Download - Preparando el cultivo de la papa para el cambio climático: Seguridad alimentaria con valor agregado
Preparando el cultivo de la papa para el cambio climático
Seguridad alimentaria con valor agregado
W. Amoros
SIMPOSIO CIENTIFICOCAMBIO CLIMATICO Y SEGURIDAD ALIMENTARIA EN EL PERU:
IMPACTO, ADAPTACION, RESILIENCIA16-17 Octubre del 2014
Contenido
• Tendencias de la producción
• Importancia de la papa en seguridad alimentaria
• Impacto del cambio climático (CC) en la producción
• Mejoramiento genético para adaptar la papa al CC y la seguridad alimentaria
• Avances
1991 1993 1995 1997 1999 2001 2003 2005 2007Países millones de toneladasDesarrollados 183,13 199,31 177,47 174,63 165,93 166,93 160,97 159,97 159,89
En desarrollo 84,86 101,95 108,50 128,72 135,15 145,92 152,11 160,01 165,41
MUNDO 267,99 301,26 285,97 303,35 301,08 312,85 313,08 319,98 325,30Fuente: FAOSTAT
Tendencias de la producción mundial de papa (1991-2007)
Mundo
Países desarrollados
Países en desarrollo
3,000
3,800
26002800300032003400360038004000
2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009
Mile
s d
e T
on
ela
das
La producción de papa en el Perú y la región andina
13.7
7.85.2
17.5
29.5
23.0
16.5
Consumo per cápita (kg)Ecuador 40Bolivia 84Perú 86Colombia 64Venezuela 18
11.4
12.2
12.612.9
13.313.7
11
12
13
14
2001 2003 2005 2007 2009 2011
t/h
a
Rendimiento (t/ha) de la papa en Peru
Importancia de la papa para la seguridad alimentaria
Principal fuente de subsistencia de agricultores pobres
Fuente de Vitaminas minerales y proteínas de calidad
Fuente de ingresos para los mercados de papa fresca y procesada
Alto índice de cosecha y rendimiento por unidad de tiempo y área
Muy versátil para procesamiento
Adaptabilidad desde el nivel del mar hasta zonasmuy altas bajo condiciones poco favorables
Gran diversidad
Hierro 18 %
Calcio4 %
Potasio46 %
Fósforo21 %
Niacina21 %
Fibra26 %
Carbohidratos21 %
Grasas1 %
Proteínas15 %
Vitamina C48 %
Tiamina13 %
Riboflavina8 %
Aporte Nutricional de la papa a la dieta humana diaria (300 g papa cocida al horno)
Amenazas a la producción de papa por el CC
Incremento de la presión de plagas y enfermedades- Expansión del tizón tardío a nuevas áreas que antes eran libres de esta enfermedad- Incremento de las poblaciones de vectores de virus. Amenaza a la producción de semilla
Campo papa afectado por heladas Efecto de la sequia en papa
Campo arrasado por el tizón tardío
Cambios en la distribución de lluvias, sequía prolongadas; heladas repentinas
Aumento de las temperaturas: nocturnas >18 °C, diurnas >28 °C- Rendimientos muy bajos o nulos- Pobre calidad (industrial, comercial, culinaria y nutricional de tubérculos
90% del área papera en la sierra se siembra al secano sujeto a las lluvias
Adaptación de la papa al CC
Nuevas áreas de cultivo mas altas
Mejorando la captación del agua, el riego
Creando nuevas Variedades de Papa mediante el mejoramiento genético
Cruzamientos
Ciclo 2
Familia de tubérculos
PlántulasEvaluación de familias en campo, primera selección clonal
Clones selectos avanzados
X
♂♀
Evaluación y selección clonal
Selección de progenitoresCruzamientos
Tamizado para resistencia a Virus,
TT, tolerancia a calor, sequia, calidad,
evaluaciones multi-ambientes3 – 4 años
Ciclo 1
Adaptación de la papa al CC mediante el mejoramiento genético
Poblaciones avanzadas de mejoramiento: Adaptación a las agroecologías más importantes de la región tropical y subtropical
acl
Tbr
blb
dmsNeotbr
phu
dms
Adg
phu
Adg
Población paraTrópicos altos y
resistencia al TizónTardío(B3)
Población paraTrópicos bajos y resistencia virus
(LTVR)
Estreses bióticos y abióticos más importantes que afectan al cultivo de la
papa por agroecología
Sub Trópico
bajoTemplado
Trópico alto(ANDES)
Arido
Mediterraneo
Produccion de Papa (%)
39 26 19 15
Estreses bióticos y abióticos
PVY,PVX,PLRV
Tizón Tardío
Polilla
Calor
Marchitez
Bacteriana
Sequía
Salinidad
Tizón Tardío
PVY,PVX,PLRV
Nemátodos
Heladas
Sequías
Afidos
Tizón Tardío
Heladas
Nemátodo del
quiste
PVY,PVX,PLRV
Gorgojo de los
Andes
Polilla
PVY,PVX,PLRV
Calor
Tizón Temprano
Salinidad
Sequías
Características que ayudarían al cultivo de la papa para una mejor adaptación al CC
• Resistencia a enfermedades, tizón tardío y virosis• Tolerancia a sequía y calor• Precocidad• Buen contenido de materia seca• Estabilidad de rendimiento y calidad nutricional,
culinaria e industrial
Resistencia a la virosis: PVY, PVX y PLRV
Selección de variedades resistentes es la vía más económica y saludable para controlar las virosis
15
Clo
nes
se
lect
os
con
to
lera
nci
a a
seq
uía
Experimento con tratamiento de sequia en Majes - Arequipa
T ° día: 27 - 35 °CT ° noche: 18 - 24 °C
Experimento en condiciones de calor en San Ramon- Chanchamayo
Tolerancia al calor y a la sequíaInvestigación colaborativa CIP-INIA (Santa Rita de Siguas –
Arequipa)
15
La precocidad: escape a factores adversos
Muestreo de tubérculos de plantas precoces, dañadas por heladas (60 días después de la siembra) Aymara 2007
Muestreo de tubérculos de plantas precoces, dañadas por tizón tardío (65 días después de la siembra) Oxapampa 2008
• 80 – 100 días para zonas tropicales cálidas bajas
• 100 – 120 días para zonas templadas o altas frías (Andes)
28.9
25.8
24.5 24.2
22.123.3
18.3
15.8
13.5
11.4
13.0
11.7
22.4
18.9
20.0
18.2
16.9 17.3
10
15
20
25
30
3000 maslcold
2600 maslcold
1300 maslwarm -drought
800 maslwarm - humid
300 maslheat - long day
300 maslheat
Hyo 2011 Paucart 2012 Majes 2013 SR 2013 LM-summ 2013 LM-summ 2013
Dry
ma
tte
r (
%)
Max Min Avg
Rango de variación del contenido de materia
seca dentro y a través de ambientes (efecto
del calor)
12 14 16 18 20 22 25 30°c
Altitud
Clima
Localidadn=600 n=600 n=300 n=300 n=300 n=300
CIP309151.118CIP309132.093CIP309105.063CIP309095.044
Scale 1 - 5, 1=Absence of dark, 5=Totally dark
Fre
qu
en
cy
5.04.54.03.53.02.52.01.51.0
50
40
30
20
10
0
1.569 0.5134 316
2.642 0.8426 307
Mean StDev N
CH (10 d)
CH (60 d cold)
Variable
Dry, arid and salinity conditions
Histogram of Chip darkening at 10 dah and 60 d cold storage
66%
12%
Mejorando la calidad industrial y culinariaMuestras de tubérculos provenientes de ambientes cálidos secos y suelos salinos (Majes – Arequipa)
Score
Fre
qu
en
cy
3530252015
16
14
12
10
8
6
4
2
0
21.33 3.356 48
23.80 3.723 48
Mean StDev N
Texture
Flavor
Variable
Histogram of Texture, FlavorNormal
70% Sabor
regular a
excelente
36% ligero
a muy
harinoso
Evaluación organoléptica de clones de papa
cosechados en campos con estrés de calor y agua
Enfoque: Mantener buen rendimiento en ambientes poco favorables
Bueno: Fertilidad Humedad Temperatura
Pobre: Fertilidad Sequia,
heladas
0
10
2030
40
50
60
E01
E02
E03
E04
E05
E06
E07
E08
E09
E10
E11
E12
E13
E14
E15
Enviroments
Tu
ber
yie
ld (
Mg
ha-1
)
(+)(-)
Ambientes
Re
nd
imie
nto
t/h
a
Caracterización de la diversidad para tolerancia a sequía
Un grupo de 918 accesiones compuesto por
germoplasma nativo y mejorados fueron
caracterizados por su tolerancia a la sequia.
Bien irrigado: cada 8 d hasta la cosecha
Riego deficiente: Riego Normal hasta el aporque (30 - 35 d), luego cada 20 d
Sequia terminal: Riego normal hasta el aporque, luego suspendido
Diseño de campo: Alpha, 3 reps
Localidad: Estación Experimental CIP La
Molina, Lima, Perú ;12º 05‘ S, 240 msnm.
Spp
DS
I
8
TB
R
8 A
DG
7
CU
R
6
JU
Z
6 A
JH
5
CH
A
4 P
HU
3 G
ON
2 S
TN
3
2
1
0
-1
-2
-3
-4
-5
-6
Boxplot of DSI vs Spp
> 3800 cultivares nativos de diferentes grupos taxonómicos
> 3000 líneas avanzadas, variedades del CIP y de otros programas
R. Cabello
Perricholi (1986)
Canchan (1990)
Amarilis (1993)
UNICA (2001)
> 50 % del área cultivada en Perú con estas variedades
Variedades de papa liberadas en el Perú en los últimos 30 años con el soporte del CIP
Selección Varietal Participativa
Huancayo:
- 1998-2002
- INIA, Yanapai, CIP
- 2 varieties released
Paucartambo:
- 2003-2007
- INIA, MINAG, CIP
- 2 varieties released
INIA 312INIA 311
INIA 313 INIA 308
Wankita Colparina
PallayPoncho
PucaLliclla
61 clones elites resistentes al tizón tardío y tolerantes al calor
Cosecha (San Ramon-Chanchamayo)
Nuevos materiales con características superiores en resistencia a enfermedades , tolerancia a factores abióticos y calidad: Para las pruebas regionales y liberación de variedades
> 40 clones elites con alto rendimiento resistentes a virus, precoces y tolerantes a calor y sequia
25
33
40 40
21
25
28
35
15
20
25
30
35
40
45
Cycle 0 Cycle I… Cycle II… Cycle III
pp
m
IronZinc
La biofortificaciónContribuyendo a la seguridad alimentaria con
papas con valor nutricional Ganancia en la concentración de Fe y Zn, después de 3 ciclos de selección
306087.5635 ppm Fe
306087.7230.7 ppm Fe
306140.7837.5 ppm Fe
306140.14030.5 ppm Fe
306143.6236.2 ppm Fe
306143.6535.4 ppm Fe
306154.12631.8 ppm Fe
306155.7333.0 ppm Fe
306416.6842.5 ppm Fe
306418.5332.3 ppm Fe
306514.6431.4 ppm Fe
306143.6834.8 ppm
21 Clones diploides selectos bajo Selección Varietal Participativa en comunidades de Huancavelica, Ayacucho, ApurimacApoyo deGRUPO YANAPAY, ISSANDES, ACH
% t
ub
eriz
acio
n
32ºC25 ºC18 ºC
100
80
60
40
20
0
Tuberización es menor a medida que la
temperatura aumenta
Selección In Vitroen generaciones tempranas para tolerancia al calor
Metodologías
Componentes Bioquímicos
ABAPerfil metabólico
Atributos de los Tubérculos y RaícesNumero de tubérculosPeso de tubérculos (fresco)Numero de raícesNumero de raicilla (1 cm)Longitud de raíces (cm)Peso de raíces (g)Angulo de raíz
Toma de datos a:1. Emergencia2. Evaluaciones antes
del estrés3. Evaluaciones
después del estrés4. Evaluaciones a la
cosecha5. Evaluaciones
después de la cosecha
Evaluación de atributos: Tolerancia a la sequíaAtributos morfo
fisiológicos
Área foliar
Diámetro de tallosNumero de estolonesContenido relativo de agua Contenido clorofílico (SPAD)Cobertura del follajeTemperatura del follajeReflectancia del follaje (NDVI)
© R
. Zac
hm
ann
Reflectancia
NDVI
Contenido clorofílico SPAD
Sistema radicular - invernadero Sistema radicular - Aeroponía
Sensoria Remota: T° follaje
Preparando a la papa para: Un sistema de cultivo muy intenso Altas temperaturas Menor disponibilidad de agua
• Mayor flexibilidad para incorporarse a los sistemas de cultivo
• Adaptarse a nuevas áreas de siembra
• Variedades robustas que soporten los efectos de los cambios del clima
80 – 100
días
10
14
18
22
26
30
34
38
Oct Nov Dec Jan Feb Mar
(Midmore, 1992)
Air
Te
mp
era
ture
ºC
Max Day Tº
Max Night Tº
Semilla botánica de progenies avanzadas
Plántulas in vitro de clones y progenitores elites
Distribución de germoplasma
• Programas Nacionales (INIA)
• Universidades• ONGs