Mayor variabilidad. Las lluvias intensas en la región son cada vez más intensas muy probablemente por efecto del cambio climático

Impacto del cambio climático en Impacto del cambio climático en

la agricultura la agricultura

Coordinación de Tecnología de Riego y Drenaje Coordinación de Tecnología de Riego y Drenaje

Waldo Ojeda

Waldo Ojeda BustamanteBustamante

Primer curso de especialización en cambio Primer curso de especialización en cambio

climático climático Junio 2010 Junio 2010

Contenido Contenido Contenido Contenido

1.

1. Antecedentes Antecedentes 2.

2. Repercusiones en la agricultura Repercusiones en la agricultura 3.

3. Retos actuales Retos actuales 4.

4. Adaptación al cambio climático Adaptación al cambio climático 4.

4. Adaptación al cambio climático Adaptación al cambio climático 5.

5. Conclusiones Conclusiones

Waldo Ojeda-2010

Antecedentes Antecedentes Antecedentes Antecedentes

El calor se mueve del ecuador a los polos a través del El calor se mueve del ecuador a los polos a través del ciclo hidrológico para buscar un equilibrio

ciclo hidrológico para buscar un equilibrio térmico térmico

Las actividades agrícolas son de alta sensibilidad a la Las actividades agrícolas son de alta sensibilidad a la variabilidad climática.

variabilidad climática.

El cambio climático existe y ampliamente El cambio climático existe y ampliamente documentado

documentado documentado documentado

Para México, se Para México, se proyecta un incremento de la proyecta un incremento de la

temperatura y un decremento de la precipitación temperatura y un decremento de la precipitación

Debido Debido a la variabilidad espacial y temporal de las a la variabilidad espacial y temporal de las variables meteorológicas se ha desarrollado la

variables meteorológicas se ha desarrollado la infraestructura agropecuaria

infraestructura agropecuaria

Proyecciones climáticas Proyecciones climáticas Proyecciones climáticas Proyecciones climáticas

•• Los modelos proyectan un incremento Los modelos proyectan un incremento

diferencial de la temperatura dependiendo del diferencial de la temperatura dependiendo del espacio, tiempo y escenario

espacio, tiempo y escenario

Waldo Ojeda-2009

•• Los modelos proyectan un decremento en la Los modelos proyectan un decremento en la

precipitación dependiendo del espacio, tiempo y precipitación dependiendo del espacio, tiempo y escenario, en la mayor parte de

escenario, en la mayor parte de Mexico Mexico

Mayor variabilidad

tendencia de las lluvias en el sureste 2007?

Chiapas

Tabasco

1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000

Las lluvias intensas en la región son cada vez más intensas muy probablemente por efecto del cambio climático

Magaña, 2009

Efecto invernadero

Fotosíntesis

Fotosíntesis -- temperatura temperatura

25 30 35 40

(micro mol CO2 m-2 s-1 )

30 10 20

0 500 1000 1500

0 5 10 15 20

PPFD (micro mol m^-2 s^-1)

(micro mol CO2 m

35 3 5

Fotosíntesis

Fotosíntesis -- dióxido de carbono dióxido de carbono

40 50 60

Fb(micro mol CO2 m-2 s-1 )

350 600 1000

0 500 1000 1500

0 10 20 30

PPFD (micro mol m^-2 s^-1)

Fb(micro mol CO2 m

200

Fotosíntesis – temperatura- dióxido de carbono

Fuente: Hikosaka,2006

Simulación considerando escenarios de temperatura

10 12 14 16 18 20

kg m-2

a b c d

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180

0 2 4 6 8

kg m

ddt

a). Temperatura medida b). Mínima de 14 ºC.

c). Mínima de º16 ºC d). Mínima de 18 ºC.

Temperatura máxima 32 ºC en todos los casos.

Variación simplificada de las tasas de fotosíntesis y respiración

La actividad fisiológica de los cultivos está en función de la temperatura

Waldo Ojeda-2009

Temperatura vs HR

Relación temperatura-

humedad ambiental

Capacidad máxima de Capacidad máxima de retención de humedad retención de humedad

• El aire tiene una capacidad finita para retener el

vapor de agua.

Déficit de presión de vapor Déficit de presión de vapor

0 0.5 1 1.5 2 2.5

0:00 4:00 8:00 12:00 16:00 20:00 0:00

hora

DPV (Kpa)

Interior y Interior y exterior de exterior de

un un un un

invernadero

invernadero

Manejo del DPV con nebulización

Sin nebulización

Sin nebulización Con nebulizaciónCon nebulización

Comparación de ambientes

Comparación de ambientes

Triangulo clásico de las

enfermedades

Oxigeno disuelto en Oxigeno disuelto en

función de la temperatura

función de la temperatura

Cambios ambientales que Cambios ambientales que

impactarán la agricultura impactarán la agricultura

•• Composición química de la Composición química de la atmósfera

atmósfera

–

– COCO₂₂ y ozonoy ozono

•• Variables climáticas Variables climáticas

•• Variables climáticas Variables climáticas

–

– Temperatura, insolación, lluvia, humedad Temperatura, insolación, lluvia, humedad ambiental

ambiental

•• Otros factores Otros factores

–

– Aumento del nivel del mar, incremento de Aumento del nivel del mar, incremento de frecuencia y severidad de eventos frecuencia y severidad de eventos extremos, mayor variabilidad climática extremos, mayor variabilidad climática

interanual, cambios en el patrón de interanual, cambios en el patrón de

escurrimientos escurrimientos

Situaciones productivas Situaciones productivas

Las variables ambientales son definitorias para definir el nivel productivo potencial de un cultivo en una zona.

Temperaturas requeridas para el desarrollo de los cultivos Temperaturas requeridas para el desarrollo de los cultivos.

Temperatura tomate pimiento berenjena pepino melón sandía Lechuga calabacita mínima letal 0 – 2 (-)1 - 4 0 – 2 (-)1 - 4 0 - 2 0 (-)2 – 0 0 - 4 mínima biológica 8 - 12 10 - 12 9 – 10 10 - 13 12 - 14 11 - 13 4 – 6 10 - 12 óptima diurna 22 - 26 22 - 28 22 – 26 24 - 28 24 - 30 23 - 28 15 – 20 24 - 30 óptima nocturna 13 - 16 16 - 18 15 – 18 18 - 20 18 - 21 17 - 20 10 – 15 15 - 18 máxima biológica 26 - 30 28 - 32 30 – 32 28 - 32 30 - 34 30 - 34 25 – 30 30 - 34 máxima letal 33 - 38 33 - 35 43 – 53 32 - 35 34 - 37 34 - 37 ND ND

Fuente: Fernández, M. M., M.I. Aguilar, J.R. Carrique, G. Tortosa, C. García, M. López y J.M. Pérez. 2001.

Suelo y medio ambiente en invernaderos. Junta de Andalucía. España

Rendimiento en jitomate (kg m ^-2 )

• Campo abierto

México 2-6

Francia 14

Israel 17

• Invernaderos sin calefacción

México (abierto) 15-20

España 25

Francia 24

Italia (abierto) 23

Italia (reciculación) 33

• Invernaderos controlados y cultivo sin suelo

Francia 39

Holanda (abierto) 45

Holanda (recirculación) 66

Que tanto es poquito?

Que tanto es poquito?

Que tanto es poquito?

Que tanto es poquito?

Fuente: TAR 3 y Marsden Fuente: TAR 3 y Marsden

Cuantificación del riego: estimar la distribución de probabilidades de la/las variables ambientales, hidrológicas y/o agronómicas

La ley del mínimo La ley del mínimo

• El rendimiento de un cultivo esta delimitado por el elemento o factor restrictivo sin importar que los demás

S

N P K

Mg Mo Zn Ca B

Na Fe Cu

N P

K Mo B Zn

H₂O Na

Fe CO₂

sin importar que los demás

estén en plenitud.

^{N P}

N P K

Probabilidad Distribución del rendimiento histórico

Distribución de rendimientos debido

al cambio climático

¿Como el cambio climático afectará la producción agrícola?

Rendimiento al cambio climático

Mayor variabilidad de rendimientos e ingresos por efectos del CC

Fuente: SwissRe

Cultivo

Temperatura

°C

Rendimiento ton/ha

Cambio en rendimiento

optima max T_opt T=28 °C T=32°C % 28→→→→32 °C

Arroz 25 36 7.6 6.3 2.9 -54

Efecto de la temperatura en el rendimiento (

usando un modelo calibrado)

Soya 28 39 3.4 3.4 3.1 -10

Fríjol 22 32 2.9 1.4 0.0 -100

Cacahuate 25 40 3.4 3.2 2.6 -20

Sorgo

Grano 26 35 12.2 11.8 7.0 -41

•• Productividad Productividad

(calidad, cantidad, oportunidad)(calidad, cantidad, oportunidad)

•• Practicas y manejo del sistema productivo Practicas y manejo del sistema productivo

^{(cambios (cambios}

en la aplicación de insumos, control de plagas y enfermedades) en la aplicación de insumos, control de plagas y enfermedades)

•• Ambiental Ambiental

(menor diversidad de cultivos, mayor erosión, cambio (menor diversidad de cultivos, mayor erosión, cambio en la frecuencia e intensidad del drenaje

en la frecuencia e intensidad del drenaje--percolación, disminución percolación, disminución

Efectos del CC en la agricultura Efectos del CC en la agricultura

en la frecuencia e intensidad del drenaje

en la frecuencia e intensidad del drenaje--percolación, disminución percolación, disminución materia orgánica, degradación de la parcela, intrusión salina, mayor materia orgánica, degradación de la parcela, intrusión salina, mayor estrés hídrico y térmico de los cultivos)

estrés hídrico y térmico de los cultivos)

•• Desarrollo regional Desarrollo regional

(especulación de la tierra y agua, menor (especulación de la tierra y agua, menor área cultivable, migración por cambio en el uso de la tierra , cambio área cultivable, migración por cambio en el uso de la tierra , cambio en los ciclos de los cultivos)

en los ciclos de los cultivos)

Muchos efectos

Muchos efectos estanestan relacionados con el ramo del segurorelacionados con el ramo del seguro

CO₂

Cambios de ciclos de desarrollo y cambio

Anticipo vegetación

Aumento

fertilización Incremento Reducción

disponibilidades Disminución

Resumen Resumen::

Impactos sobre la actividad agrícola Impactos sobre la actividad agrícola

Resumen Resumen::

Impactos sobre la actividad agrícola Impactos sobre la actividad agrícola

desarrollo y cambio

variable vegetación

Aceleración procesos productivos

Aumento producción Aumento riesgos de

granizo, golpe calor, heladas

Aumento pérdidas

Incremento mineralización suelo

Aumento fertilidad natural suelo Aumento

evapotranspiración?

Mayor

requerimiento hídrico?

fertilización

carbónica ^producción disponibilidades hídricas

Disminución producción

Aumento riesgos de sequía,

inundaciones y lluvia torrencial

Aumento pérdidas

La agricultura ante el cambio climático, como:

Corresponsable.

Receptora del impacto.

Parte de la solución.

Impactos potenciales del Cambio Impactos potenciales del Cambio

Climático en la agricultura Climático en la agricultura

Impactos potenciales del Cambio Impactos potenciales del Cambio

Climático en la agricultura Climático en la agricultura

Impactos positivos

Impactos positivos Impactos negativos Impactos negativos

 Posibilidad de nuevos cultivosPosibilidad de nuevos cultivos

 Mayor periodo para el Mayor periodo para el desarrollo de los cultivos desarrollo de los cultivos

 Mayor incidencia de plagas y Mayor incidencia de plagas y enfermedades

enfermedades

 Menor diversidad de cultivosMenor diversidad de cultivos

 Daños a cultivos por calor extremo,Daños a cultivos por calor extremo,

desarrollo de los cultivos desarrollo de los cultivos

 Mayor producción por COMayor producción por CO_{2 2} ↑↑

 Aceleración de la maduraciónAceleración de la maduración

 Reducción en la severidad y Reducción en la severidad y duración de heladas

duración de heladas

 Mas cosechas por añoMas cosechas por año

 Daños a cultivos por calor extremo,Daños a cultivos por calor extremo,

 Ciclones más intensos e inundacionesCiclones más intensos e inundaciones

 Menor eficacia de herbicidas y Menor eficacia de herbicidas y plaguicidas

plaguicidas

 Predicciones menos confiables Predicciones menos confiables (planeación difícil)

(planeación difícil)

 Menor producción por acortamiento del Menor producción por acortamiento del ciclo

ciclo

 Mayor estrés hídrico y térmicoMayor estrés hídrico y térmico

 Problemas con el cumplimiento de horas Problemas con el cumplimiento de horas frío

frío

 Incremento en la demanda pico de riegoIncremento en la demanda pico de riego

 Necesidad de nuevas variedadesNecesidad de nuevas variedades

Waldo Ojeda-2009

Efecto en las plantas de Efecto en las plantas de

altas temperaturas altas temperaturas

• Menor firmeza y coloración irregular del fruto.

• Cierre potencial de los estomas por alta demanda evapotranspirativa ambiental que genera

evapotranspirativa ambiental que genera condiciones de estrés hídrico a la planta

• Destrucción de tejidos enzimáticos a altas

temperaturas (>40 ºC).

El ciclo hidrológico de una zona de El ciclo hidrológico de una zona de

riego será impactado por el CC riego será impactado por el CC

El ciclo hidrológico de una zona de El ciclo hidrológico de una zona de

riego será impactado por el CC riego será impactado por el CC

Derivación Derivación

Precipitación Precipitación-- escurrimiento escurrimiento

ET ET

Agua subterranea

Agua subterranea DrenajeDrenaje Percolación

Percolación

pozo pozo Riego Riego Canal

Canal

Parcela Parcela

Dren

Dren OceanoOceano Precipitación

Precipitación

Evaporación Evaporación

Retorno Retorno

Intrusión salina

Waldo Ojeda-2009

Retos institucionales ante Retos institucionales ante

el CC el CC

Retos institucionales ante Retos institucionales ante

el CC el CC

•• Re Re--análisis de datos históricos análisis de datos históricos (conocer el (conocer el pasado para afrontar el futuro

pasado para afrontar el futuro--incertidumbre) incertidumbre)

•• Conocimiento y valoración de los riesgos Conocimiento y valoración de los riesgos ante CC

ante CC (adecuar modelos, cambios en los (adecuar modelos, cambios en los periodos de retorno)

periodos de retorno)

•• Mayor necesidad de asesoramiento para Mayor necesidad de asesoramiento para

•• Mayor necesidad de asesoramiento para Mayor necesidad de asesoramiento para reconversión agropecuaria (adaptación) reconversión agropecuaria (adaptación)

•• Como valorar los riesgos ante la dinámica compleja Como valorar los riesgos ante la dinámica compleja de los cambios esperados en el sistema climático de los cambios esperados en el sistema climático (viabilidad técnica)

(viabilidad técnica)

•• Demanda incremental de seguros Demanda incremental de seguros ^{(eventos, (eventos,}

contratación, capital, capacidad financiera) contratación, capital, capacidad financiera)

Waldo Ojeda-2009

Duración y consumo de agua del maíz

Variabilidad actual de la duración y requerimientos hídricos del maíz

Adaptado de Ojeda, et al., 2007 (Agrociencia)

Variación consumo agua para Variación consumo agua para

maíz

maíz

Duración del ciclo fenológico

o D promedio en el ciclo fenológico

Ciclo para Maíz Los Mochis

Reducción en rendimiento Reducción en rendimiento

Maíz DR075 Maíz DR075

H

H

H H

H J

J

J J

J J

40 50 60

Reducción Rendimineto (%)

H

H

H H

H H H H H H H

H H

H H

H H

H J

J

J

J J

J J J J

J J

J J

J J

J J

240 260 280 300 320 340 360 20 40 60 80

0 10 20 30

Reducción Rendimineto (%)

Dia juliano

2090 actual

2090 2020

Ojeda, et al., 2010

Fenología mango

Aparición de nuevas

hojas

Floración Amarre del fruto

Inicio de desarrollo del

fruto

Fin de desarrollo del

fruto

Madurez

hojas fruto fruto

Fructificación Fecha en que

aparecen las primeras hojas de un nuevo ciclo de desarrollo.

Momento en que la mitad de la unidad de muestreo (10 árboles) presentan las primeras flores.

Fecha en que el fruto aparece incipiente, aún envuelto por vestigios florales.

Momento en que los frutos alcanzan de diámetro

Fecha en que se logra el máximo tamaño del fruto

Fecha en que se alcanza el máximo tamaño del fruto con cualidades para el transporte y la comercialización

Plan de Estatal de Cambio Climático Veracruz

Etapas fenológicas

Etapa Nov. Dic. Ene. Feb. Mar. Abr. May. Jun. Jul.

Aparición de nuevas hojas

Letargo (1º y 2º qna.

importantes para la diferenciació n floral)

Floración ^{Precoz Tardía}

Fructificación

Cosecha Cultivar Haden:

10 de mayo a 15 de junio

de junio

Cultivar es: Kent y Keit:

después del 16 Cultiva

r Tommy Atkins.

15 junio- 15 julio

Cultivar es: Manila y Criollo: 15 abril a 30de julio

El Faisán, Paso de Ovejas, Ver

Requerimientos Requerimientos ambientales mango ambientales mango

Requerimientos Aparición de nuevas hojas (noviembre –

enero)

Floración (febrero-abril)

Fructificación (mayo-julio)

Temperatura

mínima requerida

≥10 ≥15 Observada en

61-90 Temperatura media Observada en 61- 30-33 °C 27-36 ºC Temperatura media

óptima

Observada en 61- 90

30-33 °C 27-36 ºC

Las temperaturas promedio anuales entre y se relacionan con la acumulación de 1000 unidades calor durante la etapa de crecimiento (Martínez, 2007),

Precipitación óptima

≤ 60 mm/mes

180mm en el

periodo

≤ 60 mm/mes en el periodo

en el periodo

Análisis año 2007 Análisis año 2007

Año 2007 /Valores respecto a los óptimos (Tabla 8)

Aparición de nuevas hojas

(noviembre – enero)

Floración (febrero-abril)

Fructificación (mayo-julio)

Temperatura mínima 17.9 > 0.7 respecto al 61-90

18.6 > 0.2 respecto al 61-90

23.4 > respecto al 61-90

61-90 al 61-90 61-90

Temperatura media 24.59 > 1.5 respecto al 61-90

24.2 < respecto a 61-90

> respecto a 61-90

Precipitación /-23.33% respecto al 61-90

62 mm/ -65.6%

respecto al 61-90

195mm/-39.1%

respecto al 61-90

-2.0 0.0 2.0 4.0

ºC

Diferencia respecto al valor óptimo de tem peratura m edia por etapa de desarrollo.

-6.0 -4.0

Base 61-90 0.7 -5.3 0.0

Precis 20´s A2 1.8 -4.4 1.2

Precis 50´s A2 2.9 -3.3 2.5

Aparicion de

nuevas hojas Floración Fructificación

El Faisán, Paso de Ovejas, Ver

Anomalías por etapa

0.0 5.0 10.0

ºC

Diferencia respecto al valor óptimo de tem peratura m ínim a por etapa de desarrollo.

-50.0 0.0 50.0 100.0

%

% de la Pcp acum ulada respecto a al valor óptimo por etapa de desarrollo.

-5.0

Base 61-90 6.8 3.2 -0.9

Precis 20´s A2 7.8 4.1 0.2

Precis 50´s A2 8.9 5.2 1.3

Aparicion

de nuevas Floración Fructificació n

-100.0

Base 61-90 -69.5 -88.1 81.8

Precis 20´s A2 -68.4 -87.9 87.4

Precis 50´s A2 -49.3 -62.2 59.0

Aparición de

nuevas hojas Floración Fructificación

El Faisán, Paso de Ovejas, Ver

Retos

Retos actuales actuales Retos

Retos actuales actuales Retos

Retos actuales actuales Retos

Retos actuales actuales

Waldo Ojeda-2009

Que tenemos que tener Que tenemos que tener

claro claro

Que tenemos que tener Que tenemos que tener

claro claro

El Cambio

climático implica diferentes riesgos dependiendo del dependiendo del sector productivo

-El cambio climático no es un riesgo asegurable per se, pero que es una amenaza grave en la naturaleza, escala y localización de los

riesgos por cambios en el sistema climático actual

-Es un fenómeno generador de nuevos y potenciador de riesgos existentes susceptibles de aseguramiento

Adaptación Adaptación

de la de la

Adaptación Adaptación

de la de la de la de la

agricultura y agricultura y

ganadería ganadería

de la de la

agricultura y agricultura y

ganadería ganadería

Waldo Ojeda-2009

Adaptación de la Adaptación de la

agricultura y ganadería agricultura y ganadería

Adaptación de la Adaptación de la

agricultura y ganadería agricultura y ganadería

La adaptación se refiere a repuestas o acciones La adaptación se refiere a repuestas o acciones de

de



 Agricultores y ganaderos Agricultores y ganaderos



 Grupos organizados o empresas y Grupos organizados o empresas y



 Gobierno Gobierno



 Gobierno Gobierno

estímulos o efectos del clima actual o esperado estímulos o efectos del clima actual o esperado para reducir su vulnerabilidad por impactos

para reducir su vulnerabilidad por impactos adversos o daño potencial o para aprovechar adversos o daño potencial o para aprovechar oportunidades

oportunidades asociadas al cambio climático. asociadas al cambio climático.

6. Conclusiones 6. Conclusiones 6. Conclusiones 6. Conclusiones

El cambio climático existe

La agricultura enfrenta nuevos riesgos

El cambio climático impactará la producción agropecuaria

Es necesario conocer las respuestas de los cultivos ante los cambios proyectados en los patrones de la variables climáticas

Se requiere implantar acciones de adaptación del sector agropecuario al cambio climático.

Regionalización de acciones de adaptación en base a la exposición de los fenómenos adversos

Waldo Ojeda-2009

Conclusiones….

Conclusiones….

Conclusiones….

Conclusiones….

El Cambio climático implica diferentes riesgos para los diferentes sectores productivos, espacial y temporalmente.

La decisiones a tomar por impacto del cambio climático La decisiones a tomar por impacto del cambio climático deben ser realizadas con incertidumbre, solo se conocen direcciones y magnitudes de cambio de variables.

No hay pronósticos de cambio climático solo escenarios de cómo se podría ver el mundo en el futuro dependiendo de las decisiones que se tomen ahora

Demanda incremental a futuro de seguro agropecuario Las cadenas productivas están expuestas a riesgos

Waldo Ojeda-2009

La agricultura tendrá que La agricultura tendrá que

adaptarse adaptarse

La agricultura tendrá que La agricultura tendrá que

adaptarse adaptarse

Waldo Ojeda-2009

Waldo Ojeda Bustamante

Coordinación de Riego y Drenaje

Instituto Mexicano de Tecnología del Agua Instituto Mexicano de Tecnología del Agua

wojeda@tlaloc.imta.mx