Las agrociencias como soporte a una producción agropecuaria sostenible: Visión ecosistémica

Las agrociencias como soporte a una producción agropecuaria sostenible : visión ecosistémica / Liliana Chacón Jaramillo, editora ; Alejandro Islas-García [y otros once]. - Primera edición. - Bogotá : Ediciones Unisalle, 2021.

188 páginas : fotografías, gráficas ; 21 cm. – (Cuadernos de Seminario; 12)

Incluye referencias bibliográficas

ISBN 978-958-5148-95-6 (impreso)

ISBN 978-958-5148-96-3 (ePub)

1. Recuperación de suelos - Investigaciones - Colombia 2. Restauración ecológica - Investigaciones - Colombia 3. Agua de riego - Investigaciones - Colombia 4. Plagas - Control biológico - Colombia - Investigaciones I. Chacón Jaramillo, Liliana II. Islas-García, Alejandro III. Serie

CDD: 577.1 ed.22

CEP-Universidad de La Salle. Dirección de Bibliotecas

ISBN 978-958-5148-95-6 (impreso)

ISBN 978-958-5148-96-3 (ePub)

Primera edición: Bogotá, D. C., agosto del 2021

© Universidad de La Salle

Edición

Ediciones Unisalle

Cra. 5, n.º 59A-44, Edificio Administrativo, 3.er piso

PBX

: (571) 348 8000, extensiones: 1224 y 1226

[email protected]

https://ediciones.lasalle.edu.co/

Dirección editorial

Alfredo Morales Roa

Coordinación editorial

Andrea del Pilar Sierra

Corrección de estilo

Carlos Guillermo Casanova

Diagramación

Gina Melissa Céspedes González

Diseño de carátula

Andrés Pérez

Queda prohibida la reproducción total o parcial de este libro por cualquier procedimiento, conforme a lo dispuesto por la ley.

Contenido

Introducción

Liliana Chacón Jaramillo

Capítulo 1. Biorremediación ambiental: los microorganismos en el saneamiento del suelo

Alejandro Islas-García

Capítulo 2. Importancia de la adaptación de sistemas automáticos para la aplicación de plaguicidas en cultivos de flores de invernadero

Andrés Felipe Panesso Hernández

Jorge Eliécer Rangel Díaz

Capítulo 3. Recorrido hasta el Alto Chicamocha, Boyacá: contexto y conceptos aplicables al manejo del agua y del riego

Germán Eduardo Cely Reyes

Rosalina González Forero

Capítulo 4. Sarna sarcóptica y salud: impactos en fauna silvestre y ganadería

David Castañeda

Luis Escobar

Francisca Astorga

Capítulo 5. Levantamiento de ácaros de hojarasca en el agroecosistema de yuca en Yopal, Casanare

Fredy Alexander Rodríguez Cruz

Capítulo 6. Patogeografía: patrones espaciales y temporales de enfermedades tropicales y toma de decisiones, en la interfaz ecosistema-animal-humano

Diego Soler-Tovar

Anamaría Martínez Marín

Índice de figuras

Capítulo 1. Biorremediación ambiental: los microorganismos en el saneamiento del suelo

Figura 1. Principales tipos y causas de degradación de suelos en el mundo

Figura 2. Estrategias de biorremediación

Figura 3. Degradación aerobia de contaminantes orgánicos por microorganismos

Figura 4. Tratamientos de remediación de suelos contaminados con HFL, HFM y HFP, en la ex Refinería 18 de marzo, Ciudad de México

Capítulo 4. Sarna sarcóptica y salud: impactos en fauna silvestre y ganadería

Figura 1. Ciclo de vida de S. scabiei

Figura 2. Diagrama de redes de la transmisión de sarna en especies silvestres y domésticas

Figura 3. Sarna sarcóptica en cerdos

Figura 4. Bovino con lesiones causadas por sarna sarcóptica

Capítulo 5. Levantamiento de ácaros de hojarasca en el agroecosistema de yuca en Yopal, Casanare

Figura 1. Modelo del ácaro perteneciente al género Podocinum sp., colectado en la zona de vera de cañada, durante el periodo de sequía

Capítulo 6. Patogeografía: patrones espaciales y temporales de enfermedades tropicales y toma de decisiones, en la interfaz ecosistema-animal-humano

Figura 1. Mapa de la isla de San Andrés que registra las estaciones de muestreo (círculos blancos) del virus del Oeste del Nilo en aves silvestres

Figura 2. Sitios de muestreo de micobacteriosis en aves silvestres en condiciones ex situ (círculos rojos) e in situ (círculos amarillos)

Figura 3. Localización geográfica del muestreo de cerdos asilvestrados y pecaríes para determinar Leptospira spp. y Brucella spp.

Figura 4. Priorización geográfica en la investigación del parasitismo entre el oso andino y sus presas en Colombia

Figura 5. Distribución potencial de Alouatta seniculus y su relación con la fiebre amarilla en Colombia

Figura 6. Preguntas cruciales para tomar decisiones en salud pública

Índice de cuadros

Capítulo 1. Biorremediación ambiental: los microorganismos en el saneamiento del suelo

Cuadro 1. Microorganismos involucrados en la biorremediación de contaminantes orgánicos en el suelo

Cuadro 2. Requerimientos fisicoquímicos en la biorremediación de contaminantes orgánicos del suelo

Cuadro 3. Caracterización del suelo de la ex Refinería 18 de marzo y valores de la NOM-138-Semarnat/SSA1-2012 sobre el suelo de uso residencial y recreativo

Capítulo 5. Levantamiento de ácaros de hojarasca en el agroecosistema de yuca en Yopal, Casanare

Cuadro 1. Especímenes de ácaros identificados en la hojarasca de tres zonas de la línea de raíces y tubérculos (campus Utopía), durante el periodo de lluvias

Cuadro 2. Especímenes de ácaros identificados en la hojarasca de tres zonas de la línea de raíces y tubérculos (campus Utopía), durante el periodo de sequías

Introducción

Liliana Chacón Jaramillo

UNA SOCIEDAD DEBE OFRECER ÁREAS de circulación y apropiación del conocimiento. Las universidades son responsables de abrir espacios que permitan explicar y analizar sus prácticas académicas, así como el conocimiento que generan. En consecuencia, este libro nos invita a conocer una visión ecosistémica sobre la producción agropecuaria que los estudiantes del Doctorado en Agrociencias desarrollan en sus investigaciones, con el apoyo de investigadores, reconocidos por su compromiso en el uso sostenible de los recursos naturales. Las diferentes temáticas propuestas nos acercan al conocimiento creado con las comunidades en laboratorios, parcelas, ganaderías y nos dan la fuerza para reflexionar sobre cómo las acciones del ser humano, en la producción de alimento, pueden mejorarse e impactar la producción agropecuaria en términos sostenibles.

La biodiversidad, vista como la suma de todos los ecosistemas, las especies y la diversidad genética en el planeta, representa un papel preponderante en la seguridad alimentaria y su conservación permitirá satisfacer la demanda cada vez más creciente de alimentos, piensos y bioenergía. En los diferentes sectores agrícolas, sus gestores, empresarios, ganaderos, agricultores y familias rurales de las diversas áreas de Colombia deben interesarse para mantener la fauna y la flora, puesto que su interdependencia posibilita el equilibrio de las especies y la biodiversidad.

Recordemos que el desarrollo es sostenible, de lo contrario, solo beneficiaría a unos pocos. En este sentido, desde las agrociencias, esperamos se genere un conocimiento que tenga un verdadero sentido y propicie un desarrollo que favorezca, en general, a toda la sociedad, la rural y la urbana. Los invitamos a reflexionar sobre los conflictos y las realidades que acontecen en nuestra sociedad consumista, en función de analizar cómo nuestras acciones, para hacer el campo más productivo e industrializado, afectan la sostenibilidad del planeta.

A la par, los invitamos a que se cuestionen sobre cuáles son algunas de las problemáticas sociales y culturales que afectan los sistemas productivos, la salud animal y humana en Colombia; problemáticas causadas por las decisiones que tomamos para mantener nuestra población creciente. Es relevante pensar en cómo aumentar la producción de alimentos, mejorar la seguridad alimentaria de forma ecológica y sostenible, además de adoptar un enfoque integrado, un enfoque ecosistémico.

Ciertos servicios ecosistémicos se investigan en Colombia y otros apenas se estudian y valoran. Al respecto, se mencionan: la provisión de aire limpio y agua limpia, la apreciación estética de la naturaleza y esta última como fuente de inspiración de la cultura e innovación, el secuestro y almacenamiento de carbono, el tratamiento de aguas residuales, la prevención de la erosión y conservación de la fertilidad del suelo, la regulación de los flujos de agua, el control natural de plagas, el ciclo de los elementos nutritivos, los servicios de polinización, así como el control de inundaciones y erosión. En cada uno de los capítulos de este libro se presentan algunos de estos servicios ecosistémicos evaluados de manera directa o indirecta.

Biorremediación ambiental: los microorganismos en el saneamiento del suelo

Alejandro Islas-García¹

Resumen

LA DEGRADACIÓN QUÍMICA ES UNA de las causas principales del deterioro de suelos a nivel mundial, provocada, en principio, por diferentes actividades humanas, que generan residuos químicos vertidos intencional o accidentalmente en el ambiente. Los compuestos orgánicos, como hidrocarburos, plaguicidas, colorantes, y los compuestos clorados son contaminantes con propiedades tóxicas, persistentes y bioacumulativas, por lo que son necesarias acciones correctivas para mitigar sus efectos adversos. La biorremediación de suelos contaminados es una de las alternativas verdes y amigables con el ambiente, debido a que utiliza a los microrganismos para degradar los compuestos tóxicos orgánicos. La biodegradación de un contaminante es un proceso bioquímico complejo y su resultado dependerá de la interacción de factores ambientales fisicoquímicos y biológicos, que determinarán su eficiencia metabólica. Existen diversos géneros de microorganismos capaces de metabolizar compuestos orgánicos con estructuras químicas: biorremediadores, los cuales son las bacterias, levaduras y hongos. A su vez, los principales factores del suelo que limitan su efectividad son la estructura, el pH, temperatura, oxigenación, nutrientes, humedad y capacidad microbiológica de degradación. Para aplicar con éxito la biorremediación en el campo, es indispensable realizar pruebas iniciales, como caracterizar el suelo impactado y conducir experimentos de biofactibilidad y biodegradabilidad en el laboratorio; de esta manera, se precisará el tipo de acondicionamiento en el desarrollo microbiológico y se disminuirán los periodos de restauración del suelo contaminado. Los casos de éxito demuestran que esta tecnología microbiológica es una opción ambiental responsable en el tratamiento y disminución de sitios impactados con contaminantes orgánicos a nivel mundial.

Palabras clave: biorremediación, contaminantes orgánicos, biodegradación, suelo.

Abstract

Chemical degradation is one of the main sources of deterioration in soils worldwide, mainly caused by different human activities that generate chemical waste, accidentally or intentionally spilled into the environment. Organic compounds, such as hydrocarbons, pesticides, dyes, and chlorinated compounds are pollutants with toxic, persistent and bioaccumulative properties, so corrective actions are necessary to mitigate their adverse effects. The bioremediation of contaminated soils is one of the green and environmentally friendly alternatives because it uses microorganisms to perform the degradation of organic toxic compounds. The biodegradation of a contaminant is a complex biochemical process and its result will depend on the interaction between different physicochemical and biological environmental factors that will determine its metabolic efficiency. There is various genre of microorganisms capable of metabolizing organic compounds with different chemical structures; the main bioremediators are bacteria, yeasts and fungi. The main soil factors that limit effectiveness are structure, pH, temperature, oxygenation, nutrients, moisture and microbiological degradation capacity. For the application of bioremediation in the field it is essential to carry out initial tests to guarantee its success, such as characterizing the impacted soil and bioactivity and biodegradability experiments in the laboratory, this to determine the type of conditioning necessary for microbiological development and decrease the restoration periods of contaminated soil. Successful cases show that this microbiological technology is an environmentally responsible option for the treatment and reduction of sites impacted with organic pollutants worldwide.

Keywords: bioremediation, organic compounds, biodegradation, soil.

Introducción

La formación del suelo es un procedimiento complejo, en el que influyen procesos ambientales, fisicoquímicos y biológicos, que se conjuntan para que, en un periodo largo, se formen los perfiles de suelo característicos de cada ecosistema (Chinchilla et al., 2011). En contraste, la degradación causada por actividades humanas toma una parte de este tiempo y ocasiona la pérdida de biodiversidad, productividad biológica y capacidad de producir servicios y recursos para el ambiente y la humanidad (Emadodin y Bork, 2011).

La degradación química es una de las principales causas de deterioro en suelos a nivel mundial, provocada, en principio, por la industrialización y la agricultura. De igual modo, la deforestación y el sobrepastoreo tienen una destacada contribución (figura 1). Al respecto, Richmond (2015) menciona que, en el planeta, hay 240 Mha, degradadas a nivel químico por nutrientes (136 Mha), salinización (77 Mha), contaminación (21 Mha) y acidificación (6 Mha). Todas estas formas están vinculadas a algunas actividades humanas, como derrames accidentales, fugas, manejo inadecuado de residuos o aplicación directa de compuestos químicos. La degradación por contaminación se