• Cambios en los regímenes de lluvias (incremento del 2% en los últimos 100 años)
• Deshielos
• Disminución del albedo
• Nuevas adaptaciones ecológicas de plagas y enfermedades
Problemas a nivel ambiental
• Cambios en la frecuencia e intensidad de eventos climáticos extremos (fenómeno del niño)
• Enriquecimiento en las concentraciones de CO2
atmosférico
• Incremento en la depositación de nutrientes (N y P)
• Aumento de la presión en cacería - < Biodiversidad
• Cambios en el uso de la tierra
• Incremento en Ozono y ácidos ambientales
• Cambios secundarios como la abundancia de lianas.
Posibilidades de reducción de CO2
Composición de la Atmósfera
Variación de la temperatura en la atmósfera
Corrientes marinas
En América del sur
Características climáticas• Temperatura del aire
Radiación solar
TEMPERATURA
-5
0
5
10
15
20
25
30
E F M A Y J L G S O N D
Meses del año
Tem
pera
tur
med
ia º
C
Cali, 1000msnm Fusagasugá, 1550 msnm
Miami, 25ºN Sogamoso. 2450 msnm
Washigton, 39ºN Estocolmo, 47ºN
Fluctuaciones de la temperatura media del aire durante el año en diferentes puntos de la tierra.
Fuente, IDEAM, (2001)
Cambios globales en la temperatura del aire desde 1861 a 2003, tendencia mundial. (Salinger et al.,2007)
Estimativos de la emisión de gases efecto invernadero, convertibles a CO2 en algunos cultivos
Cultivo Areamillones de ha
Rendimiento Mg ha-1
N min (kg ha-1) N org (kg ha-1) CO2
equivalente kg ha-1
Trigo invierno 368.6 5,2 144 42 1340
Trigo primavera
221.2 4,4 107 42 910
Descanso 80.2 2,4 0 0 400
Henos 77.9 15,8 195 52 1595
Colza 70.9 2,8 154 41 1020
Tubérculos 30.9 11,3 207 33 1157
Pastos 572.6 5,1 0 56 529
Frutales 22.4 3,1 60 0 666
Efecto de la lluvia sobre el rendimiento agrícola
Regimen de lluvias
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
E F M A Y J L G S O N D
MESES
mm
de l
luvia
0
50
100
150
200
250
300
EV
T e
n m
m
BIMODAL EVT MONOMODAL
Papel de la agricultura en el calentamiento global
•La agricultura ocupa alrededor del 35% del área de la tierra.•Emite grandes cantidades de gases efecto invernadero.•25% del CO2, 50% del metano y 70% del óxido nitroso, vía fuentes de actividad humana.•Con conciencia y buenas prácticas las fincas pueden absorber la cantidad de CO2 que emiten
Producción estimada de óxido nitroso y anhídrido carbónico con varias prácticas de cultivo (Huth et al., 2010)
Sistema
Factor
Trigo-Sorgo Trigo-Sorgo+N
Trigo-Sorgo +N fraccionado
Caupí-Sorgo
Trigo- Fríjol mungo
Rendimiento (hg·ha-1)
8471460
24843539
25523553
18053203
25641438
N aplicado (kg·ha-1)
0.0 87.7 83.7 36.4 25.6
Emisiones de CO2
(t·ha-1·año-1)0.96 0.48 0.50 0.63 0.49
Emisiones de NO2
(t·ha-1·año-1)de CO2 equ.
0.27 1.20 1.00 1.03 0.70
Captura y secuestro de carbono
Se define como el incrementopersistente en el carbono almacenadoen el suelo en las plantas o en el mar.Algunos discuten y sugieren que solo sepuede secuestrar carbono con altogrado de permanencia, mayor a 1000años. Lo demás sería captura (Hutchisonet al., 2007).
Algunas tasas de captura
ESPECIE CANTIDAD
( t·ha-1·año-1)
FUENTE
Erytina poeppigiana
2,1 Oelbermann et al., (2004)
Alnus acuminata 5,5 Muthuri et al., (2005)
A. acuminata 14,2 Fehse et al., (2002)
Acacia macrophylla 10,5 Sofo et al., (2005)
Plantas C3 y C4
Secuestro de carbono
• El secuestro potencial de carbono en los cultivos transitorios de EU es de 75 a 208 Tg de C al año (millones de toneladas). 24% de los compromisos bajo el protocolo de Kyoto.
• Canadá lo haría en 24 Tg, 10% del compromiso.
• Unión Europea de 90 a 120Tg. Eso si todas las prácticas de manejo fueran ejecutadas.
Secuestro de carbono
•El potencial de secuestro de C en China es de 198Tg al año (47% de las emisiones por quema de combustibles fósiles); en la India es de 39 a 49.•En los trópicos húmedos, solo en sistemas Agroforestales se calcula un potencial de 9 Mg de C al año
Efectos de convertir cultivos extensivos en pastos
•La conversión de cultivos transitorios en pastos puede llevar a un incremento sustancial de C en el suelo.•Se ha estimado en 1,01 ton de C al año ha-1 (Connat et al ., 2001)•Smith et al., (2000) lo estimaron en 0.62 ton ha-1 año-1
Efecto de usar forrajes dentro de un sistema de rotación
Rotación Localidad 1 Localidad 2 Localidad 3
H-B-B sin fert 28 23,2 20,5
L-H-H no fert 31,2 32,2 34,3
B-H-H-B-B con NP
61,2 56 67
L-B-B-H-L con NP
64 68 65
B-H NP 20,2 23,2 20,7
H= heno; B=barbecho; L=Leguminosa. Datos en Mg ha-1 en 5 años
Efecto de la reducción de la labranza
•Se ha demostrado que la reducción de labranza también incrementa el secuestro de carbono en el suelo.•Eso dependerá de la textura del suelo, de los vientos y del régimen de lluvias.•Los datos encontrados oscilan entre 0,20 y 0,50 Mg ha-1 año-1
La papa y el cambio climático
Clima extremo
Incremento de temperatura
Sequías Inundaciones
Cambio en poblaciones de plagas,
enfermedades y malezas
Incremento del CO2
Mayor producción de
biomasa
Posibles efectos del incremento de la
temperatura en el ecosistema papero.Plagas potenciales
• Mosca blanca, trips, ácaros
• Cigarritas, lepidópteros
Enfermedades
• Gota más destructiva
• Patógenos del suelo y bacterias
Plantas nocivas
• Incremento de poblaciones de pastos
• Nuevas especies de hoja ancha
Efectos del incremento de CO2 sobre el rendimiento de tubérculos de papa, expresado en cambio relativo en relación a las concentraciones
actuales del gas (Högy & Fangmeter, 2009)
Efecto del incremento de CO2 atmosférico sobre los componentes de rendimiento de la papa
Componente de rendimiento % de variación de 600/380 ppm de CO2
Rendimiento total en fresco + 6,3%
Tubérculos de segunda +1,4%
Tubérculos de primera 7,0%
Tubérculos industriales (> 5cm de diámetro) 25%
Tubérculos·m-2 -0,6
Tubérculos de segunda -3,0%
Tubérculos industriales +32%
Posibles efectos en el rendimiento de cultivos de papa sin riego y con aplicaciones crecientes de nitrógeno, en al año 2050 (holden &
Brereton, 2006)
Actualmente
Año 2050
Efectos del incremento de CO2 sobre la calidad de tubérculos de papa, expresado en cambio relativo en relación a las concentraciones
actuales del gas (Högy & Fangmeter, 2009)
Efectos del incremento de CO2 sobre la concentración de glicoalcaloides papa, expresado en cambio relativo en relación a las
concentraciones actuales del gas (Högy & Fangmeter, 2009)
Efecto combinado de suministro de agua y nitrógeno en el rendimiento de la papa
t·ha-1
Con riego
Sin riego
Año 2050
Actualmente
Adaptación de estrategias para el cambio climático (Heller y Zavaleta, 2009)
Estructuras
Procesos
Prácticas
Estrategias
Manejo de suelo y aguas
Sanidad vegetal
Sociedad-Estado-Comunidad
Ambiente
• Agricultura de conservación
• Rotación de cultivos
• Manejo integrado
• Mejoramiento vegetal
• Aforestación
• Recursos genético
• Plantas nectaríferas