Más arroz con menos emisiones y menor consumo de agua - FONTAGRO
Convocatoria 2017
Título corto

Más arroz con menos emisiones y menor consumo de agua

Temas

Arroz Intensificación sostenible Variabilidad climática

Paises

Chile Colombia Perú

Fuente de Financiamiento: fontagro
Monto Solicitado (US$): 300000
Monto de Contrapartida (US$): 500000
Monto total (US$): 800000
Plazo de Ejecución (meses): 42
Resumen Ejecutivo

Validación de estrategias de riego para el cultivo del arroz, para una producción eficiente y competitiva de menor impacto ambiental con productores familiares de Colombia, Perú y Chile.

Video

Organismo Ejecutor
1. FEDEARROZ – F.N.A

Nombre y Apellido del Contacto: Myriam Patricia Guzmán

Cargo: Subgerente técnico

Email: patriciaguzman@fedearroz.com.co

Teléfono: +51 1 425 1150

País: Colombia

Nombre y Cargo de la Máxima Autoridad de esta Institución: Rafael Hernández Lozano, Gerente General

Organismos Co-ejecutores
1. Universidad Agraria La Molina

Nombre y Apellido del Contacto: Elizabeth Heros

Cargo: Profesora e investigadora

Email: lizheros@lamolina.edu.pe

Teléfono: +51 3495799

País: Peru

Nombre y Cargo de la Máxima Autoridad de esta Institución: Enrique Flores Mariazza - Rector

2. Instituto de Investigaciones Agropecuarias (INIA)

Nombre y Apellido del Contacto: Mario Paredes

Cargo: Investigador Programa Arroz

Email: mparedes@inia.cl

Teléfono: +56-42-2206712

País: Chile

Nombre y Cargo de la Máxima Autoridad de esta Institución: Julio Kalazich B.- Director Nacional INIA

Organismos Asociados
1. Centro Internacional de Agricultura Tropical (CIAT)

Nombre y Apellido del Contacto: Ngonidzashe Chirinda

Cargo: Científico. Líder del Laboratorio de Gases de Efecto Invernadero

Email: n.chirinda@cgiar.org

Teléfono: +57 2 445 0100 Ext. 3631

País: Colombia

Nombre y Cargo de la Máxima Autoridad de esta Institución: Rubén Echeverría. Director General

2. Alianza Global de Investigación para los Gases de Efecto Invernadero de la Agricultura (GRA)

Nombre y Apellido del Contacto: Gonzalo Zorrilla

Cargo: Co-Líder del Subgrupo de Investigación de Arroz (PRRG-GRA)

Email: gzorrilla@inia.org.uy

Teléfono: +598 44522023

País: Uruguay

Nombre y Cargo de la Máxima Autoridad de esta Institución: Raúl Urteaga – Presidente del Consejo de la GRA - SAGARPA –México

3. Fondo Latinoamericano de Arroz de Riego (FLAR)

Nombre y Apellido del Contacto: Eduardo Graterol

Cargo: Director Ejecutivo

Email: e.j.graterol@cgiar.org

Teléfono: +57 2 445 0100 Ext. 3597

País: Colombia

Nombre y Cargo de la Máxima Autoridad de esta Institución: Eduardo Graterol. Director Ejecutivo

Articulación de la Plataforma

La Dra. Myriam Patricia Guzman, Subgerente Técnica de FEDEARROZ (Colombia), liderará el proyecto y dedicará el 10% de su tiempo a este proyecto, disponiendo de otros investigadores de la Federación para la ejecución de los ensayos en Colombia. La Dra. Elizabeth Heros, profesora e investigadora de la Universidad Agraria La Molina y el Dr. Mario Paredes y la Dra. Sara Hube, investigadores del INIA Chile serán los socios implementadores en Perú y Chile respectivamente. La Dra. Heros y el Dr. Mario Paredes dedicarán un 20% y Sara Hube dedicará un 10 % de su tiempo al proyecto. FEDEARROZ, como la principal asociación de productores de arroz en Colombia, ya está comprometida con agricultores familiares en Colombia. La Universidad Agraria de Perú también está trabajando actualmente con INIA (Perú) en proyectos de evaluación de AWD y manejo de fertilizantes nitrogenados en la estación. INIA Chile también ha estado evaluando AWD en una estación experimental. Aunque todos los socios han estado evaluando las prácticas de gestión del agua, sobre todo en estación experimental, este proyecto lleva este trabajo un paso más adelante y sistemáticamente evalúa diferentes sistemas de riego en la finca. El equipo de coordinación del proyecto incluirá al Dr. Ngonidzashe Chirinda, líder del laboratorio de gases de efecto invernadero del CIAT, quien dedicará el 20% de su tiempo al proyecto, el Dr. Gonzalo Zorrilla, co-líder del Grupo de Investigación de Arroz de la GRA, quien dedicará el 10% de su tiempo y el Dr. Eduardo Graterol el Director del FLAR quien dedicará el 10% de su tiempo. CIAT (Colombia) será responsable de la coordinación técnica del proyecto. La GRA y el FLAR utilizarán las redes institucionales formadas por sus miembros para participar en actividades de divulgación y contribuir con apoyo técnico en caso de ser necesarios, así como a empaquetar y difundir conjuntamente los resultados del proyecto.

Antecedentes y Justificación

La importancia del arroz como cultivo básico está creciendo rápidamente en América Latina (AL) - el consumo per cápita se triplicó en el último siglo. Los agricultores familiares (<10 ha) en Colombia, Chile y Perú, cuyos medios de subsistencia se basan en la producción de arroz, enfrentan una variedad de desafíos, pero uno de los más apremiantes es el aumento de la variabilidad climática y la inconsiguiente disponibilidad de agua durante ciertas etapas del cultivo del arroz. Por otra parte, la práctica convencional de inundación continua durante el cultivo da lugar a sistemas de arroz que tienen externalidades negativas significativas relacionadas con el aumento de las emisiones de metano (CH4). En consecuencia, el potencial de calentamiento global (GWP) asociado a los sistemas de producción de arroz inundado es mayor que el de otros cultivos de cereales. Específicamente, el cultivo de arroz es responsable de 2027, 1880 y 104 Gg CO2eq en, Colombia, Perú y Chile respectivamente (FAOSTAT, 2014). Las innovadoras prácticas de manejo del agua que incluyen períodos alternados de inundación y secano durante las fases de crecimiento no crítico del arroz (denominado internacionalmente como AWD por sus siglas en inglés “alternate wetting and drying”), aumentan la eficiencia en el uso del agua y a la vez reducen las emisiones de GEI. Esta práctica de riego inteligente de alternancia de mojado y secado permite una mayor resiliencia de los productores familiares a las variaciones climáticas y aunque ha sido ampliamente evaluada en Asia aún no hay investigaciones robustas en buena parte de América Latina. De acuerdo a las investigaciones en diversos lugares del mundo, la misma aumenta la estabilidad del suministro de agua, reduce significativamente el consumo de agua de riego y mitiga las emisiones de GEI en los sistemas de arroz sin comprometer las producciones de arroz.
Como es el caso con la mayoría de las prácticas de manejo, el desempeño de AWD puede ser altamente específico al contexto (dependiendo de factores edáficos y climáticos). Por lo tanto, es necesario evaluar y adaptar el método (cuando sea necesario) antes del escalamiento. El objetivo del proyecto propuesto es generar información confiable del cultivo del arroz con el método AWD en las explotaciones familiares de Colombia, Chile y Perú. El conocimiento generado informará a los productores de arroz, a los técnicos asesores de campo, a los distritos de riego, a los encargados de la formulación de políticas y la comunidad científica acerca de los beneficios de la AWD para los pequeños y medianos productores de arroz. Los objetivos finales de este proyecto son aumentar la eficiencia del uso de agua en al menos de 20-30% (y por lo tanto la resiliencia de los pequeños propietarios frente a la escasez de agua), teniendo en cuenta también que bajo las condiciones del trópico, en condiciones de largos periodos de sol es necesario complementar el AWD con la utilización de enmiendas y prácticas de almacenamiento y retención de humedad del suelo, de tal manera que AWD se pueda implementar a largo plazo dentro del desarrollo del cultivo, reducir las emisiones de gases de efecto invernadero en un 20%, estabilizar los ingresos de los productor al reducir los riesgos de crisis hídricas en el cultivo e incluso aumentarlos hasta en un 10% en los casos en que él es el responsable del costo del riego (disminución en los costos de irrigación y menos tierras en barbecho debido a la falta de agua).

Fin del proyecto

La inclusión de manejos más eficientes del uso de agua en los sistemas de producción de arroz de riego en AL representa un importante cambio de paradigma para los productores y una respuesta necesaria a la disminución y/o variación en la disponibilidad de los recursos hídricos. En este proyecto pretendemos validar localmente los beneficios de AWD en las fincas familiares. Una vez evaluados a fondo y optimizados a través de ensayos de campo en múltiples sitios, se prevé que AWD pueda ser incluido como parte de los programas nacionales dirigidos a aumentar la competitividad y la resiliencia de agricultores de arroz. Así mismo, las autoridades nacionales podrán usar los productos de este proyecto para tener valores de referencia en la disminución de GEI provenientes de los cultivos de arroz.

Propósito

Los resultados generados a partir de este proyecto permitirán desarrollar programas de extensión dirigidos a los productores familiares de arroz. Anticipamos que la adopción de AWD resultará en un aumento del 20-30% en la productividad del agua, una reducción de 20% en las emisiones de GEI del arroz y un aumento del 10% en los ingresos de los agricultores en áreas escasas de agua. En el caso de Colombia AWD irá integrado al programa de adopción masiva de tecnología AMTEC con el cual se logra reducción en costos de producción en un 30% y disminución en 5000 m3 de agua en el riego. Las reducciones en el uso del agua pueden aumentar los ingresos de los agricultores a través de la disminución de los costos de riego (donde los agricultores usan la energía para bombear el agua de riego).

Identificación de Beneficiarios Finales

Nuevos conocimientos sobre la productividad del arroz, los costos de producción, los impactos ambientales y el ahorro de agua bajo manejos de riego intermitentes moderados y severos en comparación con la inundación continua, permitirán la formulación de estrategias dirigidas a apoyar la adaptación al cambio climático y mejorar el bienestar de los productores familiares de arroz en las países objetivo: Colombia (~16,000), Perú (~120,000) y Chile (~1,120). Las publicaciones científicas y los informes de política generados durante este proyecto informarán a las regulaciones locales y la política dirigida a apoyar la adaptación de los productores de arroz a condiciones climáticas más variables.

Componentes

El proyecto está organizado en cuatro paquetes de trabajo (WP) con selección de campo y evaluaciones biofísicas en WP1, evaluaciones socioeconómicas en WP2, análisis de escenarios y síntesis en WP3 y gestión de proyectos y comunicación en WP4.
WP1: Selección de campos y evaluaciones biofísicas
En los tres países, se establecerán parcelas experimentales en una granja familiar representativa. En cada sitio de estudio se monitorearán indicadores de producción (rendimiento), impactos ambientales (emisiones de gases de efecto invernadero) y eficiencia en el uso de recursos en la finca (eficiencia de uso de agua y nutrientes). En el tercer año del proyecto se establecerán áreas de validación de escala comercial en campos de productores innovadores, con mecanismo de medición de caudales, los cuales servirán para confirmar la validez de las propuestas técnicas a la vez de crear un ámbito ideal para la difusión y comunicación a otros productores.
WP2: Evaluaciones socioeconómicas
En cada uno de los países del proyecto, se llevará a cabo un análisis de línea de base para determinar las condiciones de referencia (es decir, la producción agrícola actual, la gestión del agua y la economía del sistema de producción, incluidas las estrategias de vida y el uso de recursos humanos y de producción). Este análisis básico también tendrá en cuenta las principales políticas agrícolas nacionales que influyen en la producción de arroz familiar en las zonas objetivo.
WP3: Análisis y síntesis de escenarios
Los datos biofísicos y socioeconómicos recogidos en WP1 y WP2 serán esenciales para cuantificar los impactos en los sitios de destino. Sin embargo, esos datos solo abarcarán algunas de las posibles combinaciones de cultivos, suelo y clima. Por lo tanto, los resultados socioeconómicos y experimentales se utilizarán junto con análisis de escenarios basados en modelos para comprender mejor cómo interactuará AWD con el suelo y el clima. El modelo DNDC será probado en los datos experimentales obtenidos en WP1.
WP4: Gestión de proyectos y comunicación
La dirección del proyecto deberá asegurar una comunicación efectiva entre los socios del proyecto. El proyecto será dirigido por FEDEARROZ (Colombia) y la coordinación técnica será asumida por el CIAT. Las actividades del proyecto en los países objetivo serán dirigidas por FEDEARROZ (Colombia), la Universidad Agraria La Molina (Perú) e INIA (Chile). FLAR y el GRA brindarán apoyo técnico a los socios nacionales del proyecto y también proveerán una plataforma para comunicar los hallazgos del proyecto a los agricultores y otros actores interesados en el arroz en áreas que no sean del proyecto. Las normas para los diseños experimentales y los protocolos de medición y los calendarios para el manejo de los cultivos y del suelo en los experimentos en la finca serán co-desarrollados por los socios del proyecto.

Actividades y Metodología

Las evaluaciones de campo en la finca se realizarán en Saldaña (Colombia), Ferreñafe (Perú), Parral (Chile), todos ellos sitios caracterizados por la agricultura familiar de comunidades de arroz irrigado. Específicamente, en cada uno de los sitios de estudio se llevará a cabo un experimento con diseño de bloques al azar (cuatro parcelas de repetición por tratamiento) para evaluar el desempeño agronómico, económico y ambiental de dos tratamientos AWD y un tratamiento de riego convencional (inundación continua-CF) durante dos temporadas de cultivo de arroz. El tratamiento AWD leve se caracterizará por permitir que la profundidad del agua disminuya a 15 cm por debajo de la superficie del suelo antes devolver a aplicar el agua de riego. Por otro lado, el AWD severo implicará permitir que la profundidad del agua disminuya a 30 cm debajo de la superficie del suelo antes retomar la inundación. En el tratamiento CF la inundación se realizará en los momentos tradicionales en cada sitio y la misma será mantenida hasta el fin del ciclo. Las prácticas agronómicas en el tratamiento de CF serán similares a las de los tratamientos de AWD. En todos los tratamientos, los campos se mantendrán inundados desde la floración a la etapa de la masa. Los socios nacionales colaborarán con los agricultores para evaluar el desempeño del sistema mediante la calificación del rendimiento de grano, los costos de producción, CH4 y las emisiones de óxido nitroso (N2O). Las emisiones de CH4 y N2O de los diferentes tratamientos se medirán mediante técnicas de cámara estática y se cuantificarán mediante cromatografía de gases. La cantidad de agua aplicada en cada parcela será monitoreada usando un medidor de agua (hidrómetro). Se instalarán tubos de agua (de PVC) y tensiómetros para monitorear de forma correspondiente la dinámica de la profundidad del agua y el potencial de agua matricial. Los niveles de estrés hídrico en las plantas se determinarán utilizando porómetros. Durante el tercer año del proyecto, la validación se hará a escala de campo en al menos dos agricultores innovadores de cada país. Estos campos permitirán confirmar la validez de las nuevas propuestas de manejo del riego y proveerán una excelente plataforma para la extensión y comunicación a otros agricultores. Las áreas de validación no se extenderán más del 10% de la superficie total del agricultor, para mantener bajo el riesgo de algún inconveniente productivo. Durante las evaluaciones a escala de campo el foco estará en demostrar que no hay penalización de rendimiento con AWD, sin necesidad de hacer mediciones de gases. Los resultados obtenidos en este estudio se utilizarán para validar un modelo biogeoquímico, DNDC, que posteriormente podría utilizarse para estimar las emisiones de GEI bajo otras condiciones climáticas y del suelo. Los datos generados serán documentados en publicaciones revisadas por pares y material de comunicación dirigido a los productores de arroz. Además, los datos generados informarán a los responsables de las políticas sobre el potencial de mitigación del cambio climático de los sistemas arroceros y cómo estos sistemas podrían apoyar a los países regionales para alcanzar sus objetivos de reducción de emisiones en el marco del Acuerdo Climático de París de 2015.

Productos y Resultados Esperados

WP1: Evaluaciones biofísicas
El proyecto generará datos sobre los impactos de AWD en los indicadores clave de sostenibilidad en los tres sitios de destino en los tres países: consumo de agua en cada uno de los tratamientos, emisiones de GEI y rendimiento del cultivo. Los datos generados serán fundamentales para informar las prácticas de los agricultores, las regulaciones locales y las políticas nacionales dirigidas a aumentar la competitividad de las granjas familiares de arroz y reducir simultáneamente su huella de carbono. Las conclusiones de cada sitio darán como resultado una publicación revisada por pares y otro material de comunicación dirigido a los productores de arroz, a los encargados de formular políticas y otras partes interesadas.
WP2: Evaluaciones socioeconómicas
Los costos asociados a cada sistema de riego serán registrados y utilizados para evaluar las implicaciones económicas (costos de producción, ingresos, seguridad alimentaria, etc.), asignación de recursos, riesgo asociado a cada sistema, percepciones de los agricultores y cambios en los ingresos netos vinculados a cada sistema. Para una evaluación más sólida de los sistemas de riego, los resultados de las evaluaciones socioeconómicas propuestas se incluirán en las publicaciones revisadas por pares y otros materiales de comunicación propuestos en WP1.
WP3: Análisis y síntesis de escenarios
Los resultados de las evaluaciones biofísicas y socioeconómicas se utilizarán para validar un modelo biogeoquímico y económico optimizado. Los resultados de estas validaciones se incluirán en una publicación conjunta sintetizando la rentabilidad de los diferentes sistemas de riego bajo diferentes condiciones de suelo y clima.
WP4: Gestión de proyectos y comunicación
El equipo de coordinación multi-institucional del proyecto garantizará que las actividades del proyecto se ejecuten de manera oportuna. Las normas y los resultados de los proyectos se presentarán y discutirán en las reuniones anuales del equipo del proyecto. Anticipamos tener al menos una reunión de proyecto por año para discutir los resultados y planes. Todos los datos del proyecto se almacenarán en una base de datos ACCESS donde es accesible para su uso por todos los miembros del proyecto. Los días de campo, abiertos a agricultores y asesores se llevarán a cabo cada año en al menos una finca por país, durante la temporada de cultivo. Además, los resultados se comunicarán a los agricultores y al público en general a través de revistas, blogs y medios de comunicación. Se desarrollará y mantendrá un sitio web del proyecto.

Posibles Riesgos

Eventos imprevistos tales como plagas e incidentes de enfermedades, falta de agua en la implementación de sistema, pueden afectar el éxito de la experimentación y las percepciones de los agricultores sobre los sistemas de riego. Para mitigar el impacto de plagas y enfermedades, se tomarán medidas preventivas y correctivas, tales como el uso de semillas certificadas y tener los agroquímicos adecuados para plagas y enfermedades comunes. La comunicación periódica en línea y en persona entre el equipo de coordinación del proyecto y los asociados en la ejecución garantizará que las medidas correctivas se lleven a cabo oportunamente y reduzcan el riesgo de retraso de las actividades del proyecto de acuerdo al cronograma. Otro riesgo que debe tenerse en cuenta, es la sequía severa en algunos de los sitios del proyecto que puede comprometer la disponibilidad de agua en algunas fincas escogidas para el experimento. Esta ocurrencia es de una probabilidad baja y será tenido en cuenta al momento de identificar los sitios para los experimentos.

Alineamiento al PMP de Fontagro

Nuestro proyecto está alineado con los objetivos y temas estratégicos del plan de mediano plazo de FONTAGRO (2015-2020), que se centra en la mejora de la agricultura familiar. Específicamente AWD representa una práctica innovadora de gestión del agua que puede contribuir a la adaptación y mitigación del cambio climático en las granjas familiares de arroz y a la vez apoyar una intensificación sostenible de la gestión del agua expresada en kg de arroz producidos por metro cúbico utilizado. Una reducción de los costos de producción y un ahorro en el consumo de agua podría incrementar la competitividad de los sistemas de producción de arroz e incrementar el área de riego resultando en un mayor ingreso para los agricultores familiares. La capacidad de producir arroz con menos agua aumenta la resiliencia de la producción de arroz bajo condiciones climáticas más secas y/o más variables, en consecuencia, aumenta su sostenibilidad. Por lo tanto, nuestro proyecto está perfectamente alineado con la misión de FONTAGRO.

Documentos Asociados