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Tesis para optar el Título Profesional - UNSA
Trabajo de Investigación para optar el Título Profesional en Ingenierías o Biomédicas, 2019-2
Evaluación de las formas de carbono y nitrógeno en un gradiente de elevación en Arequipa y su relación con la calidad de salud del suelo agrícola

Jean Pierre Llerena Madariaga; Timothy R. Filley Filley; Juan Andres Lopa Bolivar

Objetivo

Evaluar los parámetros clave de salud del suelo, como la acumulación orgánica de C y N en el suelo, así como las principales fuentes de material vegetal agrícola para los suelos en las localidades agrícolas importantes de Santa Rita y Tuti.

Resumen:

La sostenibilidad de la agricultura en los distritos de Majes y Colca de la región de Arequipa depende en parte de la estabilidad y vulnerabilidad del carbono orgánico del suelo. De acuerdo con el Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (USDA) e investigadores como Arias et al. (2005), Moebius-Clune et al., (2015) la salud del suelo es "la capacidad continua del suelo para funcionar como un ecosistema vital que sustenta las plantas, animales y humanos, abarcando funciones físicas, químicas y biológicas ". Camilli et al., (2016) investigaron las fuentes de carbono orgánico, la diversidad microbiana y la actividad antropogénica en un área desértica del sur del Perú, para deslumbrar cómo, el carbono del suelo y los microorganismos del suelo cambia gradualmente en el tiempo, pero este trabajo se realizó solo en algunos suelos y pequeñas escalas espaciales, por lo que aún no está claro qué factores controlan la distribución espacial de las propiedades del suelo al sur del Perú. Como parte del proyecto “Arequipa Nexus Soil Health Impact Vulnerability Assessment (SHIVA)” la presente investigación analizará las fracciones orgánicas del C y N del suelo usado con fines agrícolas Liao et al., (2006), Moorman et al., (20014) y se compararán otras medidas como: conductividad eléctrica y pH que serán investigados por otros investigadores de Nexus para evaluar una medida de calidad de salud del suelo en las regiones agrícolas clave como la irrigación de Santa Rita y la localidad de Tuti en el distrito del Colca, También se utilizará la Espectrometría de Relación de Masa Isotópica (13C y 15N) para cuantificar las frecuencias 13C y 15N de los suelos para evaluar las fuentes vegetales de materia orgánica estabilizada del suelo Boutton et al., (2009), Filley et al., (2008). El objetivo de esta investigación es explicar cómo la geología local, el material parental, el clima, el tipo de riego y el uso del suelo interactúan para controlar las formas de carbono estabilizado en los suelos agrícolas de Arequipa a lo largo de un gradiente de la localidad de Majes a la localidad del Colca que varían desde un material parental que es predominantemente arenas gruesas y rocas en antiguas planicies aluviales hasta depósitos volcánicos de gran altitud y coluviones ahora gestionados como paisajes en terrazas. Los datos obtenidos en el análisis geoquímico ayudaran a complementar los mapas de toda la región, realizados por investigadores del proyecto SHIVA. Esta investigación proporcionará una base fundamental para la toma de decisiones relacionadas con las buenas prácticas agrícolas y cultivos idóneos a cada área territorial en la región Arequipa, por parte de los profesionales agrónomos y las agencias ambientales futuras y actuales, ya que vislumbrará las formas estabilizadas de C y N en el suelo a escalas espaciales relacionadas con los niveles de enriquecimiento del suelo utilizado actualmente para la agricultura. Finalmente, los datos recopilados estarán disponibles en la web para que los agricultores de Arequipa puedan tener acceso a los mismos.

Palabras clave

Carbono, nitrógeno, Isotopos, salud, suelo, materia, orgánica, Santa Rita, Colca, UNSA,Arequipa.

Problema central

Los suelos incorporados a la agricultura bajo las condiciones edafo-climáticas, han sido objeto de incorporaciones de sustancias artificiales como: fertilizantes, herbicidas, plaguicidas, y en general de sustancias xenobióticas. Entre ellos, el riesgo de contaminación por metales pesados influyen en la calidad del suelo, y la muy probable lixiviación de estas sustancias xenobióticas a napas freáticas, hacen necesario estudiar de manera prioritaria la salud del suelo, que refleja el grado de fijación de materia orgánica en los suelos a través del proceso de fotosíntesis que realiza toda planta, por lo tanto, utilizando como metodología de medición y comparación la relación de isotopos estables de C y N, se propone resolver. ¿Cuál es la calidad de salud de los suelos en las localidades de Santa Rita y Tuti de la región de Arequipa?

Hipótesis planteada

Existe diferencia de relaciones isotópicas de carbono y nitrógeno en los suelos agrícolas en las gradientes altitudinales entre de Tuti (agricultura poco tecnificada) y Santa Rita (agricultura tecnificada).

Resultados esperados

El resultado del presente proyecto permitirá tener el conocimiento de la relación isotópica como indicador de la salud del suelo en la Región de Arequipa en la localidades de Santa Rita y Tuti, y este a su vez nos ayudara a implementar mejores medidas de manejo y conservación del suelo.
Lo que a su vez nos permitirá obtener:
- 01 Artículo publicado en revistas indizadas en la base Scopus o Web of Science.
- 01 Estudiantes o egresados UNSA titulados/graduados con la opción de Tesis formato artículos, con publicaciones en revistas indizadas en bases Scopus o Web of Science.

Impactos esperados

Impacto económico
En este contexto los resultados permitirán evidenciar la calidad del suelo de la localidad de Santa Rita así como de la localidad de Tuti, que es utilizado para la siembra de distintos productos propios de esta área que son los principales activos económicos de la región.

Impacto Social
Los agricultores de la irrigación de las pampas de Majes así como los agricultores de Tuti requieren una buena calidad de suelo para el sembrado de los cultivos, para dar empleo a sus trabajadores, y para generar las principales divisas, por lo tanto, se garantizan los recursos que constituyen su único sustento vital.

Impacto Ambiental
Los resultados permitirán establecer un mejor manejo de los suelos y la línea base por elementos de carbono y nitrógeno en el suelo, este a su vez, evidenciará el riesgo ocasionado por efectos antropogénicos y uso excesivo de abonos y plaguicidas artificiales en la zona.