Efectos de sistemas de café simples y complejos sobre la...
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Efectos de sistemas de café simples y complejos
sobre la regulación de plagas y enfermedades y otros
servicios ecosistémicos en Costa Rica
Impacto de P&E sobre rendimiento• Plagas y enfermedades (P&E) tienen impacto en rendimiento
(Savary et al., 2006; Cheatham et al., 2009)
• Hay muy poco estudio sobre quantificacion de la perdidas de rendimiento por P&E
• Fue estimado entre 20-40% la reduction del rendimiento porP&E (Savary, 2006)
• El control químico es la practica la mas corriente para controlar P&E:– tiene efectos negativos sobre la provisión de algunos servicios
ecosistemicos como polinización y control de P&E, mediante la reducción de las poblaciones de organismos benéficos, y la calidad del agua (Cheatham et al, 2009;. Poder, 2010; Tilman et al., 2002).
biodiversidad y servicios ecosistemicos• La biodiversidad (número y funciones de las especies) determina
el funcionamiento y las propiedades de los ecosistemas (Tilman et al., 1996; Loreau et al., 2001)
• Soporte la provisión de servicios ecosistemicos clave como la fertilidad del suelo, la regulación de P&E, incluso la productividad.
• los agroecosistemas diversificados no son necesariamente más productiva (Malezieux, 2012)
• lo que sugiere la existencia de un equilibrio entre la producción y otros servicios ecosistemicos.
biodiversidad y servicios ecosistemicos
Efecto de la biodiversidad sobre P&E• Puede favorecer el impacto de las P&E particularmente en
sistemas agroforestales (Schroth et al, 2000;. Avelino et al, 2011;.. López-Bravo et al, 2012;. Ratnadass et al, 2012):
– los árboles de sombra modifican el microclima generando condiciones mas favorables para el desarrollo de las P&E;
– pueden actuar como huéspedes alternativos (Schroth et al, 2000;. Avelino et al., 2011; . López-Bravo et al, 2012; Ratnadass et al, 2012).
• Puede mejorar el control de las P&E:– por los mecanismos de regulación que implican agentes de
control biológico al nivel de la parcela como del paisaje (Altieri, 1999; Schroth et al, 2000; Avelino et al. 2011; Ratnadass et al, 2012;.. Martin et al, 2013),
– reduciendo la dispersión (Ratnadass et al, 2012;.. Avelino et al, 2012),
– generando condiciones desfavorables para el desarrollo de las P&E por las modificaciones del microclima (Schroth et al, 2000;.
Avelino et al, 2011;.. Ratnadass et al, 2012).
Pregunta de investigación y objetivos
• Cuales son las relaciones y interacciones complejas entre biodiversidad, rendimiento y P&E ?
• enfoque multidisciplinario es necesario para abordar estos múltiples enlaces lo que permitirá de:
1) entender las interrelaciones entre los factores que interactúan a dentro del sistema de cultivo,
2) proponer recomendaciones a los agricultores, sostenible economicamente como ambientalmente (Cheatham y col., 2009)
Metodología• 2 encuestas (Avelino et al., 2007,2009, 2012; Romero, 2010)
• 5 regiones de Costa-Rica 141 situaciones de producción de café
• Topoclimate : 5 variables- altitude
- annual rainfall
- slope inclination
- Slope orientation : North-South axis
- Slope orientation : East-West axis
• Soil : 12 variables (pH, quimica, composicion)
Datos recolectados
• Cropping practices :13 variables-Distance between plants on the row-Distance between rows -Density of coffee trees per hectare -Number of coffee trees per hole -Shade percentage -Annual number of coffee pruning operations -Annual number of shade pruning operations -Annual number of soil fertilisations-Annual number of foliar fertilisations only -Annual number of soil organic amendments -Annual number of chemical weeding rounds -Annual number of physical weeding rounds -Annual number of fungicide sprays
• Coffee plant production characteristics : 4 variables
- height of the coffee tree- coffee tree age- per plant- foliage density
Datos recolectados• 10 plagas y enfermedades fueron monitoreados
Mycena citricolorOjo de gallo
Cercospora coffeicolaCercospora
Hemileia vastatrixRoya
Phoma costaricensisPhoma
Leucoptera coffeallaMinadora
Corticium KolerogaMal de hilacha
Colletotrichum coffeanumdieback
Ceratocystis fimbriataMacana
Meloidogyne exiguaAgalladores Nematodos
Pratylenchus coffeaeLesionadores nematodos
Indicador de rendimiento• Indicador del rendimiento alcanzable (Upreti et al., 1991)=
Numero de nudos fructíferos / planta x densidad
• 4 clases entre 522 kg/ha y 7195 kg/ha:
YI1 YI2YI3YI4
Indicador de biodiversidad
• indicador de biodiversidad = tipo de sombra (Toledo and Moguel, 2012)
LegAO = leguminosas y otras plantas (policultivo tradicional sin plátanos)
Ban= plátanos y otras plantas(policultivo con plátanos)
FoF= frutales o forestales (policultivo comercial sin plátanos )
Oleg= solamente leguminosas (monocultivo con sombra)
NS= monocultivo sin sombra
Metodologia de analisis estatistica
data
Número de tipos
44 3 4
TC4
TC1
TC3TC2
Representación de las asociaciones entre los tipos: prueba de chi cuadrado + Análisis factorial de correspondencia
Indicatores de rendimiento y de biodiversidad = variables adicionales en el AFC
Tipologias: (matrice de distancia + conglomerado)
Cropping practices (13)
Soil (12)
Coffee plant production characteristics (4)
CP4
CP1
CP3CP2Caracterización de
los tipos
reduction de datos: (Analisis en componantes)
Topoclimate(5)
Pest and diseases (10)
4
IP4
IP1
IP3IP2
PC1
PC3PC2
S4
S1
S3S2
Resultados
S4
S1
TC2
IP2
CP1
-0.5
0
0.5
1
-1 -0.5 0 0.5 1Dim 1 (74.7%)
Dim
2 (
23
.6%
)
1.5
PC1
PC2
PC3
IP3
IP1
CP2CP3
CP4
TC1
TC3
TC4
S3S2
IP4
Profiles:
Topoclimate (TC)
Soil (S)
Coffee plant production characteristics (PC)
Cropping practices (CP)
Pest and disease injury (IP)
Additional variables:
YI : Yield Index
Shade type:LegAO: (1) Leguminous and other plants (without bananas) Ban: (2) bananas and other plants Oleg: (3) Only legumesFoF: (4) Fruit or forest trees onlyNS: (5) No shade
G1
G2
YI1
YI2YI3
YI4
LegAO
Ban
OLegNS
FoF
rendimiento
biodiversidad
-2
0
2Dpl
Pl/Ho
Shp
Pcof
PshSfert Ffert
Sorg
Cwee
Pwee
Fsp
CP1 (n=39)
-2
0
2Alt
Slope
NS
EW
TC2 (n=48)
-2
0
2Alt
Slope
NS
EW
TC1 (n=36)
-3-113
roya
cerco
O. Gallo
minadora
phoma
A. nemat.
L. nemat.
dieback
M. hilacha
macana
IP1 (n=24)
-2
0
2Dpl
Pl/Ho
Shp
Pcof
PshSfert Ffert
Sorg
Cwee
Pwee
Fsp
CP3 (n=49)
-2
0
2Hei
Age
Fnod
Fdens
PC1 (n=51)
-3-113
pHMg
P
Cu
FeZn
Sand
Clay
Silt
OM
S1 (n=51)
-3-113
roya
cerco
O. Gallo
minadora
phoma
A. nemat.
L. nemat.
dieback
M. hilacha
macanaIP2 (n=44)
-2
0
2Alt
Slope
NS
EW
TC3 (n=33)
-2
0
2Hei
Age
Fnod
Fdens
PC2 (n=72)
-2
0
2Hei
Age
Fnod
Fdens
PC3 (n=18)
-2
0
2Dpl
Pl/Ho
Shp
Pcof
PshSfert Ffert
Sorg
Cwee
Pwee
Fsp
CP2 (n=34)
-2
0
2Dpl
Pl/Ho
Shp
Pcof
PshSfert Ffert
Sorg
Cwee
Pwee
FspCP4 (n=19)
-2
0
2Alt
Slope
NS
EW
TC4 (n=24)
-3-113
pH
Mg
P
Cu
Fe
Zn
Sand
Clay
Silt
OMS2 (n=32)
-3-113
pH
Mg
P
Cu
Fe
Zn
Sand
Clay
Silt
OMS4 (n=22)
-3-113
roya
cerco
O. Gallo
minadora
phoma
A. nemat.
L. nemat.
dieback
M. hilacha
macanaIP3 (n=24)
-3-113
roya
cerco
O. Gallo
minadora
phoma
A. nemat.
L. nemat.
dieback
M. hilacha
macanaIP4 (n=44)
Producción de caféOtra producción
Formación de sueloCiclo de nutrientes
Producción primariaRegulación de P&E
regulación del climaTourismo
Balance
Impacto sobre rendimientoIndicador de rendimiento
aprovisionameniento
apoyo
regulacion
cultural
Servicios ecosystémicos
Perfil de P&E IP1IP2 IP3IP4
Extensivo Con. bajo sombra IntensivoManejo de cultivo
Tipo de sombra policultivo tradicional Monocultivo sin sombrapolicultivo comercial
biodiversidad
Con. poco sombra
rendimiento
TO
PO
CLIM
A
la diversificación del sistema, y la provisión de servicios ecosistemicospuede compensar un aumento del impacto de las P&E y ofrecer perspectivas para los productores para aumentar sus ingresos
Conclusiones/Take home message
• los perfiles de P&E y las pérdidas de rendimiento asociados dependen principalmente de las condiciones topoclimáticas
• El manejo necesita primero en ser adaptado a las condiciones ambientales
• Con suelo y condiciones topoclimáticas favorable al desarrollo de P&E, la diversificación puede aumentar la producción global del sistema
• incorporación racional de árboles de sombra y de la biodiversidad asociada que mejora la provision de servicios ecosistemicos, sin reducir la producción de café
Conclusiones/perspectivas
• Necesidad de cuantificar las pérdidas de rendimiento asociados a los perfiles P&E
• Necesidad de cuantificar el efecto de la sombra sobre perfiles de P&E y perdidas de rendimiento
• Necesidad de cuantificar varios servicios ecosystemicos y estudiar las relaciones entre ellos
Para mas [email protected]