Tabla de contenidos
- Resultados de aprendizaje
- Personajes del caso de estudio
- El caso de estudio
- Contexto/antecedentes
- Glosario
- Notas para instructores
- Recursos para más información
Objetivos de aprendizaje
Este caso de estudio ayudará a los estudiantes a:
- Fortalecer su entendimiento del concepto del triángulo de la enfermedad (hospedero, patógeno, ambiente) y sus implicaciones para diseñar una estrategia efectiva de manejo integrado de enfermedades.
- Reconocer los signos y síntomas de la roya del café.
- Aprender por qué la roya del café representa una amenaza significativa a la forma de vida de productores de café en todo el mundo.
- Entender cómo las diferentes opciones de fungicidas usadas en sistemas de agricultura orgánica y convencional pueden impactar el manejo de la roya del café.
- Evaluar las ventajas y desventajas de distintas opciones de manejo para combatir la enfermedad más económicamente importante del café, la cual amenaza las condiciones económicas de los productores a nivel mundial.
Personajes del caso de estudio
Diego Alonso Vargas: es el encargado de finca que maneja la finca familiar de María, un cafetal orgánico de pequeña escala en Tarrazú, Costa Rica.
María Rojas: agricultora de cuarta generación en Tarrazú, Costa Rica, que exporta sus granos de café orgánico en línea a compradores en Estados Unidos y Europa.
Julián Rodríguez: coordinador de proyectos de un negocio en línea de Costa Rica que se dedica a comercializar café, enfocado a la exportación de café a distintas partes del mundo.
El caso de estudio
Figura 1. Mapa de Centroamérica mostrando la ubicación de Costa Rica. El cafetal de María está ubicada en las montañas de Tarrazú. Crédito: Andrés Arguedas-Chaverri.
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Por generaciones, la familia de María Rojas y ahora ella han cultivado
Coffea arabica – la especie de café que produce los granos de más alta calidad en el mundo – en las montañas de Tarrazú, Costa Rica (Figs. 1 y 2). La familia Rojas tiene una finca de café de 3 hectáreas (7.4 acres) desde los 1950, y su producción de café de alta calidad ha sido el principal ingreso familiar por más de 50 años.
La mayoría de las plantaciones de café en Costa Rica son de pequeña escala, y los productores sienten un gran orgullo por la calidad y sabor de sus granos de café (figura 3). María vende 100% de su café a un comercializador en línea, Julián, quién es responsable de exportarlos a negocios de alta gama en los Estados Unidos y Europa.
Cuando María heredó la finca familiar de café convencional en Tarrazú (figura 2), decidió adoptar prácticas de agricultura orgánica. Su objetivo era incrementar la rentabilidad de la finca, ya que el café orgánico se puede comercializar 20 a 30% más caro que el café manejado de manera convencional. Consumidores con conciencia ambiental podrían estar dispuestos a gastar más dinero en café orgánico con la idea de apoyar formas más sostenibles de crecer el café y respetar la tierra, especialmente cuando saben que los granos de café vienen de pequeños productores que adoptan practicas éticamente y socialmente responsables. Otro incentivo de adoptar la producción orgánica fue el disminuir la dependencia de pesticidas químicos sintéticos y fertilizantes para proteger la salud de su familia, trabajadores de campo, clientes, y el ambiente. María contrató a Diego Vargas a tiempo completo como encargado de finca para asistirle en la transición de 3 años de producción convencional a orgánica, requisito para certificar la finca como orgánica (ver Contexto y Glosario). La finca de café está plantada completamente con la variedad 'Catuaí', la cual es un cruce de 'Mundo Novo' (un cruce natural de alto rendimiento pero susceptible a la roya del café) y 'Caturra' (susceptible a la roya del café, pero con potencial de alta calidad de grano en la región donde se encuentra la finca de María).
Figura 2. Cosechadores en las montañas de Tarrazú (izquierda); y finca con arbustos de café (derecha). Créditos: tastepuravida.com (izquierda), namacafe.org (derecha).
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Figura 3. Los frutos de café son cosechados a mano colocados en cestas (izquierda), y luego tostados (derecha). Créditos: tastepuravida.com (izquierda), The Tico Times (https://ticotimes.net) (derecha).
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María y Diego han mantenido buenos rendimientos produciendo de manera orgánica por medio del manejo cuidadoso de la sanidad de las plantas. Sus prácticas agronómicas incluyen la aplicación de fungicidas orgánicos (la mayoría de los cuales contienen cobre) para proteger a las plantas de café de la enfermedad más importante de este cultivo: la roya del café causada por
Hemileia vastatrix, un hongo devastador que infecta el follaje. El período clave para aplicar fungicidas contra la roya es la época lluviosa, la cuál va de mediados de abril a mediados de noviembre en la zona de Tarrazú. El riesgo de infección es alto durante este período debido a que las lluvias frecuentes y condiciones cálidas favorecen brotes de roya al favorecer la esporulación y la transmisión de planta a planta por el salpicamiento de lluvia. María y Diego han notado que la temporada actual ha estado particularmente cálida y lluviosa, con gran cantidad de lluvia durante varios días seguidos y mucho rocío cada mañana.
Figura 4. Envés de hojas de café con infección avanzada de Hemileia vastatrix. Las lesiones contienen miles de pequeñas esporas de roya color anaranjado. Créditos: Departmento de Fitopatología, ICAFE.
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Desgraciadamente, la protección contra la roya aplicada por María y Diego usando fungicidas orgánicos parece estarse debilitando. Cuando ella inspeccionó su cultivo en setiembre, María notó unas manchas pequeñas color verde claro (síntomas iniciales de la enfermedad) en el envés de las hojas del dosel inferior. Luego, más cerca de la cosecha en noviembre, ella notó gran cantidad de manchas amarillas y anaranjadas en el envés de las hojas – resultado de cantidades masivas de esporas siendo producidas por el hongo de la roya del café (figura 4).
Los síntomas de la roya fueron severos a pesar de que varias aplicaciones de fungicidas fueron hechas durante la temporada. María ha visto la roya muchas veces antes, pero las infecciones nunca fueron tan severas. La situación era tal que muchas de las hojas enfermas se estaban cayendo de las plantas, dejando ramas sin hojas y exponiendo los frutos de café al sol directo.
Cuando María heredó la finca familiar de café convencional en Tarrazú (figura 2), decidió adoptar prácticas de agricultura orgánica. Su objetivo era incrementar la rentabilidad de la finca, ya que el café orgánico se puede comercializar 20 a 30% más caro que el café manejado de manera convencional. Consumidores con conciencia ambiental podrían estar dispuestos a gastar más dinero en café orgánico con la idea de apoyar formas más sostenibles de crecer el café y respetar la tierra, especialmente cuando saben que los granos de café vienen de pequeños productores que adoptan practicas éticamente y socialmente responsables. Otro incentivo de adoptar la producción orgánica fue el disminuir la dependencia de pesticidas químicos sintéticos y fertilizantes para proteger la salud de su familia, trabajadores de campo, clientes, y el ambiente. María contrató a Diego Vargas a tiempo completo como encargado de finca para asistirle en la transición de 3 años de producción convencional a orgánica, requisito para certificar la finca como orgánica (ver Contexto y Glosario). La finca de café está plantada completamente con la variedad 'Catuaí', la cual es un cruce de 'Mundo Novo' (un cruce natural de alto rendimiento pero susceptible a la roya del café) y 'Caturra' (susceptible a la roya del café, pero con potencial de alta calidad de grano en la región donde se encuentra la finca de María).
María y Diego han mantenido buenos rendimientos produciendo de manera orgánica por medio del manejo cuidadoso de la sanidad de las plantas. Sus prácticas agronómicas incluyen la aplicación de fungicidas orgánicos (la mayoría de los cuales contienen cobre) para proteger a las plantas de café de la enfermedad más importante de este cultivo: la roya del café causada por
Hemileia vastatrix, un hongo devastador que infecta el follaje. El período clave para aplicar fungicidas contra la roya es la época lluviosa, la cuál va de mediados de abril a mediados de noviembre en la zona de Tarrazú. El riesgo de infección es alto durante este período debido a que las lluvias frecuentes y condiciones cálidas favorecen brotes de roya al favorecer la esporulación y la transmisión de planta a planta por el salpicamiento de lluvia. María y Diego han notado que la temporada actual ha estado particularmente cálida y lluviosa, con gran cantidad de lluvia durante varios días seguidos y mucho rocío cada mañana. Desgraciadamente, la protección contra la roya aplicada por María y Diego usando fungicidas orgánicos parece estarse debilitando. Cuando ella inspeccionó su cultivo en setiembre, María notó unas manchas pequeñas color verde claro (síntomas iniciales de la enfermedad) en el envés de las hojas del dosel inferior. Luego, más cerca de la cosecha en noviembre, ella notó gran cantidad de manchas amarillas y anaranjadas en el envés de las hojas – resultado de cantidades masivas de esporas siendo producidas por el hongo de la roya del café (figura 4).
Los síntomas de la roya fueron severos a pesar de que varias aplicaciones de fungicidas fueron hechas durante la temporada. María ha visto la roya muchas veces antes, pero las infecciones nunca fueron tan severas. La situación era tal que muchas de las hojas enfermas se estaban cayendo de las plantas, dejando ramas sin hojas y exponiendo los frutos de café al sol directo.
María está preocupada. En el pasado, las temperaturas frescas características de la altitud a la que se encuentra su finca (1,300 msnm) proveían cierta protección frente al hongo de la roya, el cual prefiere temperaturas cálidas. Pero año tras año, las temperaturas promedio diarias han estado subiendo. El clima que es cada vez más caliente y una temporada particularmente lluviosa han dejado su finca de café vulnerable a la enfermedad, ya que las esporas de la roya se pueden dispersar fácilmente por salpicamiento de lluvia de planta a planta. Diego y María estiman que perdieron 30% del valor de cosecha el año pasado, debido al daño causado por la roya. Hubo menos granos de café que cosechar, y la calidad de los granos disminuyó también. Además, los exportadores que le compran el café a María han empezado a hacer preguntas respecto a la disminución en la calidad de sus granos.
María teme que va a ser imposible mantener su finca en pie debido a la epidemia de roya. Esta situación podría llevarla a declararse en bancarrota, vender su finca familiar, y buscar trabajo en otro lugar. Si vuelve a la producción convencional, mucho de sus ganancias se perderá debido a que el precio del café convencional es significativamente más bajo que el del café orgánico. Además, el costo de los fungicidas puede subir rápidamente para los productores de café, ya sean convencionales u orgánicos. Los agricultores de café convencionales tienen más opciones de fungicidas para usar y son más efectivos que los permitidos en agricultura orgánica. En contraste, los productores orgánicos no pueden usar fungicidas sintéticos para frenar el desarrollo de la enfermedad, por lo que deben usar una variedad de manejo integrado de plagas (MIP) para minimizar disminuciones en el rendimiento.
María y Diego saben que van a tener que hacer algo diferente para proteger la producción y reputación frente al aumento de la amenaza de la roya del café. Ellos empezaron a buscar respuestas en internet y rápidamente se dieron cuenta que muchos productores de pequeña escala en Costa Rica, Guatemala, Colombia, y El Salvador están enfrentando retos parecidos por la roya.
Ellos también descubrieron que hay fitopatólogos (especialistas en enfermedades de cultivos) en las universidades públicas de la región e institutos de investigación en café que recomiendan varias opciones que los caficultores orgánicos pueden usar contra la roya. Ellos aprendieron que el ICAFE (Instituto del Café de Costa Rica) actualiza regularmente su
sitio web para alertar sobre el riesgo del desarrollo de la roya a nivel regional, lo cual puede ser usado como guía para decidir cuándo hacer aplicaciones de fungicidas de forma más efectiva en cada una de las zonas productoras del país.
Estos expertos también aconsejaron a María y Diego a mejorar el manejo de la fertilidad del suelo y su calidad (pH, contenido de nutrientes, contenido de materia orgánica). Detrás de esta recomendación es que plantas vigorosas pueden alcanzar rendimientos más altos que plantas débiles, inclusive si estas son infectadas por la roya. Los suelos en Costa Rica mayormente son ácidos, por lo que pueden dificultar el cultivo del café. Si no se hacen aplicaciones de enmiendas con productos como carbonato de calcio cada cierto tiempo, las raíces del café se pueden quemar, resultando en crecimiento limitado y/o reducción del rendimiento y calidad de grano.
Otra recomendación fue podar a los cafetos y a los árboles de sombra (figura 2) más profundamente para promover mejor flujo del aire y ayudar a que la superficie de las hojas se seque más rápido después de una lluvia, ya que condiciones más secas suprimen el desarrollo de la enfermedad. Se les recomendó además mantener buenas practicas de sanidad, como el remover de la finca las ramas podadas, para evitar la dispersión de la roya y de cualquier otro patógeno. Ambas prácticas, podar y optimizar la calidad del suelo pueden ayudar a reducir los riesgos relacionados con la aparición de brotes de roya (ver el concepto “triángulo de la enfermedad" en la sección de
Contexto).
El aumento en la frecuencia de aplicaciones de fungicidas durante la época lluviosa es otra opción. Sin embargo, los fungicidas se han vuelto cada vez más caros, afectando a las ganancias de los agricultores. Otra opción es convertirse a producción convencional, que permitiría el uso de fungicidas más efectivos y residuales, es otra opción. Esto implicaría sacrificar el precio “premium" que María recibe por sus granos certificados orgánicos y socavaría su plan de usar técnicas de producción agrícola más amigables con el ambiente.
Además, los expertos sugirieron que los productores consideren cambiar las variedades de café que tienen sembradas. Varias variedades de
C. arabica, así como híbridos con genes de especies de café más resistentes a la roya (como
C. canephora, también conocida como Robusta), ofrecen un nivel más alto de protección contra la roya. Sin embargo, la calidad de los granos que producen es usualmente considerada menor que las variedades susceptibles a la roya que tiene sembradas María. Otro aspecto a considerar es que el café es un cultivo perenne cuyo ciclo de producción puede ser hasta de 20 años, entonces cambiar variedades sería una decisión muy costosa y con consecuencias a largo plazo.
Los expertos en enfermedades en café advirtieron que ninguna de estas opciones de manejo ofrece una solución total contra la roya, por lo que una combinación de varias estrategias probablemente será necesaria.
Aunque hay muchas opciones para combatir la roya del café, ¿qué haría usted si fuera María Rojas y el futuro de su finca familiar de café orgánico está en riesgo?
Preguntas para discutir
- ¿Cuáles son los principales factores climáticos que incrementan el riesgo de infección de la roya del café?
- ¿Cuál momento del ciclo de producción es el de mayor riesgo para la producción de café? ¿Por qué?
- ¿Por qué solo una especie de café (Coffea arabica) es usualmente cultivada en Costa Rica? ¿Cuáles son las ventajas y desventajas de esta práctica?
- ¿Cuáles podrían ser las desventajas de aplicar fungicidas más frecuentemente?
- Use la información disponible y su propio conocimiento para crear un plan basado en el concepto del manejo integrado de plagas (MIP) para que María pueda solventar o reducir sus problemas con la roya del café. Para cada estrategia que proponga, considere las ventajas y desventajas para un productor de café de pequeña escala.
Contexto/antecedentes
El café es un producto de exportación importante en varios países de Latinoamérica. Los terrenos montañosos de Costa Rica, un país ubicado en Centroamérica (figura 3), se caracterizan por su clima fresco el cuál es idóneo para la producción de granos de café (Coffea arabica) de alta calidad. Tarrazú, zona montañosa en Costa Rica conocida por su industria de café de alta calidad, tiene dos temporadas definidas: la seca (de mediados de noviembre a mediados de abril) y la lluviosa (de mayo a mediados de noviembre).
Costa Rica provee aproximadamente el 1% de la producción mundial de café y exporta 90% de su cosecha a precios altos debido a la alta calidad del cultivo. En 2020, la industria del café en Costa Rica generó aproximadamente $332.5 millones3.
C. arabica genera ganancias más altas debido a su mejor sabor, pero conlleva un manejo más retador que
C. canephora (Robusta), las cuales son plantas más robustas y de mayor rendimiento, pero con menor calidad de grano.
Figura 5. El triángulo de la enfermedad considera tres variables—hospedero, patógeno, y ambiente—para estimar el nivel de riesgo de ocurrencia de una enfermedad.
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Figura 6. Rama de café con frutos maduros en una finca comercial en Tarrazú, Costa Rica. (Crédito: José González-Acuña)
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Una combinación de factores de riesgo, incluyendo incremento en lluvias, temperaturas más altas, sombra, y la presencia de roya en plantaciones cercanas, pueden desencadenar un brote de roya del café. Durante la época lluviosa en Costa Rica, cuando el fruto del café está creciendo y madurando, las condiciones ambientales usualmente son más favorables a la infección y esparcimiento de la enfermedad. Condiciones climáticas durante este período pueden mover la balanza hacia mayor o menor riesgo de desarrollo de la roya del café (figura 5). Infecciones de roya pueden reducir la producción de café hasta un 50% cuando las condiciones son favorables. Para productores pequeños como María, una pequeña pérdida en el rendimiento o un incremento en los costos de producción tiene un impacto desproporcionadamente alto en su bolsillo.
El manejo del hongo basidiomiceto
Hemileia vastatrix es complejo, contínuo, y costoso. En Costa Rica, la mayoría de cultivares de café son altamente susceptibles a la roya (particularmente en regiones de menor altitud, y por ende más calientes), resultando en pérdida severa de follaje y bajas en el rendimiento. Temperaturas más altas y patrones de lluvia más erráticos incrementan el riesgo al desarrollo de brotes de roya. Por ende, el daño al cultivo puede ser más severo, incluso a altitudes altas. Así, plantas que perdieron su follaje de forma prematura en ciclos de cultivo anteriores serán más débiles la próxima temporada, haciéndolas más susceptibles a brotes de roya y otras enfermedades.
La aplicación del manejo integrado de plagas (MIP) para la roya del café incluye prácticas culturales, químicas, y biológicas. Bajo programas de certificación orgánicos, donde solo pesticidas certificados orgánicos pueden ser aplicados, las opciones de fungicidas disponibles son pocas en comparación a la producción convencional. Los fungicidas orgánicos tienden a ser menos efectivos y menos residuales en las plantas que los fungicidas convencionales, especialmente durante la época lluviosa – el período de alto riesgo para el desarrollo de brotes de roya del café.
Una práctica cultural muy común en plantaciones de café es el manejo de la sombra – sombra de las plantas de café y de los árboles de sombra que son comúnmente inter-plantados en las fincas de café de Costa Rica (figura 2). El café y los árboles de sombra tienen que ser podados frecuentemente para mantener un balance óptimo de sombra y luz. Uno de los árboles de sombra más comunes en las plantaciones de café en Costa Rica es el 'poró' (Erythrina sp.), un árbol de rápido crecimiento que fija nitrógeno atmosférico en sus raíces. Otros árboles comúnmente intercalados son aguacate, banano, y cítricos, los cuales pueden proveer un segundo cultivo además del café.
Otro reto es que nuevas razas de roya (variantes de la misma especie de hongo) han causado brotes de roya en variedades de
C. arabica que antes eran resistentes. Esta erosión de resistencia ha promovido que los mejoradores de café en todo el mundo busquen nuevas fuentes de resistencia e introducir esos genes de resistencia a variedades con buenas características agronómicas. La pérdida de resistencia es un factor clave a considerar cuando se planifica un proyecto a largo plazo como una finca de café, donde se espera que las plantas de café duren hasta por 20 años.
Si la infección por roya es muy severa, la mayoría de las hojas pueden caer al suelo, así como la fruta del café, llamad también cereza, que contiene los granos (figuras 3 y 6). Las plantas de café son lignificadas y de comportamiento perenne. El cultivo presenta un comportamiento bianual, donde las cosechas pueden fluctuar de altas a bajas naturalmente de una temporada de cultivo a la otra. Sin embargo, una vez las ramas se remueven o mueren, toma más de una temporada de cultivo el generar tejidos reproductivos, por lo que las pérdidas de un año pueden implicar poca o nula fruta a la siguiente temporada.
El hongo de la roya necesita la presencia prolongada de agua en la superficie de la hoja para que sus esporas germinen, se diseminen, e infecten. María ha observado un incremento en la variabilidad de las lluvias, así como un incremento en el total de precipitación cada mes. Mientras las temperaturas suben, sube el riesgo de brotes de roya.
María está preocupada en como manejar su finca de café orgánico en un ambiente cambiante. No parece que una sola opción ofrezca una salida de esta crisis. A María le preocupa la salud de su tierra y el abandono del manejo orgánico que ya ha puesto en práctica.
Glosario
Cualidades agronómicas: características fisiológicas que están asociadas con variedades específicas de café.
Cambio climático: cambios a largo plazo en los patrones climáticos y la temperatura debido al aumento de las emisiones de dióxido de carbono y la combustión de combustibles fósiles.
Convencional: producción agrícola que permite el uso de fertilizantes y pesticidas sintéticos.
Epidemia: cuando una enfermedad infecciosa se esparce ampliamente en una población de una región geográfica.
Manejo integrado de plagas (MIP): la prevención a largo plazo y supresión de plagas y enfermedades a través de una combinación de métodos que reducen el uso de aplicaciones de pesticidas mientras se prioriza la salud del ambiente.
Orgánico: tipo de producción agrícola que emplea pesticidas no sinténticos.
Signo: evidencia visible de un patógeno infectando una planta. Ejemplo: esporas en una hoja.
Síntoma: la respuesta de una planta a un factor abiótico o biótico. Ejemplo: hojas cloróticas.
Subespecie (de hongo): poblaciones que típicamente ocurren en regiones geográficas aisladas y que poseen características diferentes pero que se pueden cruzar entre individuos de la misma especie.
Notas al instructor
El objetivo de este caso de estudio es retar a los estudiantes a desarrollar soluciones para una enfermedad llamada la roya del café, la cual es económicamente devastadora y difícil de manejar. Se les solicita a los estudiantes que desarrollen un plan de manejo después de haber obtenido un entendimiento básico de la ecología de la enfermedad y de las opciones disponibles para combatir a la roya. El caso tiene lugar en una finca en Costa Rica, un país con importante producción cafetalera en Centroamérica.
El caso de estudio ha sido diseñado para períodos de clases de entre 50 a 90 minutos de largo. La población meta es estudiantes de fitopatología, horticultura, agronomía, agricultura sostenible, manejo integrado de plagas, sistemas alimentarios, manejo de cultivos tropicales, y disciplinas afines. Basado en nuestra experiencia dirigiendo este caso de estudio, sugerimos que los estudiantes lean la sección de Contexto antes de la clase para que puedan participar de forma significativa en la discusión grupal.
Sometimos a prueba este caso en una clase de 50 minutos en un curso introductorio de fitopatología en la Universidad Estatal de Iowa. Dividimos el período en tres partes. La primera fue una presentación de 5 a 10 minutos por el instructor que resumió los hechos del caso. Luego, grupos de dos a cinco estudiantes exploraron las preguntas a discutir e hicieron lluvia de ideas sobre soluciones potenciales por 15-20 minutos. Durante los finales 20-30 minutos, un representante de cada grupo escribió la estrategia de manejo del grupo en la pizarra, seguido de una discusión de toda la clase sobre las ventajas y desventajas de cada estrategia.
Basado en las respuestas escritas en una entrevista hecha después de la clase, los estudiantes afirmaron que leer el caso de estudio antes de la discusión fortaleció el entendimiento de los retos que enfrenta el productor al manejar la roya del café usando métodos orgánicos. Los estudiantes también indicaron que tanto las discusiones en grupos pequeños, así como a nivel de toda la clase, estimuló el pensamiento crítico al permitirles poner en una balanza las ventajas y desventajas de cada opción de manejo. Estas discusiones favorecieron que los estudiantes visualizaran combinaciones de opciones desde una perspectiva de MIP.
