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 informacionesclementine.allinne@cirad.fr