Efectos de sistemas de café simples y complejos sobre la regulación de plagas y enfermedades y otros servicios ecosistémicos en Costa Rica

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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

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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 por P&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).

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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.

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• 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

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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).

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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)

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Metodología

• 2 encuestas (Avelino et al., 2007,2009, 2012; Romero, 2010)

• 5 regiones de Costa-Rica 141 situaciones de producción de café

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• 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

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Datos recolectados

• 10 plagas y enfermedades fueron monitoreados

Mycena citricolor Ojo de gallo

Cercospora coffeicola Cercospora Hemileia vastatrix

Roya

Phoma costaricensis Phoma

Leucoptera coffealla Minadora

Corticium Koleroga Mal de hilacha

Colletotrichum coffeanum dieback

Ceratocystis fimbriata Macana

Meloidogyne exigua Agalladores Nematodos

Pratylenchus coffeae Lesionadores nematodos

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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 YI2YI3YI4

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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

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Metodologia de analisis estatistica

data

Número de tipos

4

4 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 CP3CP2 Caracterización de

los tipos

reduction de datos: (Analisis en componantes) Topoclimate

(5)

Pest and diseases (10)

4

IP4 IP1 IP3IP2 PC1

PC3PC2 S4

S1 S3S2

(13)

Resultados

(14)

S4

S1

TC2

IP2

CP1

-0.5 0 0.5 1

-1 -0.5 0 0.5 1

Dim 1 (74.7%)

Dim 2 (23.6%)

1.5

PC1

PC2

PC3 IP3 IP1

CP3 CP2

CP4 TC1

TC3

TC4

S3 S2 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 legumes FoF: (4) Fruit or forest trees only NS: (5) No shade

G1

G2

YI1

YI2 YI3

YI4

LegAO

Ban

OLeg NS

FoF

rendimiento biodiversidad

(15)

-2 0 2Dpl

Pl/Ho Shp

Pcof Psh Sfert Ffert

Sorg Cwee

Pwee Fsp

CP1 (n=39)

-2 0 2 Alt

Slope

NS EW

TC2 (n=48)

-2 0 2 Alt

Slope

NS EW

TC1 (n=36)

-3 -1 1 3roya

cerco O. Gallo minadora phoma A. nemat.

L. nemat.

dieback M. hilacha

macana

IP1 (n=24)

-2 0 2 Dpl

Pl/Ho Shp

Sorg Cwee

Pwee Fsp

CP3 (n=49)

-2 0 2 Hei

Age

Fnod Fdens

PC1 (n=51)

-3-113 pH

Mg P Cu Fe Zn Sand Clay

Silt OM

S1 (n=51)

-3 -1 1 3roya

L. nemat.

dieback M. hilacha

macana

IP2 (n=44)

(16)

-2 0 2 Alt

Slope

NS EW

TC3 (n=33)

-2 0 2 Hei

Age

Fnod Fdens

PC2 (n=72)

-2 0 2 Hei

Age

Fnod Fdens

PC3 (n=18)

-2 0 2 Dpl

Pl/Ho Shp

Sorg Cwee

Pwee Fsp

CP2 (n=34)

-2 0 2 Dpl

Pl/Ho Shp

Sorg Cwee

Pwee

CP4 (n=19)Fsp

-2 0 2 Alt

Slope

NS EW

TC4 (n=24)

-3 -1 1 3 pH

Mg P Cu Fe Zn

Sand Clay

Silt OM

S2 (n=32)

-3 -1 1 3 pH

Mg P Cu Fe Zn

Sand Clay

Silt OM

S4 (n=22)

-3 -1 1 3roya

L. nemat.

dieback M. hilacha

macana

IP3 (n=24)

-3 -1 1 3roya

L. nemat.

dieback M. hilacha

macana

IP4 (n=44)

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Producción de café Otra producción Formación de suelo Ciclo de nutrientes Producción primaria Regulación de P&E regulación del clima Tourismo Balance Impacto sobre rendimiento Indicador de rendimiento

aprovisionameniento apoyo

regulacion cultural

Servicios ecosystémicos

Perfil de P&E IP2 IP1 IP4 IP3

Extensivo Con. bajo sombra Intensivo

Manejo de cultivo

Tipo de sombra policultivo tradicional policultivo comercial Monocultivo sin sombra

biodiversidad

Con. poco sombra

rendimiento

TOPOCLIMA

la diversificación del sistema, y la provisión de servicios ecosistemicos puede compensar un aumento del impacto de las P&E y ofrecer

perspectivas para los productores para aumentar sus ingresos

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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

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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