Cambio climático y prospectiva epidemiológica sanitaria de los cultivos de café y cacao

1.
INTRODUCCION

En los últimos 50 años la
concentración de gases de efecto invernadero (CO2, CH4,
CFC) en la atmosfera aumentó, debido al incremento del uso
de combustibles fósiles, del cambio del uso de la tierra y
de la agricultura intensiva. Como consecuencia de ello, la
temperatura de la superficie del planeta aumentó
aproximadamente 0.2 °C por década, desde los
años 80; acelerándose este fenómeno desde
finales de los años 90. Cada vez más los datos de
investigaciones y modelos desarrollados indican que, antes de
finalizar este siglo, el calentamiento global mostrará un
incremento de 3 °C .

En el contexto de esas tendencias y escenarios globales,
el efecto más evidente del incremento de la temperatura se
viene dando en los Agro sistemas y, según los recientes
estudios, los actuales cambios climáticos tienen ya
importantes impactos en los patosistemas agrícolas,
especialmente en los frágiles ecosistemas tropicales y, de
hecho, en los andinos amazónicos.

Las recientes Investigaciones en Perú, Brasil,
Colombia y Centro América, y en otros continentes,
sugieren que el calentamiento global y los efectos relacionados
con los eventos extremos en el clima podrían traer grandes
consecuencias para la producción global y calidad del
café y del cacao, y otros cultivos tropicales.

Asimismo, este aumento de las temperaturas
incrementará las enfermedades y parásitos que son
actualmente de poca importancia, sobre todo en los países
más húmedos; aunque también algunas
epidemias dejarán de ser importantes en otras zonas
productoras.

La epidemiología es la ciencia ecológica
de la patología en poblaciones de plantas. Estudia por lo
tanto sus dinámicas. Esas dinámicas resultan de sus
interacciones con los factores del ambiente y la interferencia de
las actividades humanas, las cuales vienen alterando el clima y
causando un impacto que debe ser evaluado en términos de
aumento de pérdidas, alteraciones en el manejo de los
cultivos y de su nueva distribución geográfica. El
aumento de las temperaturas posiblemente va a causar efectos a
través del tiempo ,debido a las dificultades que
encontrarán la adaptación y adopción de
nuevos sistemas de cultivos tropicales.

Nos enfrentamos cada vez más a una serie de
problemas globales-entre los que se incluyen los problemas
fitosanitarios y su manejo – que están dañando la
biosfera y la vida humana de una manera alarmante. Pero esos
problemas no pueden entenderse separadamente de otros problemas,
porque son sistémicos y sus factores o variables son Inter
ligados e interdependientes.

Para enfrentarlos, se requiere un cambio
radical en nuestras percepciones, en nuestro pensamiento y en
nuestros valores. Esto pasa por tener una visión de
holística, concibiendo al mundo como un todo integrado y
no como una colección de partes disociadas. Este cambio de
percepción profundo y de pensamiento que garantice nuestra
supervivencia no ha alcanzado todavía la mayoría de
los líderes de nuestras grandes universidades y centros de
investigación, tampoco ha calado entre la mayoría
de nuestros líderes políticos.

Las investigaciones epidemiológicas para
identificar factores climáticos y su influencia en la
severidad de las enfermedades, deben recibir mucho más
atención que antes. Por esta razón, este documento
contiene un análisis de las alteraciones en el clima,
especialmente de las temperaturas, y el comportamiento de las
enfermedades del café y cacao que ocurrieron las dos
últimas décadas en la región de Tingo
María Perú, a fin de que, mediante un enfoque
prospectivo, se adopten políticas y estrategias urgentes
para reducir su impacto en el futuro.

2. CAMBIO
CLIMATICO: TENDENCIAS Y ESCENARIOS

Informaciones del COMITÉ INTERGUBERNAMENTAL SOBRE
CAMBIO CLIMÁTICO- IPCC, indican que, a partir de la
revolución industrial, a fines del siglo XVIII, las
actividades antrópicas, aliadas a eventos naturales,
están alterando la composición de gases de la
atmósfera. De 1760 hasta 1960 los niveles de CO2
atmosférico aumentaron de 280 ppm hasta 317 ppm.(40 ppm en
200 años). De 1960 hasta el 2005 esas concentraciones
pasaron de 317 ppm para 379 ppm (un incremento de
62ppm).

La concentración de CH4 aumento de 700 ppb en la
era preindustrial para 1745ppb en

1998.

En los últimos 50 años la
concentración de gases de efecto invernadero (CO2, CH4,
CFC) en la atmosfera aumentó principalmente por el
incremento del uso de combustibles fósiles y por el cambio
del uso de la tierra y de la agricultura intensiva.

Todo ello tuvo como efecto el aumento de la Temperatura
de Sobre la superficie del

planeta en aproximadamente 0.2 °C por década,
desde los años 80. Este fenómeno se aceleró
desde finales de los años 90, y se estima que antes antes
de finalizar este siglo, el calentamiento global mostrará
un incremento de 3 °C.

El Comité Intergubernamental Sobre Cambio
Climático –IPCC 1, publicó en el año
2000, un nuevo conjunto de escenarios para su uso en el Tercer
Informe de Evaluación (Informe especial sobre escenarios
de emisiones – IE-EE). Los escenarios del IE-EE se construyeron
para explorar futuros desarrollos en el entorno global, con
especial referencia a la producción de gases de efecto
invernadero y las emisiones de precursores de aerosoles. El
equipo del IE-EE ha definido cuatro escenarios o líneas
evolutivas , denominadas B2 ,A1, A2, y B1 , al describir las
relaciones entre las fuerzas conductoras de gases de efecto
invernadero y las emisiones de aerosoles y su evolución
durante el siglo 21 para grandes regiones del mundo y en el
mundo, en función de las diferentes tendencias
demográficas, sociales, económicos,
tecnológicos y ambientales.2.

Muchos investigadores en el mundo han tomado como
referencias estos escenarios para sus estudios prospectivos del
comportamiento de enfermedades de cultivos. Por ejemplo Raquel
GHINI y Emilia HAMADA (EMBRAPA, Brasilia 2008), en su libro
MUDANÇAS CLIMÁTICAS. Impactos sobre
doenças de plantas no Brasil, pronostican aumentos
estacionales de temperaturas en el Brasil, al 2020,2050 ,y 2080,
en los escenarios A2 y B2. Obviamente esos cambios afectaran a la
amazonia peruana con consecuencias epidemiológicas
importantes en el comportamiento de epidemias del café y
acaco cultivados extensivamente en la región andino
amazónico circundante, como muestra la siguiente figura
:

Un análisis del comportamiento del clima en Tingo
María-Perú (670 msnm), ubicada en la selva alta o
piedemonte amazónico y tradicional zona productora de
café y cacao, nos muestra que, con relación a los
años 80 del siglo anterior, la temperatura se ha
incrementado en más de un 1 °C.

Este fenómeno es más notorio cuando
analizamos las temperaturas mínimas, como muestra el
siguiente gráfico:

GRÁFICO 1. Variación de
las temperaturas mínimas, en Tingo María
–Perú, En las décadas de los años 80,
90 y 2000

FUENTE: Elaboración propia , con
datos de la ESTACIÓN METEOROLÓGICA- UNAS. TINGO
MARÍA. 1950-2009

Con ello, tanto la fisiología, el rendimiento y
calidad del café y cacao, así como el ciclo de vida
y patogénesis de los microrganismos causantes de sus
principales enfermedades vienen siendo ya afectados.

3. CLIMA Y
EPIDEMIAS DE CULTIVOS DE CAFÉ

ZADOKS y SCHEIN (1979) , manifiestan que las epidemias
son procesos, biológicos complejos. Cada proceso
usualmente está compuesto en un número
fácilmente identificable de subprocesos que son los ciclos
de infección. Por lo tanto, en el enfoque
sistémico, una epidemia, vista como un total, consiste de
una secuencia de ciclos de infección que ocurren
extensivamente, como resultado de la interacción entre una
población de unidades infectivas del patógeno sobre
una población de plantas hospederas, bajo un ambiente
(Clima)favorable, (HERNANDEZ, T, 1987).

VAN DER PLANK (1968. 1975), afirma que un hospedero mas
sensible, un patógeno más agresivo, y un ambiente
más favorable, contribuyen a aumentar la
enfermedad.

Esta relación íntima entre los tres
componentes del Patosistema (hospedante
patógeno-ambiente). fue representada, inicialmente.
mediante un triángulo, al que se denominó
triángulo de la enfermedad, teniendo en cada
vértice uno de los componentes indicados. Años
después, ZADOKS y SCHEIN (1979) sugirieron la
representación de las interacciones entre los componentes
de la enfermedad, por la figura del tetraedro:

De acuerdo con lo dicho, una epidemia es la consecuencia
de procesos biológicos, designados procesos
epidemiológicos. Estos procesos son los ciclos de
infección o ciclos de patogénesis como los denomina
FRY (1982), cada ciclo de infección es denominada por
ZADOKS y SCHEIN (1979) y KUSHALAPPA, A. y HERNÁNDEZ T
(1985) como "proceso mono cíclico".

Una serie de procesos mono cíclicos constituyen
un proceso poli cíclico. Si se considera a una epidemia
como una cadena de ciclos de infección, puede inferirse
que una epidemia es un proceso poli cíclico, que envuelve
una serie de procesos mono cíclicos, los que se dan en el
tiempo y en el espacio. Esto se puede graficar en lo que se
denomina la curva de progreso de una epidemia.

En un patosistema los comportamientos de la
población del hospedero así como la del
patógeno son estudiados integralmente, como un solo
sistema, debido a que los componentes biológicos de un
patosistema vegetal (planta, agente patógeno y medio
biótico) están en relación con los
componentes abióticos y climáticos
(ROBINSON

1980, MARQUINA 1984). La siguiente Figura ilustra lo
dicho, tomando como referencia un esquema del patosistema de la
roya el cafeto ( Hemileia vastatrix).

Como vemos, las variables climáticas de
interés en estudios epidemiológicos son :
Temperatura, Humedad , Pluviosidad, Radiación y Viento(
CAMPBELL y MADDEN,1990). De estas , la Temperatura y la Humedad
ejercen papel fundamental en el progreso de las epidemias de
cultivos de café, causadas por hongos
fitopatógenos.

o La temperatura influye en los procesos de
infección, colonización, esporulación,
sobrevivencia del patógeno. También en los procesos
fisiológicos de la planta, como fotosíntesis,
evapo-transpiración,metabolismo entre otros. ( Vale et al
2004, Hernández ,2005).

o La Humedad es representada por : Humedad relativa,
Mojamiento de la superficie foliar, lluvia, humedad del suelo. El
mojamiento foliar es indispensable para la
germinación.

La integración de a la influencia del ambiente
sobre los procesos epidemiológicos se expresan en Las
funciones epidemiológicas, que son fórmulas o
modelos matemáticos. Por ejemplo, en el caso del hongo
Hemileia Vastatrix, causante de la "Roya del
Cafeto" (3):

Y2 = Sen2 (188.1x-41.6×2-151.3×3

Donde:

Y2 =Proporción del
máximo de infección o lesiones
observadas.

t = Horas de agua líquida

x=Equivalente a Schódter de
temperatura

De los cuales se derivan Tablas de Equivalencias, como
por ejemplo:

Estas funciones y tablas epidemiológicas sirven
para establecer modelos de pronósticos de severidad de la
enfermedad en el campo, por ejemplo :

Esos modelos de pronósticos se pueden expresar
niveles de FAVORABILIDAD, por ejemplo en un estudio en Brasil se
determinó que la favorabilidad térmica e
hídrica para que ocurra la roya del café
fue:

En un estudio realizado por HERNANDEZ, T.A, MONTOYA,R, Y
RIOS, R. , en la región cafetalera de Tingo María
Perú, entre 1983 y 1984, el comportamiento
epidemiológico de la Roya del cafeto, varía
en función de las tres zonas altimétricas, como se
ilustra a continuación:

Fuente: HERNÁNDEZ,T. 1984

Datos sobre el comportamiento de las temperaturas medias
y temperaturas mínimas nocturnas en la zona baja, nos
muestran que las noches son actualmente más calurosas que
hace tres décadas, como se ilustra a
continuación:

Fuente: Elaboración propia, en
base a datos Estación Meteorológica

UNAS- Tingo María.
2009.

Se puede inferir entonces que las temperaturas
mínimas nocturnas en las zona media y alta, también
se han incrementado, De hecho, este cambio climático
afecta tanto la fisiología de los cultivos como la
biología del patógeno. Se puede esperar que las
zonas altas no escaparán a brotes epidémicos, y la
severidad de la roya del cafeto no será tan baja como en
los años 80.

Además la plaga " Broca del Cafeto"
(Hypothenemus hampeii) que antes solamente afectaba cafetales
por debajo de los 1200 msnm , ahora ha subido y afecta cultivos
por encima de los 1500 msnm, lo cual coincide con el aumento de
la temperatura media.

CLIMA Y CALIDAD DEL CAFÉ : Así
mismo debido a los cambios de temperatura que va en aumento, la
calidad del café, también va a disminuir
drásticamente. Viendo prospectivamente los escenarios, si
las temperaturas aumentan en 3ºC hasta el final de este
siglo , se puede inferir que la buena calidad de café
arábico, tal como se cultiva en las regiones andino
amazónicas, se conseguirá desplazando el cultivo a
una "velocidad" de aproximadamente 50 msnm por década.
Esto provocará plantar cafetales en alturas mayores a los
1800 o 1900 msnm, donde nacen las fuentes de agua de la selva
alta, causando serios DAÑOS ECOLÓGICOS.

Calidad

4. CLIMA Y
EPIDEMIAS DE CULTIVOS DE CACAO

Como hemos observado, varios modelos
matemáticos pueden ser utilizados para explicar los
efectos del ambiente sobre los macroprocesos y microprocesos
epidemiológicos. Las funciones o modelos pueden ser
simples, incluyendo un elemento del Clima; por ejemplo, horas de
agua líquida ; o pueden ser complejas, incluyendo varios
elementos, por ejemplo lluvia, viento, hospedero en la
ecuación. Como fuera indicado en el caso de Hemilia
vastatrix .agente causal de la "roya del cafeto", hemos
elaborado "tablas de equivalencias""; para los procesos
epidemiológicos de infección y esporulación
de Phytophtora palmivora , agente causal de la
"pudrición parda" del cacao, los cuales explican mejor el
equivalente de ambiente para procesos monocíclico (
EAPM):

EAPM= EAINF x EAESP EAPM: Equivalente de
Ambiente para Proceso Monociclico

EAINF: Equivalente de Ambiente para
infección

EAESP:: Equivalente de Ambiente para
esporulación

Cuando llevamos a nivel de campo, el uso de esas
equivalencias epidemiológicas, se demuestra una alta
correlación entre el incremento de incidencia de la
enfermedad y los descensos de temperaturas, según un
estudio realizado en Tingo María , en

1981,tal muestra como muestra la siguiente
figura:

Es muy probable que en los actuales y futiros
escenarios, esta enfermedad no sea epidémica, con
incremento significativo de las temperaturas.

En el caso de la enfermedad "escoba de brujas del
cacao"(Crinipellis perniciosa),el equivalente de
ambiente (Temperatura) para la liberación de
basidiosporas, determinado por HERNANDEZ,T y AREAVALO, G (1986).
se explica en la siguiente tabla:

Y la Tabla de equivalencia de Agua liquida y Tmperatura
para la Germinación es la siguiente:

Con esta información, se espera que esta
enfermedad pudiera adquirir niveles más altas de severidad
al incrementarse las temperaturas, en condiciones de alta
precipitación, tal como prevalece hoy en Tingo
María.

En el caso de la "moniliasis del cacao"
(Moniliophtora roreri), su ALTA FAVORABILIDAD, se
correlaciona con :

Alta humedad relativa, mayor del
80%.

Baja evapotranspiración, en concordancia con la
lluvia y altas temperaturas, 25 -30 C, determinan altas
infecciones con características
epidémicas.

La germinación y infección de conidias
requieren agua liquida con ambiente saturado por 6
horas.

Se espera entonces un incremento potencial del grado
epidémico de la Monilia del cacao , con el aumento
de las temperaturas, debido al calentamiento global.

CLIMA Y CALIDAD DEL CACAO.- En granos de menos 1
gramo, aumenta el porcentaje de cáscara y disminuye el
contenido de grasa. Estas características prevalecen en
regiones con temperaturas altas con estaciones secas marcadas.
Tradicionalmente las altas precipitaciones y temperaturas
nocturnas relativamente bajas, han permitido obtener granos de
cacao de muy alta calidad como muestra la siguiente
tabla:

Cambios climáticos importantes podría
afectar esta calidad innata del cacao de Tingo

María.

5.
BIBLIOGAFÍA CONSULTADA.

1. BERGER, R.D. A .Application of epidemiological
principles to achieve plant disease control. Annual Review
Phytopathology, 15:165-183-1997.

2. GREGORY, P.H. Phytophtora disease of
cocoa. Logman, London, 1974. p. 170-178.

3. HERNANDEZ, T.A. Epidemiología Cuantitativa
Aplicada al Análisis de Algunas Enfermedades de Cultivos
Tropicales, auspiciado por el Instituto Interamericano de
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4. HERNANDEZ,T. Epidemiología . Fundamentos de
análisis y manejo sistémico de epidemias de
cultivos Tropicales . INCADES, 2006.

5. HERNANDEZ, T.A. Avaliacao de modelo de previssao da
ferrugem do cafeeiro para determinar a avaliacao de fungicidas.
Universidade Federal de Vicosa, Tese de M. Sc. 1984.

6. ————, MONTOYA, R.. y RIOS, R. Estudio
epidemiológico de la roya del cafeto (Hemileia vastatrix
Berk E Br.) en tres zonas altimétricas de Tingo
Marìa, Perú. Lima, IICA, 1986. (publicación
miscelánea Nª 645). 25 p.

7. KRANZ, J. and HAU, B. Systems analysis in
epidemiology. Annual review phytopathology, 19: 67-93.
1980.

8. Raquel GHINI y Emilia HAMADA (EMBRAPA,
Brasilia 2008), en su libro MUDANÇAS
CLIMÁTICAS. Impactos sobre doenças de plantas no
Brasil

9. SPECIAL REPORT ON EMISSIONS SCENARIOS
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10. VAN PER PLANK, J.E. Plant disease:
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11. —————-. Principles of plant
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13. ZADOCKS, J.C, and SCHEIN, R.D.
Epidemiology and plant disease management. New York, Oxford
University Press, 1979. 427 p.

ANEXOS

AÉREAS CON CULTIVOS DE CACAO EN
EL PERÚ

Temperatura mínima en Tingo
María (670 msnm)

MODELO PROPUESTO DE LABORATORIO DE CAMPO
PARA ESTUDIOS EPIDEMIOLÓGICOS

www.incades.org
titohernandez@incades.org

Autor:

Tito Hernandez Terrones