UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO FACULTAD DE INGENIERÍA AMBIENTAL Y DE RECURSOS NATURALES ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA AMBIENTAL Y DE RECURSOS NATURALES “EFECTO DEL BIOCARBÓN COMO ENMIENDA ORGÁNICA DEL SUELO EN LA ADAPTABILIDAD DE LA ESPECIE ENDÉMICA HUAMANPINTA (Chuquiraga spinosa Lees.) EN EL PROYECTO DE EXPLORACIÓN MINERA ARIANA, JUNÍN” TESIS PARA OPTAR EL TÍTULO PROFESIONAL DE INGENIERO AMBIENTAL Y DE RECURSOS NATURALES AUTORES: JOSÉ HUMBERTO ALVARADO MEJÍA NANCY ANAÍS MORALES LÓPEZ ANDREA STEFANY RAMIREZ DAVILA ASESOR: MTRO. CARLOS ODORICO TOME RAMOS Callao, 2024 PERÚ 2 CERTIFICADO DE ANÁLISIS magister 1A; ALVARADO MEJÍA-José Humberto; MORALES LÓPEZ-Nancy Anaís; RAMÍREZ DÁVILA-Andrea Stefany_TESIS 12% Textos sospechosos 11% Similitudes 2% similitudes entre comillas 0% entre las fuentes mencionadas 1% Idiomas no reconocidos Nombre del documento: 1A; ALVARADO MEJÍA-José Humberto; MORALES LÓPEZ-Nancy Anaís; RAMÍREZ DÁVILA-Andrea Stefany_TESIS.pdf ID del documento: dd53e52deed03ead174ab4344c078865a7c9a044 Tamaño del documento original: 2,3 MB Depositante: FIARN PREGRADO UNIDAD DE INVESTIGACION Fecha de depósito: 6/2/2024 Tipo de carga: interface fecha de fin de análisis: 6/2/2024 Número de palabras: 20.234 Número de caracteres: 129.413 Ubicación de las similitudes en el documento: Fuentes principales detectadas N° Descripciones Similitudes Ubicaciones Datos adicionales 1 repositoriosiidca.csuca.org | Descripción: Efectos del Biochar sobre el crecimiento… https://repositoriosiidca.csuca.org/Record/RepoUNANM13061 1% Palabras idénticas: 1% (217 palabras) 2 repositorio.unasam.edu.pe https://repositorio.unasam.edu.pe/bitstream/handle/UNASAM/4085/T033_76262382_T.pdf?sequenc… 5 fuentes similares 1% Palabras idénticas: 1% (221 palabras) 3 repositorio.unapiquitos.edu.pe https://repositorio.unapiquitos.edu.pe/bitstream/20.500.12737/1841/1/Rafael_Tesis_Doctorado_201… < 1% Palabras idénticas: < 1% (151 palabras) 4 repositorio.unapiquitos.edu.pe https://repositorio.unapiquitos.edu.pe/bitstream/20.500.12737/4733/1/Omar_Tesis_Titulo_2004.pdf < 1% Palabras idénticas: < 1% (148 palabras) 5 www.scielo.org.mx | Efecto de la aplicación de biocarbón en el rendimiento de m… https://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0187-57792021000100138 3 fuentes similares < 1% Palabras idénticas: < 1% (171 palabras) Fuentes con similitudes fortuitas N° Descripciones Similitudes Ubicaciones Datos adicionales 1 Documento de otro usuario #1cd50b El documento proviene de otro grupo < 1% Palabras idénticas: < 1% (35 palabras) 2 repositorio.lamolina.edu.pe http://repositorio.lamolina.edu.pe/bitstream/20.500.12996/4483/1/zamora-bringas-gilber-paolo.pdf < 1% Palabras idénticas: < 1% (32 palabras) 3 Documento de otro usuario #675aa8 El documento proviene de otro grupo < 1% Palabras idénticas: < 1% (32 palabras) 4 repositorio.utmachala.edu.ec http://repositorio.utmachala.edu.ec/bitstream/48000/16145/1/TTUACA-2020-IA-DE00028.pdf < 1% Palabras idénticas: < 1% (23 palabras) 5 dspace.ucacue.edu.ec https://dspace.ucacue.edu.ec/bitstream/ucacue/11205/3/TORRES TORRES JUAN CARLOS .pdf.txt < 1% Palabras idénticas: < 1% (23 palabras) https://repositoriosiidca.csuca.org/Record/RepoUNANM13061 https://repositorio.unasam.edu.pe/bitstream/handle/UNASAM/4085/T033_76262382_T.pdf?sequence=1 https://repositorio.unapiquitos.edu.pe/bitstream/20.500.12737/1841/1/Rafael_Tesis_Doctorado_2013.pdf https://repositorio.unapiquitos.edu.pe/bitstream/20.500.12737/4733/1/Omar_Tesis_Titulo_2004.pdf https://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0187-57792021000100138 http://repositorio.lamolina.edu.pe/bitstream/20.500.12996/4483/1/zamora-bringas-gilber-paolo.pdf http://repositorio.utmachala.edu.ec/bitstream/48000/16145/1/TTUACA-2020-IA-DE00028.pdf https://dspace.ucacue.edu.ec/bitstream/ucacue/11205/3/TORRES%20TORRES%20JUAN%20CARLOS%20.pdf.txt 4 HOJA DE REFERENCIA DEL JURADO Y APROBACIÓN MIEMBROS DEL JUARADO EVALUADOR PRESIDENTA: MS. C. MARIA ANTONIETA GUTIERREZ DIAZ SECRETARIO: MTRO. AMERICO CARLOS MILLA FIGUEROA MIEMBRO: MTRO. ABNER JOSUÉ VIGO ROLDAN ASESOR: MTRO. CARLOS ODORICO TOME RAMOS Nº DE LIBRO: 001 Nº DE FOLIO: 025 Nº DE ACTA: 001 FECHA DE APROBACION DE TESIS: 07 DE FEBRERO, 2024 RESOLUCIÓN DE JURADO: Nº 060-2023-D-FIARN de 26 junio de 2023 https://v3.camscanner.com/user/download https://v3.camscanner.com/user/download 5 DEDICATORIA Al regalo más hermoso que Dios y la vida supo entregarme, mi hija Gahela Alessandra; la personita más importante de mi vida, energía pura y motivo para luchar y salir adelante. Por ella y para ella todo mi esfuerzo y dedicación. José Humberto Alvarado Mejía A Dios, por sostener mi mano y guiarme por el camino de la sabiduría; a mi amada madre Elcirita, que me ilumina desde el cielo; a mis padres y a mi hija por ser mi fortaleza para seguir luchando por cumplir mis sueños. Nancy Anaís Morales López A Dios, porque me guía en cada paso que doy; a mi mamita Justa, que me enseñó lo más hermoso de la vida, y a mi madre, que es mi motor para poder siempre superarme y dar lo mejor de mí. Andrea Stefany Ramírez Dávila 6 AGRADECIMIENTO A Dios, por habernos guiado en cada paso a lo largo de nuestra carrera en la universidad, por guiarnos a lo largo de la investigación y que ahora nos permite dar el siguiente paso en nuestras vidas como profesionales. A nuestros padres, quienes nos brindan su apoyo, su esfuerzo y la motivación para lograr nuestras metas y sueños, siempre con la bendición de Dios. A la Universidad Nacional del Callao, a nuestra facultad de Ingeniería Ambiental y de Recursos Naturales de la Universidad Nacional del Callao y a nuestros docentes que fueron parte fundamental en nuestra formación profesional, logrando transmitirnos el compromiso de contribuir con nuestro país. A nuestro Asesor de Tesis, Mtro. Carlos Odorico Tome Ramos, por su apoyo y orientación en el proceso del desarrollo de nuestra tesis. Los autores. 7 ÍNDICE RESUMEN ....................................................................................................... 16 ABSTRACT ..................................................................................................... 17 INTRODUCCIÓN ............................................................................................. 18 I. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA .................................................... 20 1.1. Descripción de la realidad problemática .......................................... 20 1.2. Formulación del problema ............................................................... 21 1.2.1. Problema general……………………………………………….. 21 1.2.2. Problemas específicos…………………………………………. 22 1.3. Objetivos de la investigación ........................................................... 22 1.3.1. Objetivo general…………………………………………………. 22 1.3.2. Objetivos específicos…………………………………………… 22 1.4. Limitantes de la investigación ......................................................... 22 1.4.1. Limitante teórica………………………………………………….22 1.4.2. Limitante temporal………………………………………………. 23 1.4.3. Limitante espacial……………………………………………….. 23 II. MARCO TEÓRICO .................................................................................. 25 2.1. Antecedentes del estudio ................................................................ 25 2.1.1. Internacionales………………………………………………….. 25 2.1.2. Nacionales……………………………………………………….. 27 2.2. Bases Teóricas................................................................................ 30 2.2.1. El biocarbón……………………………………………………… 30 2.2.2. Producción del biocarbón………………………………………. 34 8 2.2.3. El biocarbón como enmienda en el suelo…………….……….34 2.2.4. Efecto del biocarbón para el desarrollo de una planta……… 35 2.2.5. Huamanpinta (Chuquiraga spinosa Lees.)…………………… 36 2.2.6. Hábitat y distribución geográfica………………………………. 36 2.2.7. Distribución taxonómica…………………………………………37 2.3. Marco conceptual ............................................................................ 38 2.3.1. Efecto del biocarbón como enmienda orgánica………………38 2.3.2. Adaptabilidad de la especie endémica Huamanpinta………..39 2.4. Definiciones de términos básicos .................................................... 40 III. HIPÓTESIS Y VARIABLES .................................................................... 43 3.1. Hipótesis ......................................................................................... 43 3.1.1. Operacionalización de la variable……………………………... 44 IV. METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN ............................................. 46 4.1. Tipo y diseño de investigación ........................................................ 46 4.2. Método de investigación .................................................................. 46 4.2.1. Producción de biocarbón con residuos orgánicos……………48 4.2.2. Evaluación de la fitotoxicidad del biocarbón mediante bioensayos de germinación de semillas de lechuga…………53 4.2.3. Preparación del terreno y plantación del esqueje…………… 57 4.2.4. Determinación del efecto del biocarbón……………………….64 4.3. Población y muestra ........................................................................ 64 4.3.1. Población………………………………………………………… 64 4.3.2. Muestra……………………………………………………………65 4.4. Lugar de estudio y periodo desarrollado ......................................... 65 4.5. Técnicas e instrumentos de recolección de información ................. 66 9 4.5.1. Técnica…………………………………………………………… 67 4.5.2. Instrumentos……………………………………………………...67 4.6. Análisis y procesamiento de datos .................................................. 69 V. RESULTADOS ........................................................................................ 70 5.1. Resultados descriptivos .................................................................. 70 5.1.1. Resultados de los bioensayos de fitotoxicidad del biocarbón 70 5.1.2. Caracterizaciones fisicoquímicas y elementales del biocarbón………………………………………………………… 71 5.1.3. Efecto del biocarbón en las propiedades fisicoquímicas en el suelo……………………………………………………………… 72 5.1.4. Efecto del biocarbón en las propiedades microbiológicas del suelo……………………………………………………………… 81 5.1.5. Efecto del biocarbón en la adaptabilidad de la especie endémica Huamanpinta………………………………………… 86 5.2. Resultados Inferenciales ................................................................. 93 5.2.1. Efecto de las dosis de biocarbón sobre las propiedades fisicoquímicas del suelo………………………………………… 93 5.2.2. Efecto de las dosis de biocarbón sobre las propiedades microbiológicas del suelo………………………………………. 96 5.2.3. Efecto de las dosis de biocarbón en la adaptabilidad de la especie endémica Huamanpinta………………………………. 98 VI. DISCUSIÓN DE RESULTADOS ........................................................... 103 6.1. Contrastación y demostración de la hipótesis con los resultados . 103 6.2. Contrastación de los resultados con otros estudios similares ....... 105 6.2.1. El biocarbón y su efecto en las propiedades fisicoquímicas del suelo……………………………………………………………..105 6.2.2. El biocarbón y su efecto en las propiedades microbiológicas en 10 el suelo…………………………………………………………..105 6.2.3. El biocarbón y su efecto en la adaptabilidad de la especie endémica Huamanpinta………………………………………..106 6.3. Responsabilidad ética ................................................................... 106 VII. CONCLUSIONES .................................................................................. 108 VIII. RECOMENDACIONES ......................................................................... 109 IX. REFERENCIA BIBLIOGRÁFICA .......................................................... 110 X. ANEXO .................................................................................................. 122 11 TABLAS DE CONTENIDO Tabla 1 Matriz de Operacionalización de variables ..................................... 44 Tabla 2 Matriz experimental para pruebas de fitotoxicidad para semillas de Lechuga. ...................................................................................................... 56 Tabla 3 Matriz experimental para cada tratamiento en la plataforma. ......... 60 Tabla 4 Configuración experimental de la Fila N° 1 en la plataforma. ......... 60 Tabla 5 Configuración experimental de la Fila N° 2 en la plataforma. ......... 61 Tabla 6 Configuración experimental de la Fila N° 3 en la plataforma. ......... 61 Tabla 7 Configuración experimental de la Fila N° 4 en la plataforma .......... 62 Tabla 8 Fichas de recolección. ..................................................................... 67 Tabla 9 Ensayos de laboratorios para los indicadores fisicoquímicos del suelo. ..................................................................................................................... 68 Tabla 10 Ensayos de laboratorio para los indicadores microbiológicos del suelo. ..................................................................................................................... 69 Tabla 11 Ensayos de laboratorio para análisis elemental de biocarbón. ..... 69 Tabla 12 Valores máximos del crecimiento de semillas germinadas, crecimiento de Radícula (cm) y crecimiento de Hipocótilo (cm) por dosis de biocarbón ..................................................................................................... 71 Tabla 13 Propiedades fisicoquímicas del biocarbón de residuos orgánicos. 71 Tabla 14 Propiedades elementales del biocarbón de residuos sólidos orgánicos...................................................................................................... 72 Tabla 15 Resultados de las propiedades fisicoquímicas de los diferentes tratamientos. ................................................................................................ 73 Tabla 16 Resultados de la variación microbiológica. ................................... 82 Tabla 17 Resultados de indicadores de la adaptabilidad de la especie Huamanpinta ................................................................................................ 86 12 Tabla 18 Indicadores de número de hojas y altura del esqueje. .................. 91 Tabla 19 Normalidad de las propiedades fisicoquímicas del suelo.............. 94 Tabla 20 Análisis t-Student de los indicadores paramétricos fisicoquímicos del suelo. ........................................................................................................... 96 Tabla 21 Análisis Chi2 de los indicadores fisicoquímicos no paramétricos como en CaCO3 y Arcilla. ...................................................................................... 96 Tabla 22 Normalidad de los indicadores microbiológicos del suelo. ............ 97 Tabla 23 Análisis t-Student de los indicadores microbiológicos del suelo. .. 98 Tabla 24 Normalidad de los indicadores de adaptabilidad de la especie Huamanpinta ................................................................................................ 99 Tabla 25 Análisis Kruskal-Wallis, rangos promedio de los indicadores de la adaptabilidad de la especie Huamanpinta ................................................. 101 Tabla 26 Análisis Kruskal-Wallis de los indicadores de la adaptabilidad de la especie Huamanpinta ................................................................................ 102 13 TABLA DE FIGURAS Figura 1 Biocarbón obtenido de residuos orgánicos. .................................. 30 Figura 2 Chuquiraga Spinosa Lees. “Huamanpinta” ................................... 36 Figura 3 Etapas de la Metodología de Investigación. .................................. 47 Figura 4 Actividades para cada etapa de estudio. ....................................... 47 Figura 5 Procedimiento para la producción de biocarbón. .......................... 48 Figura 6 Reducción de la humedad de los residuos orgánicos. .................. 49 Figura 7 Secado a temperatura ambiente de los residuos orgánicos. ......... 50 Figura 8 Control del peso diario de los residuos orgánicos recolectados. ... 50 Figura 9 Producción de biocarbón en el horno de doble tambor. ................ 51 Figura 10 Retiro del biocarbón producido. .................................................. 51 Figura 11 Homogenización del biocarbón. .................................................. 52 Figura 12 Proceso para la determinación de la fitotoxicidad del biocarbón. 54 Figura 13 Pesaje de los tratamientos de fitotoxicidad. ................................ 54 Figura 14 Colocación de semillas de lechuga en cada recipiente. .............. 55 Figura 15 Riego para germinación de Lechuga y evaluación de fitotoxicidad. ..................................................................................................................... 55 Figura 16 Pasos para la preparación del terreno y plantación del esqueje. 57 Figura 17 Delimitación de la plataforma de estudio. .................................... 58 Figura 18 Diseño de la plataforma en filas y surcos. ................................... 58 Figura 19 Plantación de esquejes en el área de trabajo. ............................ 63 Figura 20 Riego por goteo a las plantaciones de esquejes. ........................ 63 Figura 21 Ubicación del Área de estudio. .................................................... 66 Figura 22 Variabilidad del pH según los diferentes tratamientos con biocarbón. .................................................................................................... 74 14 Figura 23 Variabilidad de la conductividad según los diferentes tratamientos con biocarbón. .............................................................................................. 75 Figura 24 Variabilidad de CaCO3 según los diferentes tratamientos con biocarbón. .................................................................................................... 75 Figura 25 Variabilidad de la materia orgánica según los diferentes tratamientos con biocarbón. ......................................................................... 76 Figura 26 Variabilidad de Fósforo según los diferentes tratamientos con biocarbón. .................................................................................................... 77 Figura 27 Variabilidad de Potasio según los diferentes tratamientos con biocarbón. .................................................................................................... 78 Figura 28 Variabilidad de la granulometría del suelo según los diferentes tratamientos con biocarbón. ......................................................................... 79 Figura 29 Variabilidad del CCI del suelo según los diferentes tratamientos con biocarbón. .................................................................................................... 80 Figura 30 Variabilidad de cationes cambiables del suelo según los diferentes tratamientos con biocarbón. ......................................................................... 81 Figura 31 Variabilidad de la Humedad gravimétrica del suelo según los diferentes tratamientos con biocarbón. ........................................................ 83 Figura 32 Variabilidad de las bacterias del suelo según los diferentes tratamientos con biocarbón. ......................................................................... 84 Figura 33 Variabilidad de Hongos del suelo según los diferentes tratamientos con biocarbón ............................................................................................... 85 Figura 34 Variabilidad de Actinomicetos del suelo según los diferentes tratamientos con biocarbón. ......................................................................... 86 Figura 35 Estado de supervivencia de esquejes según los diferentes tratamientos con biocarbón. ......................................................................... 88 Figura 36 Coloración de hojas de los esquejes según los diferentes tratamientos con biocarbón. ......................................................................... 89 15 Figura 37 Vigorosidad de los esquejes según los diferentes tratamientos. . 90 Figura 38 Variación de número de hojas de los esquejes según los diferentes tratamientos. ................................................................................................ 92 Figura 39 Variación en la altura del esqueje según los diferentes tratamientos. ..................................................................................................................... 93 16 RESUMEN El objetivo de esta investigación fue evaluar el efecto del biocarbón como enmienda orgánica del suelo en la adaptabilidad de la especie endémica Huamanpinta (Chuquiraga spinosa Lees.) en el Proyecto de Exploración Minera Ariana, Junín. La metodología empleada fue de tipo aplicada, con un diseño experimental de nivel explicativo. Se utilizó el método hipotético-deductivo con un enfoque cuantitativo. La población de estudio abarcó 40 esquejes de la especie Huamanpinta, los cuales fueron seleccionados mediante un muestreo probabilístico. La obtención del biocarbón se realizó mediante el método de carbonización, utilizando residuos sólidos orgánicos del comedor del Proyecto Minero Ariana. Para evaluar el biocarbón, se llevaron a cabo ensayos de fitotoxicidad utilizando semillas de lechuga (Lactuca sativa) para descartar posibles efectos tóxicos y determinar la dosificación adecuada para su aplicación. En el experimento, se prepararon cuatro filas de suelo, cada una con 10 esquejes plantados, aplicando dosificaciones de 0%, 5%, 10% y 15% de biocarbón respecto al suelo. Los resultados indican que las propiedades fisicoquímicas del suelo muestran una diferencia significativa en comparación con el suelo inicial (control). Aunque se observa un ligero aumento en la comunidad microbiana, este efecto no fue significativo. En cuanto a los indicadores de adaptabilidad de los esquejes, se evidencia un impacto significativo en los tratamientos. Los resultados demuestran que la aplicación del biocarbón mejora las propiedades fisicoquímicas del suelo y favorece la adaptabilidad de la especie endémica Huamanpinta (Chuquiraga spinosa Lees.). Palabras claves: Huamanpinta (Chuquiraga spinosa Lees), adaptabilidad, biocarbón, método de carbonización, exploración minera. 17 ABSTRACT The objective of this research was to evaluate the effect of biochar as an organic soil amendment on the adaptability of the endemic species Huamanpinta (Chuquiraga spinosa Lees.) in the Ariana Mining Exploration Project, Junín. The methodology used was applied, with an explanatory level experimental design. The hypothetico-deductive method was used with a quantitative approach. The study population included 40 cuttings of the Huamanpinta species, which were selected through probabilistic sampling. The biochar was obtained through the carbonization method, using organic solid waste from the Ariana Mining Project dining room. To evaluate the biochar, phytotoxicity tests were carried out using lettuce seeds (Lactuca sativa) to rule out possible toxic effects and determine the appropriate dosage for its application. In the experiment, four rows of soil were prepared, each with 10 cuttings planted, applying dosages of 0%, 5%, 10% and 15% of biochar with respect to the soil. The results indicate that the physicochemical properties of the soil show a significant difference compared to the initial soil (control). Although a slight increase in the microbial community is observed, this effect was not significant. Regarding the adaptability indicators of the cuttings, a significant impact on the treatments is evident. The results demonstrate that the application of biochar improves the physicochemical properties of the soil and favors the adaptability of the endemic species Huamanpinta (Chuquiraga spinosa Lees.). Keywords: Huamanpinta (Chuquiraga spinosa Lees.), adaptability, biochar, carbonization method, mining exploration. 18 INTRODUCCIÓN En la etapa de construcción de un proyecto minero, las actividades de desbroce, obras civiles y movimiento de tierras, son las que generan un impacto significativo sobre la calidad del suelo; como la pérdida de cobertura vegetal, erosión del suelo y alteración de la vegetación, generando una amenaza para la preservación de especies endémicas. El Proyecto de Exploración Minera Ariana, ubicado en el departamento de Junín, a más de 4400 m.s.n.m, tuvo como parte de sus compromisos ambientales realizar un plan de rescate de la vegetación alterada, debido a que durante su etapa de construcción se realizaron actividades de desbroce que generaron impactos sobre la biodiversidad. Como parte del plan de rescate se identificó a la especie endémica Huamanpinta (Chuquiraga spinosa Lees.), la cual fue trasladada a un vivero temporal para preservarla. Sin embargo, se registró una notable pérdida de esta especie; debido a que no lograron adaptarse al nuevo entorno, esto podría deberse a cambios en las condiciones del suelo. La especie endémica Huamanpinta (Chuquiraga spinosa Lees.), es un arbusto característico de zonas altoandinas, esta especie endémica es ampliamente conocida por sus propiedades medicinales y tiene un significativo valor en las comunidades locales, formando parte de su conocimiento ancestral y cosmovisión. Actualmente en la región de Junín, las comunidades han intensificado su explotación y es considerada como una especie casi amenazada. Por otro lado, se ha tenido en cuenta experiencias internacionales, en las cuales se ha producido biocarbón a partir de distintos tipos de estiércol, residuos sólidos orgánicos, restos de poda, huesos de animales, etc.; cuyo uso ha generado resultados alentadores con respecto a la mejora de la calidad del suelo. Es por ello que esta investigación de enfoque cuantitativo, de tipo aplicativo y diseño experimental tuvo como objetivo evaluar el efecto del biocarbón como enmienda orgánica del suelo en la adaptabilidad de la 19 especie endémica Huamanpinta (Chuquiraga spinosa Lees.) en el Proyecto de Exploración Minera Ariana, Junín. Para el desarrollo de la parte experimental se considera cuatro etapas, la primera etapa es la producción de biocarbón reaprovechando los residuos sólidos orgánicos generados en el comedor del Proyecto Minero Ariana; la segunda etapa es la evaluación del biocarbón, para ello se realizó ensayos de fitotoxicidad usando semillas de lechuga (Lactuca sativa) con el fin de descartar algún posible efecto tóxico del biocarbón y determinar la dosificación adecuada a aplicar en el suelo; del análisis se obtiene que las dosificaciones son al 0%, 5%, 10% y 15% biocarbón/suelo; la tercera etapa es el acondicionamiento del área de trabajo y las plantaciones de 40 esquejes de la especie endémica Huamanpinta (Chuquiraga spinosa Lees.). En la cuarta etapa, se procede a determinar el efecto del biocarbón sobre las características fisicoquímicas y microbiológicas del suelo, así como sobre la adaptabilidad de la especie endémica Huamanpinta. Para determinar la significancia del efecto del biocarbón en las propiedades fisicoquímicas y microbiológicas del suelo, así como en la adaptabilidad de la especie endémica Huamanpinta (Chuquiraga espinosa Lees.), se inició con un análisis del comportamiento de los datos mediante la evaluación de la normalidad. Este proceso fue crucial para seleccionar una prueba estadística apropiada que permitiera determinar la significancia de los resultados. Como resultados se tiene que los tratamientos presentan una diferencia significativa en las propiedades fisicoquímicas iniciales del suelo, a excepción del pH y el ion sodio, que no mostraron diferencias significativas. En cuanto a las propiedades microbiológicas iniciales del suelo, únicamente la humedad presentó una diferencia significativa. Asimismo, se observa que los indicadores de adaptabilidad presentaron una diferencia significativa, con la excepción de la coloración de espinas. De los resultados obtenidos de los diferentes tratamientos, se llega a la conclusión de que el biocarbón tiene un efecto significativo tanto en las propiedades fisicoquímicas del suelo como en la adaptabilidad del esqueje. 20 I. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 1.1. Descripción de la realidad problemática A nivel global, el desarrollo económico ha surgido debido a la explotación de los recursos naturales, lo que ha traído consigo impactos sobre el medio ambiente, como es la perdida de vegetación. Una de las actividades más concurrentes en los países es la actividad de la minería que repercute en los distintos daños ambientales y los efectos en la salud provocando inestabilidad en la seguridad alimentaria, humana y medio ambiente (Tiezhu, 2018). El Perú es uno de los países con mayor diversidad en metales, lo que genera que se realice una mayor intensificación de la explotación minera, por lo que el gobierno peruano ha establecido normativas con el fin de contrarrestar daños ambientales; sin embargo, la minería informal aún se encuentra generando impactos sobre el medio ambiente y sobre todo sobre la cobertura vegetal. Según la investigación de Chumbe (2022), nos indica que hay una correlación entre la cobertura vegetal y la minera, de un 60.50 % que nos indica que mientras más crece la minera se tiene como consecuente una reducción de la vegetación. En la zona del Proyecto Ariana, ubicado en el departamento de Junín, en su etapa de construcción se han realizado las actividades de desbroce de la cobertura vegetal para la construcción de obras civiles y vías de acceso, encontrándose en la zona la especie endémica Huamanpinta (Chuquiraga spinosa Lees.), con el fin de preservar a la especie, la empresa minera implementó un plan de rescate trasladando las plantas a un vivero temporal y utilizando esquejes, plántulas y plantas madre para su recuperación. Sin embargo, el monitoreo realizado a los 60 días después del trasplante, reveló que la mayoría de los individuos trasplantados no lograron sobrevivir (J. César Ingenieros & Consultores, 2018). La especie endémica Huamanpinta (Chuquiraga spinosa Lees.), se enfrenta a desafíos significativos en su desarrollo, ya que muestra dificultades para adaptarse a las nuevas condiciones del suelo generado por la actividad 21 minera del Proyecto Ariana. La falta de adaptabilidad de la especie Huamanpinta a estas condiciones puede comprometer su supervivencia y destaca la importancia de implementar medidas para facilitar su adaptación y preservación. Según Carrasco y Ortiz (2011), una planta no se puede desarrollar cuando el suelo tenga una mala condición fisicoquímica, tenga déficit de agua, no pueda retener los nutrientes, no tenga drenaje y las condiciones climáticas no se la permitan. La ausencia de implementación de medidas necesarias para la preservación de la especie endémica Huamanpinta (Chuquiraga spinosa Lees.), plantea un riesgo significativo de extinción, dado que se encuentra catalogada como especie casi amenazada, según D.S. 043-2006-AG. La supervivencia de esta especie se ve comprometida por diversos factores, como cambios en las condiciones del suelo, variaciones climáticas y otros elementos adversos del entorno. Es crucial tomar acciones adecuadas para garantizar la supervivencia y preservación de esta especie en peligro. La presente investigación propone abordar el problema ambiental vinculado a la preservación de la especie endémica Huamanpinta (Chuquiraga spinosa Lees.), mediante la aplicación de biocarbón como enmienda orgánica del suelo. El objetivo es facilitar la adaptación de la especie a nuevos entornos, asegurando así su preservación. La utilización de biocarbón se plantea como una estrategia para mejorar las condiciones fisicoquímicas y microbiológicas del suelo y proporcionar un sustrato más propicio para el desarrollo de la especie Huamanpinta (Chuquiraga spinosa Lees.), contribuyendo así a su preservación. 1.2. Formulación del problema 1.2.1. Problema general ¿Cuál es el efecto que genera el biocarbón como enmienda orgánica del suelo en la adaptabilidad de la especie endémica Huamanpinta (Chuquiraga spinosa Lees.) en el Proyecto de Exploración Minera Ariana, Junín? 22 1.2.2. Problemas específicos  ¿Cuál es el efecto de las diferentes dosis de biocarbón como enmienda orgánica sobre las propiedades fisicoquímicas del suelo?  ¿Cuál es el efecto de las diferentes dosis de biocarbón como enmienda orgánica sobre los microorganismos presentes en el suelo?  ¿Cuál es la influencia de las diferentes dosis de biocarbón como enmienda orgánica en la adaptabilidad de la especie endémica Huamanpinta (Chuquiraga spinosa Lees.)? 1.3. Objetivos de la investigación 1.3.1. Objetivo general Evaluar el efecto del biocarbón como enmienda orgánica del suelo en la adaptabilidad de la especie endémica Huamanpinta (Chuquiraga spinosa Lees.) en el Proyecto de Exploración Minera Ariana, Junín. 1.3.2. Objetivos específicos  Determinar el efecto de las diferentes dosis de biocarbón como enmienda orgánica sobre las propiedades fisicoquímicas del suelo.  Determinar el efecto de las diferentes dosis de biocarbón como enmienda orgánica sobre los microorganismos presentes en el suelo.  Determinar la influencia de las diferentes dosis de biocarbón como enmienda orgánica en la adaptabilidad de la especie endémica Huamanpinta (Chuquiraga spinosa Lees.). 1.4. Limitantes de la investigación 1.4.1. Limitante teórica La limitación teórica principal en el desarrollo de la investigación fue la escasa información sobre la revegetación de suelos afectados por la actividad 23 minera utilizando la especie endémica Chuquiraga spinosa Lees, conocida como "Huamanpinta". Los limitados datos disponibles hicieron necesario la elaboración integral de un marco teórico referencial para abordar este vacío de conocimiento y avanzar en la comprensión de la aplicación de la "Huamanpinta" en el proceso de revegetación en un área del Proyecto Ariana. 1.4.2. Limitante temporal La investigación sobre la adaptabilidad de la especie Huamanpinta en el contexto del Proyecto Minero Ariana se ve considerablemente influenciada por diversas limitaciones temporales. Las medidas de estado de emergencia, instauradas en respuesta a la pandemia, han impuesto restricciones significativas, limitando el acceso a las instalaciones del proyecto y perturbando las actividades de campo previamente planificadas. Estos obstáculos han tenido un impacto sustancial en la ejecución de la investigación, alterando la continuidad y la secuencia temporal de las operaciones. Además, la demora en la entrega de resultados del laboratorio, atribuible a la elevada demanda de servicios tras la reapertura post pandemia, emerge como una limitante temporal significativa. Este retraso compromete la fluidez temporal de la investigación al afectar la velocidad con la que se procesan y entregan los resultados analíticos necesarios para avanzar en el estudio. La adaptabilidad del esqueje de la especie Huamanpinta al nuevo entorno plantea un desafío temporal crucial, debido al tiempo requerido para que se manifiesten cambios significativos en el esqueje y para evaluar de manera completa su capacidad de adaptación. Además, la fase experimental de esta investigación se llevó a cabo durante los meses de mayo a julio de 2022, un periodo caracterizado por una baja incidencia de precipitaciones. Sin embargo, es importante tener en cuenta que esta época del año se ve impactada por el cambio de estación, lo que dio lugar a heladas que pudieron afectar la fijación del biocarbón en el suelo y la adaptabilidad de la especie endémica en estudio. 1.4.3. Limitante espacial La ejecución de la investigación se llevó a cabo en el Proyecto Ariana, 24 situado en el paraje de Huancash, a unos 10 km del centro poblado del distrito de Marcapomacocha, en la provincia de Yauli, departamento de Junín. El acceso al Proyecto Ariana desde Lima se realiza mediante la Carretera Central hasta el km 119, en la altura del puente Chinchan. A partir de este punto, se toma un desvío, marcado como el inicio de la carretera afirmada Casapalca- Marcapomacocha. Luego, aproximadamente en el km 25 (zona Cuevas), se toma otro desvío hacia el oeste, recorriendo 10 km adicionales hasta alcanzar el área de desarrollo del estudio. El trayecto total desde Lima hasta el Proyecto Ariana es de aproximadamente 160 km, con un tiempo estimado de llegada de alrededor de 5 horas. 25 II. MARCO TEÓRICO 2.1. Antecedentes del estudio 2.1.1. Internacionales Chávez (2022), en su tesis titulada “Efecto del Biocarbón en el Cultivo de Tomate riñón (Solanum lycopersicum L.), Chaltura, Antonio Ante” desarrollada en Ecuador, tuvo como objetivo evaluar el efecto del biocarbón como enmienda combinada con dos tipos de fertilización: orgánica y química, sobre las propiedades químicas del suelo y el rendimiento del tomate riñón (Solanum lycopersicum L.) bajo invernadero. Las variables evaluadas fueron de materia seca, categoría de frutos y rendimiento (t ha-1). Además, se realizó un análisis de composición química del suelo de cada UE para evaluar la variación del pH, la capacidad de intercambio (CIC), y los macros y micro nutrientes. Los rendimientos obtenidos para cada tratamiento fueron de 1137.52, 132.30, 140.85 y 138.69 t ha-1 para FQ, FO, B+FQ, B+FO, respectivamente. Concluyéndose que el rendimiento con biocarbón optimo fue el de 30 % y que el rendimiento del cultivo con enmienda de biocarbón fueron superiores a su respectivo tratamiento de control. Así mismo se indica que “el uso de biocarbón combinado con la fertilización química mejoró la capacidad de intercambio catiónico (CIC), el pH y la biodisponiblidad de nutrientes e incrementó el rendimiento en el cultivo de tomate riñón (Solanum lycopersicum L)”. Santamaria y Rossignoli (2021), en su tesis titulada “Efecto de la aplicación de biocarbón sobre propiedades químicas de suelo y desarrollo y rendimiento de lechuga” desarrollado en Honduras, tiene como objetivo evaluar el efecto de las diferentes dosis de biocarbón en las propiedades químicas de suelo y desarrollo y rendimiento de lechuga. Para esta investigación se realizó la producción del biocarbón a partir de la quema (pirolisis) de la materia olote como materia prima, los cuales se han dispuestos en cinco tratamientos, de tres dosis de biocarbón (4.5, 9 y 13.5 t/ha), comparadas con un testigo comercial y un testigo absoluto, evaluándose el pH y la conductividad eléctrica del suelo, el contenido de clorofila (SPAD) en la planta , es peso fresco foliar y radicular y 26 rendimientos a los 14, 21, 28 y 35 días después del trasplante (DDT). Como resultado de esta investigación se tiene que la incorporación de biocarbón en dosis desde 4.5 a 13.5 toneladas por hectárea tuvo efecto en el peso fresco foliar de la lechuga únicamente a los 21 y 35 DDT siendo el BC-13.5 el que mayor efecto tuvo, y que tratamiento de 13.5 se generó un mayor efecto en el rendimiento del cultivo obteniendo 22.76 toneladas por hectárea en comparación a los tratamientos testigos. Mondragón, Medina, Sánchez y Núñez (2021), en su artículo titulado “Efecto de la aplicación de biocarbón en el rendimiento de maíz en Michoacán, México”, tuvo como objetivo evaluar el efecto del biocarbón en el rendimiento y la respuesta de variables agronómicas de un maíz comercial en Maravatío, Michoacán. El biocarbón que se utilizó se obtuvo de biomasa seca de olotes de maíz usando el método de pirólisis, el cual se aplicó en suelos arcillosos finamente triturado a tasas de 1% (T1), 2% (T2) y un control 0% (T0), las cuales fueron calculadas en base al peso del suelo de la capa arable (10 cm). Mientras que la dosis de fertilización para todas las parcelas fue de 200N-80P- 150K-30S. El diseño fue en bloques al azar con cuatro repeticiones de 9 m2 cada una. Los resultados indican un incremento en el rendimiento de 1.2 Mg ha-1 (T1) y 1 Mg ha-1 (T2), con respecto al control (T0). El peso de la mazorca, de grano por planta, olote y longitud de mazorca es mayor en el T1. La altura de la planta y diámetro de tallo fue mayor en T2. Se concluye que el biocarbón es una alternativa viable para aumentar la producción de maíz y favorece el desarrollo vegetativo de la planta en la región. Jomara et al. (2020), en su tesis titulada “Efectos del Biochar sobre el crecimiento y sobrevivencia de seis especies forestales con potencial uso para la restauración de suelos degradados” desarrollada en Nicaragua, tuvo como objetivo evaluar el efecto del biochar (en español biocarbón) sobre el crecimiento y sobrevivencia de plántulas de seis especies forestales con potencial uso para la restauración de suelos degradados. Las especies evaluadas fueron: Cedrela odorata L (Meliacea), Swietenia humilis Zuuc (Meliacea), Tabebuia rosea (Bertol.) DC. (Bignoniaceae), Cordia alliodora (Ruiz & Pav.) Oken (Boraginacea), 27 Guazuma ulmifolia Lam (Malvaceae), Crescentia alata (Bignoniaceae). El experimento consistió en colocar una planta por bolsa con 20 repeticiones de cada tratamiento en un diseño completamente aleatorizado (20 repeticiones x 6 especies x 5 dosis, n = 600). Las dosis de biocarbón aplicadas fueron: control, 0.25%, 5%, 10% y 20% en función del volumen de las bolsas. Las plantas fueron regadas a capacidad de campo una vez por semana y permanecieron en vivero durante 100 días. Se concluye que la especie que mejor respondió a todos los tratamientos y presentó los valores más altos en la mayoría de las variables fue G. ulmifolia, seguido de C. alata y C. odorata. Las plántulas produjeron mayor biomasa seca de tallo, hoja y total en suelo con 2.5% de biocarbón, mientras que produjeron mayor biomasa de raíz en el tratamiento de 10% biocarbón. Estos resultados coinciden con el hecho de que el biochar como enmienda de suelo tiene un gran potencial para ser usados en las prácticas de restauración ecológica de suelos degradados. 2.1.2. Nacionales Solisor (2021), en su tesis titulada “Efecto del Biochar del Eucalipto (Eucalyptus Globulus) en la mejora de la calidad de suelo y las características morfológicas del Rabanito (Raphanus Sativus) - Huánuco 2020”, tuvo como objetivo comparar el efecto del biochar del eucalipto (Eucalyptus globulus) para la mejora de la calidad del suelo y las características morfológicas del rabanito (Raphanus sativus). La metodología que se empleó para obtener la muestra fue el tipo de muestreo no probabilístico, siendo el muestreo intencionado o por conveniencia, usándose 15 bandejas; las 5 primeras contuvieron 15 kg de tierra pobre a las cuales se les evaluó las características físicas, químicas y a la vez se sembró el rabanito en este suelo; las otras 10 bandejas contuvieron 15 kg de sustrato cada una, con una concentración de biochar (en español biocarbón) al 15% para 5 bandejas y 30% para las otras 5,donde se sembró el rabanito y se evaluó por 45 días al final se tomaron las muestras de suelo por cada bandeja para corroborar si el biocarbón tuvo efecto en las propiedades fisicoquímicas del suelo. Se concluye que se logra demostrar que el biocarbón producido de eucalipto tiene un impacto significativo respecto a la calidad del suelo, para todos 28 los parámetros evaluados con excepción del Limo según el análisis mecánico del suelo este no se ve favorecido ni afectado. Los tratamientos tienen efectividad en los parámetros de calidad del suelo sin embargo el tratamiento del suelo con 30% de biocarbón de Eucalyptus globulus; tiene un mayor efecto en las características fisicoquímicas del suelo, ya que los parámetros en evaluación según la calidad de suelo analizada pasan de un promedio bajo a un promedio medio y alto. Loyola y Ochoa (2021), en su tesis titulada “Biochar de biomasa residual por Pirólisis Lenta para la germinación y crecimiento de la semilla del Prosopis limensis en el distrito de Cieneguilla”, tuvo como objetivo evaluar el biochar a partir de biomasa residual por pirolisis lenta para la germinación y crecimiento del Prosopis limensis (huarango) en el distrito de Cieneguilla. El Biochar (en español bicarbón) se obtuvo a partir de biomasa residual lignocelulósica proveniente del mantenimiento de áreas verdes públicas y privadas del distrito de Cieneguilla con la técnica de pirólisis lenta usando un reactor pirolítico de cortina de llamas, con la finalidad de usarlo como producto de enmienda en concentraciones de 0%, 10%, 20% y 30% sobre la germinación y características fenológicas de semillas de huarango. Primero para el uso del biocarbón se caracterizaron las propiedades física y químicamente las biomasas originales y el biocarbón obtenido en laboratorio. Luego las semillas de huarango fueron colocadas en sustratos con concentraciones de 0%, 10%, 20% y 30% en peso de biocarbón recién obtenido y biocarbón activado biológicamente y se colocaron en bolsas de almacigo de 2 kg en el vivero municipal, posteriormente se evaluaron las variables de germinación, crecimiento de plántulas, número de pinnas y longitud de raíz, determinándose que el biocarbón al 10% de concentración tuvo mejores respuestas en las plántulas de huarango. La concentración de carbono orgánico en el sustrato se incrementó tras la incorporación de biocarbón como producto de enmienda. Huerta (2019), en su tesis titulada “Influencia del Biocarbón elaborado con residuos sólidos orgánicos sobre la calidad y producción del cultivo de la papa en el centro experimental ecológico de Tuyu Ruri, noviembre 2018 a abril 2019”, 29 tuvo como objetivo determinar la influencia del biocarbon con residuos orgánicos sobre la calidad del cultivo de la papa en el Centro Experimental Ecológico (CEE) de Tuyu Ruri. La investigación fue experimental y la población estuvo representada por el cultivo de la papa del CEE de Tuyu Ruri. En tanto la muestra fue representada por el cultivo de la papa tratada con diferentes porcentajes de biocarbón elaborado con residuos orgánicos (5% ,10% y 15%) y muestras en blanco (0%), las cuales todas poseían cuatro repeticiones. Los resultados obtenidos se indica que el biocarbón generado de los residuos sólidos orgánicos proporcionan nutrientes, elementos que influencian en las características al suelo; así mismo también se indica que el cultivo tratado con biocarbón evidencio mejoras significativas en la altura, el estado fitosanitario, la cantidad y peso de las papas obtenidas teniéndose como uno de sus mejores tratamientos el de porcentaje de biocarbón al 10 %. En ese sentido se concluyó que el biocarbón producido mediante los residuos sólidos orgánicos, influenció en la mejora de la calidad y producción del cultivo de la papa en el CEE de Tuyu Ruri. Lloclla (2019), en su tesis titulada “Evaluación del efecto de biocarbón obtenido a partir de residuos sólidos orgánicos del mercado central de Tumbes sobre la germinación y crecimiento de plantones de especies forestales Ceiba trichistandra y Bursera graveolens en etapa de vivero”, tuvo como objetivo evaluar el efecto del biocarbón producido a partir de residuos sólidos orgánicos del mercado modelo de Tumbes sobre la germinación y el crecimiento de plantones forestales de Ceiba trichistandra y Bursera graveolens. Para la elaboración del biocarbón se recolectaron residuos sólidos orgánicos del mercado modelo de Tumbes, los cuales fueron secados, molidos y tamizados, para su producción se utilizó el método de pirolisis lenta en un horno tubular, usando una proporción de 1 en 3 (residuo tamizado - agua); logrando una eficiencia de 24,4%. Luego se prepararon bolsas de 400 g de sustratos elaborados a partir de la mezcla de tierra de chacra y biocarbón en concentraciones del 0% (testigo), 5% y 10 %. Como resultados se obtuvo que la especie Ceiba trichistandra germinó 20% más en el sustrato con la presencia de biocarbón comparado con el testigo, por lo que la presencia de biocarbón tuvo efecto positivo en la germinación de esta especie. 30 2.2. Bases Teóricas 2.2.1. El biocarbón Según IBI (2013), indica que el biocarbón es un material sólido obtenido de la conversión termoquímica de biomasa en un ambiente limitado en oxígeno. El biocarbón se puede utilizar como producto en sí mismo, o como ingrediente dentro de un producto mezclado, con una variedad de aplicaciones como agente para mejorar el suelo, mejorar la eficiencia en el uso de recursos, remediar y/o proteger contra una contaminación ambiental. El biocarbón es una sustancia porosa y de grano fino, el cual se produce mediante la combustión de biomasa en condiciones de limitación de oxígeno (Sohi et al. 2009). El biocarbón es un sólido rico en carbono formado a partir de residuos orgánicos trasformado mediante el proceso del pirólisis. La productividad del biocarbón depende del tipo de materia prima y de las condiciones de pirólisis (Babalola et. al, 2019). Desde el punto de vista aplicativo, el biocarbón se define como una enmienda del suelo debido a sus propiedades físicas, químicas y biológicas y a sus interacciones con el suelo y la planta, capaz de incrementar el rendimiento de los cultivos (Guerra, 2015). Figura 1 Biocarbón obtenido de residuos orgánicos. 31  Características Una característica importante del biocarbón, es de formar estructuras orgánicas de C, que se forman durante el proceso de pirólisis y estas son clave para las propiedades del biocarbón con respecto a la mineralización o adsorción. Por lo tanto, el biocarbón suele estar enriquecido en C y más aún en fósforo (P) u otros metales como calcio (Ca), magnesio (Mg) y en ocasiones nitrógeno (N). (Lehmann y Joseph, 2015). La presencia de biocarbón en la capa superior del suelo tiene un resultado sustancial en el entorno natural, la profundidad, la porosidad, la textura afectada, la estructura, la consistencia y en todo el proceso de alteración de la distribución del tamaño de los poros, el área de superficie, los empaquetamientos, la distribución del tamaño de las partículas y la densidad aparente (Josko et al., 2013 citado por Babalola et al., 2019). La cualidad del biocarbón como enmienda del suelo, es su estructura altamente porosa potencialmente responsable de una mejor retención de agua y una mayor superficie del suelo. La adición de biocarbón al suelo también se ha asociado con una mayor eficiencia en el uso de nutrientes, ya sea a través de los nutrientes contenidos en el biocarbón o mediante procesos fisicoquímicos. (Sohi et al., 2009). El biocarbón se ha usado de diferentes maneras como mejorador de suelos, entre las que se encuentran: mejorar la retención de agua y nutrientes en el suelo, aumentar la productividad de los cultivos, aumentar la calidad del suelo; también actúa como un retenedor del dióxido de carbono en el suelo (Aponte y Rodríguez, 2021). El biocarbón es muy eficaz para mejorar el suelo al proporcionar nutrientes a las plantas, por ejemplo, el secuestro de C (Wang et al., 2018). El biocarbón produce una mejora de las propiedades físicas, químicas y biológicas del suelo. Aquello se puede observar en el aumento de la disponibilidad de nutrientes para las plantas; en parte por la mejora de la capacidad de intercambio catiónico en el suelo (CIC) y la estimulación de los 32 procesos biológicos que permiten mejorar la estructura del suelo, la capacidad de almacenamiento de agua y otros factores ambientales (Fowles, 2007 citado por Huertas, 2017).  Propiedades El biocarbón puede afectar el pH del suelo, la capacidad de intercambio catiónico (CIC), el contenido de C, la disponibilidad de nitrógeno (N) y fósforo (P) para uso de la planta. pH: La aplicación de biocarbón aumenta el pH del suelo, pero su efecto depende del pH del biocarbón y su valor de encalado, que se asocia con su alto contenido de cationes base (potasio, calcio y magnesio) y alcalinidad. También se puede atribuir a la disminución de los iones intercambiables de aluminio (Al) e hidrógeno (H) en el suelo, debido a su adsorción en la superficie del biocarbón (Syuhada et al., 2016). También podría ocurrir una reducción de la concentración de aluminio en el suelo a través de la quelación de este elemento con compuestos orgánicos del biocarbón y explicar el aumento del pH en el suelo ácido. Para suelos alcalinos, la combinación de biocarbón y fertilizante mineral podría ser una estrategia más eficiente que la adición de biocarbón solo para evitar un aumento significativo del pH del suelo que limita la disponibilidad de nutrientes para las plantas (Chathurika et al., 2016). Capacidad de Intercambio Catiónico (CIC): En general, las enmiendas de biocarbón provocan una mejora de la CIC en suelos con baja fertilidad. La disponibilidad de nutrientes catiónicos en el suelo se puede aumentar debido a los grupos funcionales carboxílicos y fenólicos en el biocarbón, promoviendo una fuerza de atracción electrostática de cargas positivas en la superficie del biocarbón. La interacción entre la materia orgánica del suelo y la modificación del biocarbón podría explicar los diferentes efectos del biocarbón en la CIC del suelo (Gul et al., 2015). Nitrógeno (N): La disponibilidad de N en el suelo se ve afectada por el tipo de enmienda de biocarbón. Sus propiedades fisicoquímicas pueden influir 33 en los mecanismos abióticos (adsorción / desorción) y mecanismos bióticos como la mineralización, la inmovilización, la nitrificación, la desnitrificación y la fijación biológica de N2 al promover microorganismos fijadores de nitrógeno en el suelo, como los rizobios (Lévesque et al., 2018). El biocarbón generalmente redujo el nitrógeno inorgánico en el suelo por diferentes factores que influyen después de la modificación del biocarbón, como el tiempo de residencia del biocarbón en el suelo, la fuente de fertilización, las propiedades del suelo (la textura y el pH), la tasa de aplicación de biocarbón, el uso de materia prima y las condiciones de pirolisis, el área de superficie, la CIC y la materia orgánica contenido de carbono del biocarbón. Además, se debe considerar la conductividad eléctrica (CE) y los tamaños de partículas del biocarbón, la relación C/N de fertilizante orgánico combinado con biocarbón y el contenido de materia orgánica (Nguyen et al. 2017). Fósforo (P): La disponibilidad de P en el suelo también se ve afectada directa e indirectamente por las enmiendas de biocarbón a través de diferentes mecanismos como la adsorción versus desorción, precipitación versus solubilización y mineralización versus inmovilización. El contenido de P en el biocarbón puede suministrar P directamente en el suelo (Chathurika et al. 2016), pero varía según la materia prima utilizada, y el efecto del biocarbón difiere con la concentración inicial de P en la solución del suelo. El contenido de disponibilidad de P en el biocarbón aumenta con el aumento de la temperatura de pirolisis. Sin embargo, puede ocurrir una pérdida significativa de P cuando la temperatura de pirolisis es superior a 700 ° C, lo que limita la entrada de P en el suelo. El contenido de P en el biocarbón puede ser oxidado por el contenido de aluminio y hierro del suelo, lo que permite una mayor disponibilidad de P en los suelos. Debido a que el biocarbón puede aumentar el pH del suelo, también puede aumentar indirectamente la mineralización de P en el suelo mediante la estimulación de la actividad enzimática extracelular producida por las raíces de las plantas como la fosfatasa alcalina y por microorganismos solubilizadores de P que viven en el suelo (Chathurika et al. 2016). Sin embargo, debido a la 34 alcalinidad y al calcio (Ca), magnesio (Mg) y hierro (Fe) intercambiables en su superficie, el biocarbón puede reducir la disponibilidad de P en el ambiente del suelo al promover la precipitación o sorción de P en su superficie. 2.2.2. Producción del biocarbón El biocarbón es un producto que se obtiene a partir de diferentes tipos de biomasa tales como la corteza de madera de pino, bambú, residuos orgánicos y vegetales, estiércol humano, estiércol de aves de corral, entre otros (Aponte y Rodríguez, 2021). Existen diversos métodos para la producción de biocarbón, principalmente se consideran las tecnologías termoquímicas para transformar la biomasa, estas pueden estar clasificadas en pirólisis lenta que produce un 35 % de biocarbón, pirólisis moderada que produce un 20 %, pirólisis rápida produce cerca del 12% de biocarbón y la pirólisis por gasificación del 10 al 20%; teniéndose que, mientras la combustión sea más lenta mayor será su porcentaje de biocarbón. (Amonette, 2009, citado por Chávez, 2022). El proceso de la pirólisis lenta es el método más adecuado y usado para producir biocarbón. La pirólisis lenta de la biomasa se suele utilizar con el objetivo de tener un mejor rendimiento del producto sólido (biocarbón) generado en el proceso (Gao et al., 2019). 2.2.3. El biocarbón como enmienda en el suelo El biocarbón como enmienda modifica la porosidad del suelo y aumenta la superficie del suelo. En consecuencia, una mezcla de suelo/biocarbón tiende a mostrar una mayor capacidad de retención de agua que el suelo no modificado (Basso et al., 2013). Por lo tanto, las características hidrológicas del suelo, como la capacidad de agua disponible, la retención de humedad del suelo y la conductividad hidráulica, mejoran mediante la modificación del biocarbón (Abel et al. 2013). El biocarbón en el suelo es muy estable y tiene el potencial de incrementar 35 directamente la capacidad de retención de agua a largo plazo, a través de su naturaleza a menudo porosa. También tiene cenizas que son fuentes de fósforo, potasio y otros elementos que pueden estar en formas más solubles y accesibles que en la materia prima no pirolizada (Trazzi et al., 2018). Según Lehmann y Joseph (2015), el biocarbón como enmienda no solo mejora la productividad de los cultivos a través de mejoras en la disponibilidad de nutrientes del suelo, propiedades físicas del suelo y específicamente relaciones hídricas o interacciones planta-microbio; sino que también a la remediación del suelo. El valor potencial del biocarbón en un suelo particular está relacionado en primera instancia con propiedades que también pueden abordarse mediante la adición de otra materia orgánica como el compost o el estiércol, aunque con matices importantes. 2.2.4. Efecto del biocarbón para el desarrollo de una planta La enmienda de biocarbón ha mostrado un efecto positivo en el crecimiento de las plantas. Un análisis de 371 estudios independientes y de 114 artículos publicados encontró que la enmienda de biocarbón aumentó la productividad de las plantas y el rendimiento de los cultivos en diferentes suelos y ambientes climáticos (Biederman y Harpole 2013). Por ejemplo, la adición de biocarbón de arce al 5%, 10% y 15% (v/v) en un medio de cultivo hortícola fertilizado al 100% del nivel recomendado, incrementó la productividad de la planta en comparación con el control sin biocarbón tras 63 días de trasplante. La aplicación de biocarbón puede aumentar la contribución de carbono y reducir la lixiviación de nutrientes en el suelo. La liberación al suelo de compuestos orgánicos no lácteos asociados al biocarbón podría interactuar con las raíces de las plantas y estimular el crecimiento de las plantas y los mecanismos de defensa (Kolton et al. 2017), pudiendo influir en la abundancia de microorganismos del suelo por su interferencia en la transmisión de señales entre plantas y microorganismos. Por lo tanto, puede afectar a las bacterias involucradas en el crecimiento de las plantas y a las de la resistencia de las plantas y las infecciones de las raíces por hongos micorrícicos arbusculares (Elad et al. 2010). 36 2.2.5. Huamanpinta (Chuquiraga spinosa Lees.) La Huamanpinta, perteneciente al género Chuquiraga, se compone de 20 especies distribuidas a lo largo de los valles interandinos. Se caracteriza por ser una planta silvestre que alcanza una altura de entre 60 y 120 centímetros. Su tallo es nudoso y presenta espinas muy finas. Las hojas son lanceoladas y uninervias, con una longitud de aproximadamente 15 mm, terminando en pequeñas espinitas. Las flores, de color rojo, están dispuestas de manera que los pétalos se superponen, formando una estructura similar a un chupetín (Cabezas et al., 2018). Figura 2 Chuquiraga Spinosa Lees. “Huamanpinta” 2.2.6. Hábitat y distribución geográfica Entre los nombres comunes más ampliamente utilizados para referirse a esta planta se encuentran "Huamanpinta", "Huancaspita", "Jari-jari", "Laulinco", 37 "Llaulli" y "Paszapamaquin". Esta especie se distribuye en diversos valles de la sierra peruana, abarcando altitudes que oscilan entre los 3000 y 4500 msnm. Asimismo, se extiende a lo largo de la cordillera de los Andes, desde Colombia hasta Argentina. En el territorio peruano, específicamente por encima de los 3000 msnm, se han identificado cinco especies de jalca y puna, siendo dos de ellas endémicas. Forma parte de la vegetación propia de la jalca, cuya restricción manifiesta una tendencia a desaparecer; por lo que es necesario preservarla. Además, se encuentra en los departamentos de Huancavelica, Junín, Huánuco y Ancash (Chávez et al. 2011,citado por Meza, 2022). La especie chuquiraga se ha encontrado en diferentes localidades de Ayacucho como Quinua, Chiara, Vinchos; en la provincia de Cangallo en el distrito de Totos, por encima de los 3000 msnm. Esta especie habita en zonas escarpadas y pedregosas, se presenta en una zona donde predomina la vegetación de Calamagrostis vicunarum, Dissanthelium sp, etc. Su zona de vida es el bosque húmedo montano subtropical también se le encuentra entre el límite de la zona de vida ya mencionada y el páramo muy húmedo subandino subtropical (Aquino, 2018). 2.2.7. Distribución taxonómica De acuerdo a la taxonomía de fanerógamas peruanas (Mostacero y Mejía, 1993 citada por Puente y Vilcayauri, 2018), la Huamanpinta es una “planta semileñosa de 1 a 1.5 metros de alto; de tallo muy ramificado, densamente folioso. Las hojas de disposición uniformemente alternas simples enteras, de pecíolo corto de forma aovada con borde entero, con una longitud de 1.5 mm de diámetro, de color verde intenso y brillante, con espinas axilares. Flores de color amarillo-anaranjado, con anteras sagitadas, corolas bilabiadas; una de sus características más sobresalientes es por la partidura del disco del capítulo. Inflorescencia en cabezuela o capítulos rodeados de tres hileras de brácteas involucradas con numerosas flores, sésiles, dispuestas en las axilas de las hojas. A continuación, se indica la clasificación taxonómica según Sánchez y Anicama (2020) 38 Reino: Plantae Clase: Magnoliopsida Orden: Asterales Familia: Astereceae Género: Chuquiraga Especie: Chuquiraga spinosa Nombre Común: “Huamanpinta” 2.3. Marco conceptual 2.3.1. Efecto del biocarbón como enmienda orgánica El biocarbón incorporado al suelo como enmienda orgánica, altera las propiedades biológicas y físicas del suelo, debido tiene un impacto en los procesos fundamentales como la degradación de la materia orgánica, el ciclo de nutrientes y la capacidad del suelo para retener agua. Sin embargo, todavía se desconocen en gran medida los mecanismos que intervienen en el suelo cuando se modifica con biocarbón. Además de mejorar la calidad del suelo y aumentar el rendimiento de los cultivos, se ha demostrado que el biocarbón también puede contribuir a mitigar el cambio climático al permitir la retención de carbono en el suelo durante miles de años y reducir las emisiones de óxido nitroso del suelo (Rebolledo et al. 2016). Además del efecto de la enmienda del biocarbón sobre las propiedades del suelo, este también tiene un efecto sobre el estado microbiano y nutricional del suelo dentro de la zona de raíces de la planta al cambiar las propiedades físicas del suelo, aumentando la eficiencia del uso de nutrientes y agua y la productividad de los cultivos. Teniéndose que la aplicación de biocarbón como enmienda de forma directa aumenta el valor del pH del suelo lo que podría cambiar la forma de los nutrientes y facilitar la adsorción de algunos elementos de la raíz. Mientras que de su efecto de forma indirecta de la capacidad de intercambio catiónico retiene el agua y nutrientes. En general, las mejoras de las propiedades del suelo podrían aumentar directa o indirectamente el contenido y 39 la disponibilidad de nutrientes y disminuir la lixiviación de nutrientes, que se conocen como mecanismos para el aumento de la fertilidad del suelo (Ding et al., 2016 citado por Gamboa, 2021). El biocarbón como enmienda también puede mejorar la estructura de los suelos a través de la mejora del crecimiento de las plantas por encima y por debajo del suelo influencia en el área de las raíces y en la actividad de los microorganismos del suelo. Adicionalmente, el biocarbón mejora la agregación y aumenta la conductividad hidráulica saturada de las tierras de cultivo principalmente a través del aumento del contenido de Ca en el suelo; sin embargo, los efectos del biocarbón en las propiedades fisicoquímicas de los suelos degradados varían según el tipo de suelo y de materia prima del biocarbón, la tasa de aplicación y el envejecimiento del biocarbón con el suelo (Apaza y Díaz, 2022). En ese sentido como definición conceptual se propone, que el efecto del biocarbón como enmienda en el suelo, modifica su estructura y sus propiedades físicas, químicas y biológicas, lo que influye en la eficiencia de nutrientes en las raíces de las plantas mejorando el rendimiento de cultivos. 2.3.2. Adaptabilidad de la especie endémica Huamanpinta La “adaptabilidad” dicho de un ser vivo, tiene la definición de acomodarse a las condiciones de su entorno (RAE, 2020). Otra definición de la “ Adaptación de plantas” es considerado como un mecanismo natural que permite la conservación y reproducción de especies expuestas a situaciones medioambientales estresantes, la adaptación se refiere a cambios estructurales y funcionales que se manifiestan en forma duradera y son heredables (Alviz, 2015). Estudios como Zhu et al. (2022) muestran que las propiedades fisicoquímicas del suelo, influyen la adaptación microbiológica. De igual manera Wu et al. (2022) concluye que las características microbiológicas alteradas por agentes externos influyen en la adaptabilidad de las plantas. Uno de los factores que se requiere para la adaptación de las plantas, es 40 que el suelo debe ser suelto, suave y friable, permitiéndose así el desarrollo de la raíz, sin obstrucción, mecánica, teniéndose que los poros deben ser de tal volumen y distribución de tamaños que permita el ingreso del agua de lluvia o de riego, almacenar una cantidad suficiente de agua aprovechable para el cultivo (Prado, 2004). Este factor se puede logar con la adición del biocarbón como enmienda en el suelo, debido a que lo modificar su estructura convirtiéndola en un suelo altamente poroso, que es la responsable de una mejor retención de agua y una mayor superficie del suelo (Sohi, et. al, 2009). Según Carrasco y Ortiz (2011), nos indican que la condición física de un suelo determina su capacidad de sostenimiento, la facilidad para la penetración de las raíces, la circulación del aire, la capacidad de almacenamiento de agua y de drenaje y la retención de nutrientes, entre otros que van a definir la influencia sobre el crecimiento y el desarrollo de las plantas. Por lo tanto, se plantea como una definición conceptual que la adaptabilidad de una planta puede darse cuando las propiedades fisicoquímicas del suelo influyan en la adaptación microbiológica de estas. 2.4. Definiciones de términos básicos Adaptabilidad: Es la cualidad de las personas o cosas (no sería mejor decir seres) de tener capacidad de adaptación (Calvo, 2019). Actinomicetos: Grupo de bacterias de aspecto bacilar o filamentoso que según el medio de desarrollo forman bacilos aislados o largos filamentos con aspecto de micelios fúngicos, por lo que han sido considerados mucho tiempo como hongos (Dicciomed, 2022). Adaptación: Una adaptación biológica, es un proceso fisiológico o rasgo morfológico o del comportamiento de un organismo que ha evolucionado durante un período mediante la selección natural de tal manera que incrementa sus expectativas a largo plazo para reproducirse con éxito. (Calvo, 2019). Adecuación de suelo: Es una actividad compleja por la serie de factores que intervienen, teniéndose proveer al suelo las condiciones apropiadas para que las plantas se puedan desarrollar sobre estos (Grillo et al., 1981) 41 Bacterias: Microorganismo unicelular sin núcleo diferenciado, algunas de cuyas especies descomponen la materia orgánica, mientras que otras producen enfermedades (RAE, 2020). Biocarbón: Es un subproducto rico en carbono (C) producido por la degradación térmica de los desechos de biomasa vegetal en condiciones de oxígeno limitado y ha recibido atención en los últimos 20 años (Fan et al. 2018). Biocarbón como enmienda del suelo: El biocarbón es un material rico en carbono y, resistente a la descomposición. Es incorporado como enmienda al suelo para mejorar su calidad, puesto que ha influido positivamente sobre sus propiedades físicas, químicas y bióticas, mejorando los contenidos de materia orgánica, aireación, textura, retención de humedad, y disponibilidad de elementos químicos nutritivos para las plantas (Concilco et al. 2018). Biochar: La palabra inglesa biochar (en castellano el término todavía no reconocido por la RAE sería biocarbón, por lo que de aquí en adelante se ha utilizado el sustantivo en inglés) es un término de reciente aparición (Jomara et al., 2020). Biomasa: Es la cantidad de materia que existe en un determinado ecosistema por unidad de superficie o de volumen. Esta biomasa puede emplearse para estimar las cantidades potenciales de diversos productos y combustibles (Meza, 2015). Enmiendas de suelos: Para mejorar la calidad de los suelos y, disminuir la degradación y contaminación; se viene utilizando la aplicación de enmiendas, por su alto contenido de materia orgánica, microorganismos, bacterias y micro elementos estos actúan sobre los cambios en la estabilidad estructural y aumentan la capacidad de almacenamiento de agua de los suelos enmendados (Damian Suclupe et al. 2018). Esqueje: Es un fragmento de planta, normalmente un corte del tallo, que se ha obtenido de una planta sana y adulta con el objetivo de reproducirla o incluso injertarla en otra para que se desarrolle (FGN. ,2020). Hongos: Ser vivo heterótrofo, carente de clorofila, hojas y raíces, que se 42 reproduce por esporas y vive parásito, en simbiosis o sobre materias orgánicas en descomposición (RAE, 2020). Pirólisis: Es un proceso de descomposición termoquímica donde la materia orgánica es convertida en un sólido rico en carbono y en materia volátil, mediante calentamiento en condiciones de bajo contenido O en ausencia de oxígeno (Huerta, 2019). Revegetación: Se considera un tipo de reclamación, ya que su objetivo es restablecer la cobertura vegetal, que podrá ser de sólo una especie o unas pocas especies (SER 2004). 43 III. HIPÓTESIS Y VARIABLES 3.1. Hipótesis Hipótesis general El efecto del biocarbón como enmienda orgánica del suelo permite la adaptabilidad de la especie endémica Huamanpinta (Chuquiraga spinosa Lees.) en el Proyecto de Exploración Minera Ariana, Junín. Hipótesis especificas  Las dosis de biocarbón como enmienda orgánica mejora significativamente las propiedades fisicoquímicas del suelo.  Las dosis de biocarbón como enmienda orgánica mejora significativamente la presencia de microorganismos en el suelo.  Las dosis de biocarbón como enmienda orgánica influyen significativamente en la adaptabilidad de la especie endémica Huamanpinta (Chuquiraga spinosa Lees.). 44 3.1.1. Operacionalización de la variable Tabla 1 Matriz de Operacionalización de variables VARIABLE DEFINICIÓN CONCEPTUAL DEFINICIÓN OPERACIONAL DIMENSIONES INDICADORES UNIDADES MÉTODO TÉCNICA V1: (Independiente) Efecto de biocarbón como enmienda orgánica “El biocarbón es un material rico en carbono y resistente a la descomposición. Es incorporado como enmienda al suelo para mejorar su calidad, puesto que ha influido positivamente sobre sus propiedades físicas, químicas y bióticas, mejorando los contenidos de materia orgánica, aireación, textura, retención de humedad, y disponibilidad de elementos químicos nutritivos para las plantas (Concilco et al., 2018)”. El biocarbón como enmienda orgánica se aplica en función de diferentes dosis en el suelo para medir el efecto de la adaptabilidad de la especie Chuquiraga spinosa Lees. D.1 Dosificación de Biocarbón/ Suelo Cantidad de dosis de biocarbón en el suelo Hipotético- deductivo Observación experimenta l participante Tratamiento 1 (0%) Tratamiento 2 (5%) Tratamiento 3 (10%) Tratamiento 4 (15%) V2: (Dependiente) Adaptabilidad de la especie endémica Huamanpinta (Chuquiraga spinosa Lees.) Es la capacidad de la especie endémica Huamanpinta (Chuquiraga spinosa Lees.) a adaptarse o adecuarse a los suelos por encima de los 3000 msnm. (Aquino, 2018). La adaptabilidad se medirá en función a la mejora de las propiedades fisicoquímica y microbiológicas del suelo, así como la adaptación en función de índices de supervivencia. D.1 Propiedades fisicoquímicas del suelo pH Unid. CE (dS/m) CaCO3 % M.O % P (ppm) K (ppm) Arena (%) Limo (%) Arcilla (%) CIC Unid. Ca+2 meq/100g Mg+2 meq/100g k+1 meq/100g 45 VARIABLE DEFINICIÓN CONCEPTUAL DEFINICIÓN OPERACIONAL DIMENSIONES INDICADORES UNIDADES MÉTODO TÉCNICA Na+1 meq/100g D.2 Propiedades Microbiológicas Bacterias (UFC/g suelo) Hongos (UFC/g suelo) Actinomicetos (UFC/g suelo) D.3 Índices de adaptabilidad Estado de supervivencia Nominal Número de hojas Unid. Coloración de hojas Nominal Presencia de espinas Nominal Coloración de espinas Nominal Altura Unid. Estado de Vigorosidad Nominal 46 IV. METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN 4.1. Tipo y diseño de investigación La investigación realizada es de tipo aplicada, debido a que se basó en conocimientos de investigaciones básicas que se han revisado, en busca de solucionar un problema (Ñaupas et al., 2014). Es por eso que, por medio de este tipo de investigación, se buscó evaluar la adaptabilidad de la especie endémica Chuquiraga spinosa Lees., conocida como "Huamanpinta", mediante la aplicación del biocarbón como enmienda orgánica del suelo. Por otra parte, esta investigación es de nivel explicativo y de un diseño experimental, ya que el investigador va a manipular las condiciones de la investigación para comprobar los efectos de una intervención específica (Ñaupas et al. 2014). En este tipo de estudios, el investigador tiene un papel activo al llevar a cabo la intervención. Esta investigación es de enfoque cuantitativo, debido a que se utilizó métodos y técnicas relacionadas a la medición, la observación, muestreo, estadística descriptiva e inferencial; con la finalidad de validar las hipótesis planteadas (Ñaupas et al. 2014). 4.2. Método de investigación El método es hipotético- deductivo. Este tipo de método ha sido uno de los que más resultados han dado. Aplica la observación de fenómenos y se elaboran las hipótesis y se diseña el experimento, con el fin de reproducir el objeto de estudio, controlando el fenómeno para probar la validez de las hipótesis (Behar, 2008). En este método, el investigador interviene en el objeto de estudio, ya sea de manera directa o indirecta, con el fin de modificarlo y crear las condiciones necesarias que permitan revelar sus características fundamentales y sus relaciones esenciales. Para la evaluación de las hipótesis se plantea una serie de procedimientos experimentales como se muestra en la Figura 3. 47 Figura 3 Etapas de la Metodología de Investigación. Figura 4 Actividades para cada etapa de estudio. ETAPAS 1° ETAPA: Producción del biocarbón con residuos sólidos orgánicos 2° ETAPA: Evaluación de la fitotoxicidad del biocarbón mediante bioensayos de germinación de la lechuga 3° ETAPA: Preparación del terreno y plantación de esquejes 4° ETAPA: Evaluación del efecto del biocarbón en la adaptabilidad de la especie huamanpinta ACTIVIDADES POR ETAPAS 1er ETAPA: Producción del biocarbón con residuos sólidos orgánicos Recolección de los residuos orgánicos Elimación de la humedad de los residuos orgánicos Secado de los residuos orgánicos a T° ambiente Pesaje de los residuos orgánicos Carbonización de los residuos orgánicos en horno de doble tamblor Retiro de biocarbón generado en el horno de doble tambor Enfriamiento del biocarbón Trituración del bicarbón Homogenización el biocarbón Toma de muestra del biocarbón y caracterización 2da ETAPA: Evaluación de la fitotoxicidad del biocarbón mediante bioensayos de germinación de la lechuga Tamizado de arena, biocarbón y estiércol Mezcla de arena, biocarbón y estiércol en recipientes Añadir agua destilada por goteo Plantar semillas de lechuga en los recipientes que contienen la mezcla Realizar mediciones en las plantas germinadas Registrar datos 3era ETAPA: Preparación del terreno y plantación de esquejes Acondicionamiento del terreno para las plantaciones Toma de muestra y caracterización del suelo Preparación del suelo con biocarbón y estiércol Plantación de esquejes Riego por goteo 4ta ETAPA: Evaluación del efecto del biorcabón en la adaptabilidad de la especie huamanpinta Efecto en las propiedades fisicoquimicas del suelo Efecto en las propedades microbiologicas del suelo Efecto en las propedades microbiologicas del suelo 48 4.2.1. Producción de biocarbón con residuos orgánicos Para la producción de biocarbón se ha tenido en cuenta experiencias internacionales, en las cuales se ha producido biocarbón a partir de distintos tipos de estiércol, residuos orgánicos, restos de poda, huesos de animales, etc. En el marco de la presente investigación, para obtener biocarbón, se emplearon los residuos sólidos orgánicos generados en el comedor del Proyecto Minero Ariana, empleándose un horno de doble tambor de cilindros metálicos para el proceso de carbonización. Figura 5 Procedimiento para la producción de biocarbón. Inicialmente se recolectaron los residuos sólidos orgánicos (restos de comida) generados en el comedor de la minera. Seguidamente, se llevó a cabo la reducción de la humedad, se introdujo los residuos en el horno de doble tambor durante un tiempo promedio entre 30 y 40 minutos, controlando cuidadosamente la temperatura del horno para evitar la carbonización. 1. Recolección de los residuos orgánicos 2. Reducción de la humedad de los residuos orgánicos por medio del horno de doble tambor 3. Secado de los residuos orgánicos a T° ambiente 4. Pesaje de los residuos orgánicos 5. Carbonización de los residuos orgánicos en horno de doble tamblor 6. Retiro de biocarbón generado en el horno de doble tambor 7. Enfriamiento del biocarbón 8.Trituración del biocarbón 9. Homogenización del biocarbón 10. Toma de muestra del biocarbón para su caracterización 49 Figura 6 Reducción de la humedad de los residuos orgánicos. Después de reducir parcialmente la humedad, los residuos fueron retirados del horno de doble tambor y dispuestos sobre una superficie plástica durante un período de 12 días. Esta medida tenía como objetivo permitir que los residuos continuaran eliminando humedad de forma natural a temperatura ambiente, con un monitoreo diario para verificar la pérdida de agua de los residuos. Esto es esencial, dado que las condiciones climáticas de baja temperatura y humedad en la zona desempeñan un papel crucial en esta fase de secado. Al término de estos 12 días, los residuos lograron reducir su contenido de humedad en un rango que varió entre 8.3% y 52.4%, respecto al peso inicial de los residuos. 50 Figura 7 Secado a temperatura ambiente de los residuos orgánicos. Figura 8 Control del peso diario de los residuos orgánicos recolectados. Los residuos orgánicos deshidratados fueron introducidos al horno de doble tambor, en cuyo interior se coloca 10 kg de madera a fuego lento manteniendo una temperatura controlada (500 °C a 550 °C), después de 2.30 horas se llega a obtener el biocarbón. 51 Figura 9 Producción de biocarbón en el horno de doble tambor. Después de la obtención del biocarbón, se retiró del horno de doble tambor y se extendió sobre una superficie para su enfriamiento durante un período de 2 horas a temperatura ambiente. Figura 10 Retiro del biocarbón producido. 52 Luego, se llevó a cabo la trituración del biocarbón obtenido, con el fin de homogenizar su tamaño en partículas finas. Este biocarbón se almacenó en bolsas para su utilización en las pruebas experimentales. Figura 11 Homogenización del biocarbón. En el proceso de producción de biocarbón, de un total de 123.863 Kg de residuos orgánicos recolectados, se ha logrado obtener 20.169 Kg de biocarbón, con un 16,3% de rendimiento del proceso de carbonización. Posteriormente, a partir del biocarbón producido, se llevó a cabo una toma muestra por duplicados y se analizaron las características fisicoquímicas, como el pH, Conductividad eléctrica CE. (dS/m), materia orgánica (% M.O.), Nitrógeno (% N), Óxido de fósforo (% P2O5), Óxido de Potasio (% K2O), Óxido de calcio (% CaO), Mg (%), Ca+2 (%), Na+1 (%) y Capacidad de intercambio catiónico CIC. (meq/100g). También se realizó el análisis elemental como C (%), O (%), H (%), N (%), S (%). El análisis de la caracterización del biocarbón se realizó en los laboratorios de la Universidad Nacional Agraria La Molina. Ver Anexo 5.1 53 4.2.2. Evaluación de la fitotoxicidad del biocarbón mediante bioensayos de germinación de semillas de lechuga Se llevaron a cabo bioensayos de fitotoxicidad utilizando semillas de lechuga (Lactuca sativa), arena, estiércol y diferentes dosis de biocarbón. Estos bioensayos tuvieron como objetivo descartar algún posible efecto tóxico del biocarbón sobre el desarrollo de las plantas y determinar la dosificación adecuada de biocarbón para aplicar en el suelo, mejorando así sus características y favoreciendo la adaptabilidad de la especie endémica en estudio. Para llevar a cabo la evaluación de toxicidad, se tamizó la arena, el biocarbón y el estiércol a un tamaño de partícula de 3 mm. Luego, estos materiales se mezclaron en recipientes de 500 g siguiendo el diseño preestablecido en la matriz experimental mostradas en la (Tabla 2). Posteriormente, se agregó 15 ml de agua destilada a cada mezcla y se sembraron 8 semillas de lechuga en cada recipiente de manera aleatoria. Las muestras se mantuvieron en condiciones de oscuridad durante un período de 10 días en un entorno con calefacción para favorecer las condiciones de germinación, la frecuencia del riego dependía de la humedad de cada tratamiento. Después de ese período, se recopilaron los datos de medición de la radícula y el hipocótilo de las plantas de lechuga. Esta preparación de las muestras permitió evaluar los posibles efectos del biocarbón en el proceso de germinación de la planta de lechuga. 54 Figura 12 Proceso para la determinación de la fitotoxicidad del biocarbón. Figura 13 Pesaje de los tratamientos de fitotoxicidad. Nota: El pesaje se realizó en una balanza analítica con precisión (0,001 g) 1. Tamizado de arena, biocarbón y estiércol. 2. Mezcla de arena, biocarbón y estiércol en recipientes. 3. Añadir agua destilada a cada mezcla. 4. Plantar las semillas en los recipientes que contienen la mezcla. 5. Realizar mediciones de las plantas germinadas. 6. Se registran datos 55 Figura 14 Colocación de semillas de lechuga en cada recipiente. Figura 15 Riego para germinación de Lechuga y evaluación de fitotoxicidad. Para la prueba de fitotoxicidad se ha desarrollado un diseño estadístico de 35 tratamientos donde se ha combinado el biocarbón en un rango de 0%, 3%, 56 10%, 11,5%, 20% y 25,8% y el estiércol en 0%, 3,18%, 10%, 20%, 30%, 20% y 36.82% con sus respectivas réplicas como se muestra en la Tabla 2. Tabla 2 Matriz experimental para pruebas de fitotoxicidad para semillas de Lechuga. N° Porcentaje de aplicación (%) Biocarbón Estiércol Arena 1 3 10 87 2 3 10 87 3 3 10 87 4 3 10 87 5 20 10 70 6 20 10 70 7 3 30 67 8 3 30 67 9 3 30 67 10 3 30 67 11 3 30 67 12 3 30 67 13 3 30 67 14 3 30 67 15 3 30 67 16 3 30 67 17 20 30 50 18 20 30 50 19 0 20 80 20 0 20 54 21 0 20 85 22 0 20 52 23 0 20 69 24 0 20 69 25 25,80 20 54 26 11,5 3,18 85 27 11,5 36,82 52 28 11,5 20 69 29 11,5 20 69 30 11,5 20 69 31 11,5 20 69 32 11,5 20 69 33 11,5 20 69 34 0 0 100 35 0 0 100 57 4.2.3. Preparación del terreno y plantación del esqueje En esta etapa, se procedió al acondicionamiento del suelo en el área de cultivo mediante la aplicación de biocarbón y estiércol, seguido por la plantación de esquejes de la especie endémica Huamanpinta (Chuquiraga spinosa Lees.). Figura 16 Pasos para la preparación del terreno y plantación del esqueje.  Acondicionamiento del terreno para las plantaciones Se delimitó el área destinada para la plantación de esquejes de la especie endémica Huamanpinta (Chuquiraga spinosa Lees.), la plataforma abarcó una superficie de 7.5 m x 7.5 m. Se realizaron surcos al interior del área delimitada de trabajo para dividir el área en cuatro subáreas destinadas a la plantación de esquejes de la especie Chuquiraga spinosa Lees. Cada subárea tuvo dimensiones de 550 cm x 100 cm, equivalente a 5.5 m x 1 m. La Figura 17 muestra la disposición de los surcos que separan las filas experimentales. Luego, en cada punto marcado en verde, como se muestra en la Figura 17, se excavó un hoyo, resultando en un total de 10 hoyos por subárea (fila). Las dimensiones de los hoyos fueron de 15 cm en su base y 20 cm de profundidad. 1. Acondicionamiento del terreno para las plantaciones 2. Toma de muestra y caracterización del suelo 3. Preparación del suelo con el biocarbón y estiércol 4. Plantación de esquejes5. Riego por goteo 58 Figura 17 Delimitación de la plataforma de estudio. Nota: Proyecto Ariana, zona Escaparate. Figura 18 Diseño de la plataforma en filas y surcos. 59  Preparación del suelo inicial Después de realizar los hoyos, la tierra extraída fue depositada sobre una lámina de plástico extendida en un área limpia y despejada, facilitando así la mezcla y homogenización completa del suelo. A continuación, la mezcla se dividió en cuatro partes, eligiéndose al azar uno de esos cuartos. Posteriormente, este cuarto seleccionado se dividió nuevamente en cuatro partes, con la elección al azar de uno de esos cuartos. Este procedimiento se repitió una vez más, y finalmente, se seleccionaron 2 kg, los cuales fueron subdivididos en dos bolsas de 1 kg cada una. Estas bolsas se destinaron para llevar a cabo la caracterización respectiva del suelo inicial.  Caracterización del suelo Para evaluar la caracterización del suelo, se llevaron a cabo mediciones de los parámetros fisicoquímicos antes de la preparación del suelo y al concluir la evaluación del efecto del biocarbón en la adaptabilidad del esqueje. Se realizaron mediciones de diversos parámetros: pH, Conductividad eléctrica C.E. (dS/m), Carbonato de calcio (% CaCO3), materia orgánica (% M.O.), P (ppm), K (ppm), Textura, Capacidad de intercambio catiónico CIC. (meq/100g), Cationes Cambiables (meq/100g), arena (%), limo (%), arcilla (%), Ca+2, Mg+2, K+, Na+. Asimismo, se evaluaron las características microbiológicas del suelo en las cuatro filas de las parcelas, de acuerdo con el diseño experimental. Se midieron indicadores como la humedad gravimétrica (%), organismos mesófilos totales (UFC/g suelo seco) como Bacterias (107), Hongos (106) y Actinomicetos (107). El análisis detallado de la caracterización del suelo se llevó a cabo en los laboratorios de la Universidad Nacional Agraria La Molina, como se detalla en el Anexo 5.2 y Anexo 5.3.  Preparación del suelo con biocarbón y estiércol A partir de la mezcla homogenizada del suelo inicial obtenida de los hoyos, 60 se lleva a cabo la combinación del estiércol con el suelo correspondiente a cada tratamiento, siguiendo las cantidades especificadas en la Tabla 3. Posteriormente, se procedió a distribuir la mezcla en bolsitas (macetas) de aproximadamente 5 kg cada una. Luego, se añadieron las dosificaciones de biocarbón según lo indicado en las Tablas 5, 6, 7 y 8 para cada tratamiento. Tabla 3 Matriz experimental para cada tratamiento en la plataforma. Filas Tratamientos Dosificación Total en peso (kilogramos) Biocarbón Suelo Estiércol Fila N° 1 Tratamiento 1 0% 0.00 40.00 10.00 Fila N° 2 Tratamiento 2 5% 2.50 37.50 10.00 Fila N° 3 Tratamiento 3 10% 5.00 35.00 10.00 Fila N° 4 Tratamiento 4 15% 7.50 32.50 10.00 Totales (kilogramos) 15.00 145.00 40.00 Tabla 4 Configuración experimental de la Fila N° 1 en la plataforma. Fila Réplicas Porcentajes (%) Pesos (gramos) Nº Esquejes Biocarbón Suelo Estiércol Biocarbón Suelo Estiércol Fila N° 1 1 0 80 20 0 4000 1000 1 2 0 80 20 0 4000 1000 1 3 0 80 20 0 4000 1000 1 4 0 80 20 0 4000 1000 1 5 0 80 20 0 4000 1000 1 6 0 80 20 0 4000 1000 1 7 0 80 20 0 4000 1000 1 8 0 80 20 0 4000 1000 1 9 0 80 20 0 4000 1000 1 10 0 80 20 0 4000 1000 1 Total, Fila N° 1 (gramos) 0 40000 10000 10 Total, Fila N° 1 (kilogramos) 0 40 10 61 Tabla 5 Configuración experimental de la Fila N° 2 en la plataforma. Fila Réplicas Porcentajes (%) Pesos (gramos) Nº Esquejes Biocarbón Suelo Estiércol Biocarbón Suelo Estiércol FILA N° 2 1 5 75 20 250 3750 1000 1 2 5 75 20 250 3750 1000 1 3 5 75 20 250 3750 1000 1 4 5 75 20 250 3750 1000 1 5 5 75 20 250 3750 1000 1 6 5 75 20 250 3750 1000 1 7 5 75 20 250 3750 1000 1 8 5 75 20 250 3750 1000 1 9 5 75 20 250 3750 1000 1 10 5 75 20 250 3750 1000 1 Total, Fila N° 2 (gramos) 2500 37500 10000 10 Total, Fila N° 2 (kilogramos) 2.5 37.5 10 Tabla 6 Configuración experimental de la Fila N° 3 en la plataforma. Fila Réplicas Porcentajes (%) Pesos (gramos) Nº Esquejes Biocarbón Suelo Estiércol Biocarbón Suelo Estiércol FILA N° 3 1 10 70 20 500 3500 1000 1 2 10 70 20 500 3500 1000 1 3 10 70 20 500 3500 1000 1 4 10 70 20 500 3500 1000 1 5 10 70 20 500 3500 1000 1 6 10 70 20 500 3500 1000 1 7 10 70 20 500 3500 1000 1 8 10 70 20 500 3500 1000 1 9 10 70 20 500 3500 1000 1 10 10 70 20 500 3500 1000 1 Total, Fila N° 3 (gramos) 5000 35000 10000 10 Total, Fila N° 3 (kilogramos) 5 35 10 62 Tabla 7 Configuración experimental de la Fila N° 4 en la plataforma Fila Réplicas Porcentajes (%) Pesos (gramos) Nº Esquejes Biocarbón Suelo Estiércol Biocarbón Suelo Estiércol FILA N° 4 1 15 65 20 750 3250 1000 1 2 15 65 20 750 3250 1000 1 3 15 65 20 750 3250 1000 1 4 15 65 20 750 3250 1000 1 5 15 65 20 750 3250 1000 1 6 15 65 20 750 3250 1000 1 7 15 65 20 750 3250 1000 1 8 15 65 20 750 3250 1000 1 9 15 65 20 750 3250 1000 1 10 15 65 20 750 3250 1000 1 Total, Fila N° 4 (gramos) 7500 32500 10000 10 Total, Fila N° 4 (kilogramos) 7.5 32.5 10  Plantaciones de esquejes Para llevar a cabo la plantación, se seleccionaron 40 esquejes de la planta madre, provenientes del vivero temporal del Proyecto Ariana. Estos esquejes fueron distribuidos de manera uniforme, asignando 10 esquejes por fila. Con el objetivo de evaluar su adaptabilidad, se realizó un seguimiento de los cambios en los esquejes a lo largo de un periodo de 9 semanas. 63 Figura 19 Plantación de esquejes en el área de trabajo.  Riego de esquejes El riego se llevó a cabo diariamente, considerando las condiciones climáticas; en caso de precipitaciones, se suspendía el riego. Se empleó una regadera por goteo para evitar posibles perturbaciones en el esqueje, aplicando un volumen de riego aproximado de 250 ml por esqueje plantado. Figura 20 Riego por goteo a las plantaciones de esquejes. 64 4.2.4. Determinación del efecto del biocarbón  Efecto en las propiedades fisicoquímicas del suelo Para la evaluación de las propiedades fisicoquímicas del suelo en su caracterización final, se analizaron los siguientes indicadores: pH, Conductividad eléctrica CE. (dS/m), Carbonato de calcio (% CaCO3), materia orgánica (% M.O.), P (ppm), K (ppm), Textura, Capacidad de intercambio catiónico CIC. (meq/100g), Cationes Cambiables (meq/100g), arena (%), limo (%), arcilla (%), Ca+2, Mg+2, K+, Na+. El análisis de la caracterización del suelo se llevó a cabo en los laboratorios de la Universidad Nacional Agraria La Molina, como se detalla en el Anexo 5.2  Efecto en las características microbiológicas del suelo Para la evaluación de la variación de las características microbiológicas en el suelo se midió los indicadores de Humedad gravimétrica (%), organismos mesófilos totales (UFC/g suelo seco) como Bacterias (107), Hongos (106) y Actinomicetos (107) en las características finales en las 4 filas de las parcelas según el diseño experimental. El análisis de la caracterización microbiana se realizó en los laboratorios de la Universidad Nacional Agraria La Molina, como se detalla en el Anexo 5.3.  Evaluación de la adaptabilidad de la especie endémica Huamanpinta La evaluación de la adaptabilidad del esqueje de la especie endémica Huamanpinta (Chuquiraga spinosa Lees.), se midió a través de los indicadores como: Número de hojas, coloración de hojas, presencia de espinas, coloración de espinas, altura del esqueje y el estado de supervivencia de la planta. 4.3. Población y muestra 4.3.1. Población La población de estudio es el conjunto de individuos o elementos sobre los que se va a realizar un estudio o investigación. Esta población puede ser muy 65 amplia o muy específica, dependiendo del tema o problema que se esté investigando (Ñaupas et al. 2014). Para la presente investigación se consideró como población de estudio a 40 esquejes de la especie endémica Huamanpinta (Chuquiraga spinosa Lees.) en el Proyecto de Exploración Minera Ariana, Junín. 4.3.2. Muestra La muestra es un subconjunto de la población de estudio que se selecciona para llevar a cabo una investigación o estudio. La muestra se elige con el objetivo de obtener resultados que sean representativos de la población de estudio en su conjunto y que permitan generalizar los resultados obtenidos a la población completa (Ñaupas et al. 2014). Para el experimento se tomó una muestra de tipo probabilístico donde se tomaron el total de la población de estudio que fueron 40 esquejes de la especie endémica Huamanpinta (Chuquiraga spinosa Lees.) y se distribuyó equitativamente en cada fila, siendo un total de 10 esquejes por fila. Esta investigación empleó las “unidades de información”, estas unidades se definen como elementos básicos sobre el que se recogen y analizan los datos en una investigación brindándonos información de manera directa o indirecta del objeto de estudio. Por consiguiente, la variabilidad de las características fisicoquímicas y microbiológicas del suelo nos da información relevante sobre la adaptabilidad de la especie endémica Huamanpinta (Chuquiraga spinosa Lees.), debido a las propiedades del biocarbón. 4.4. Lugar de estudio y periodo desarrollado Ariana Operaciones Mineras S.A.C (AOM) ha venido desarrollando sus actividades de Exploración Minera en el marco del Estudio de Impacto Ambiental Semidetallado (EIAsd) del Proyecto de Exploración Minera Ariana aprobado mediante R.D - 246-2016-MEM-DGAAM emitido por la Dirección Regional de Energía y Minas del Gobierno Regional de Junín. Para fines de la investigación se ha utilizado un área disturbada en la zona 66 denominada Escaparate, dónde la Empresa Minera Ariana realizó el desbroce de la cobertura vegetal para la construcción de oficinas y campamentos, y en cumplimiento de sus compromisos de cierre en la etapa de exploración, realizarán la revegetación de áreas disturbadas conservando la flora nativa y preservando a la especie endémica Huamanpinta (Chuquiragua spinosa Lees.). Figura 21 Ubicación del Área de estudio. Nota: El área de estudio está delimitada por estacas de color verde, cuyas coordenadas son 354957.22 m E; 8730475.27 m S; imagen extraída de Google Earth. En relación con el periodo desarrollado y siguiendo las etapas del método de investigación, éstos se desarrollaron en los siguientes tiempos:  La obtención y caracterización del biocarbón se ejecutaron entre los meses de febrero y mayo del 2021.  Las pruebas para la determinación de la aplicación de las diferentes dosis de biocarbón se llevaron a cabo entre los meses de julio y agosto del 2021.  La fase experimental, así como la evaluación y seguimiento de la especie endémica Huamanpinta (Chuquiraga spinosa Lees.), se realizaron entre los meses de mayo y agosto del 2022. 4.5. Técnicas e ins