AUTORAS:
Br. Vargas Sajami, Karin Astrid (ORCID: 0000-0001-6205-2672) Br. Viera Baylón, Astrid Sandra (ORCID: 0000-0002-3222-1487)
ASESOR:
Dr. Cabrera Carranza, Carlos Francisco (ORCID: 0000-0002-3404-412x)
LIMA - PERÚ 2019
FACULTAD DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA
ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA
AMBIENTAL
Recuperación de suelos salinos mediante el vermicompost y las bacterias halófilas, en el distrito de San Bartolo, 2019
TESIS PARA OBTENER EL TITULO PROFESIONAL DE: Ingeniera Ambiental
LÍNEA DE INVESTIGACIÓN: Calidad y Gestión de los Recursos Naturales
ii DEDICATORIA
Dedico esta investigación a mis padres Juan Vargas Rengifo y Telesfora Sajami Rodríguez quienes me apoyaron constantemente durante todo el proceso, a mi hermana Katherine Vargas Sajami y a mis sobrinos Leo y Liams por motivarme a seguir luchando por mis sueños, dándome alegría y amor. Gracias por todo.
Karin Astrid Vargas Sajami
Esta tesis se la dedico a mis padres Guedelinda Baylón Bravo y Menen Viera Romero, porque han sabido formarme con buenos sentimientos, hábitos y valores, por acompañarme durante todo mi trayecto estudiantil y de vida que con sus consejos han sabido guiarme para culminar mi carrera profesional, demostrarme siempre su cariño y apoyo incondicional. De igual manera se la dedico a mis hermanos Pierr Adrian Viera Baylón y Jhostin Alejandro Viera Baylón, por todo el cariño demostrado con sus palabras de aliento motivándome cumplir mis metas.
iii AGRADECIMIENTO
A nuestros padres por apoyarnos incondicionalmente, durante todo el proceso de la investigación.
Al Dr. Carlos Cabrera por su confianza, paciencia y seguimiento durante el desarrollo de la investigación.
Al docente Alexander Quintana Peatan, por el apoyo en el desarrollo de la investigación. A la familia Espinoza Soto, por brindarnos su apoyo con el espacio para el desarrollo de la investigación.
iv PÁGINA DEL JURADO
v DECLARATORIA DE AUTENTICIDAD
vi DECLARATORIA DE AUTENTICIDAD
vii ÍNDICE
DEDICATORIA __________________________________________________________ ii AGRADECIMIENTO _____________________________________________________ iii PÁGINA DEL JURADO ___________________________________________________ iv DECLARATORIA DE AUTENTICIDAD _______________________________________ v ÍNDICE _______________________________________________________________ vii RESUMEN _____________________________________________________________ xi ABSTRACT ____________________________________________________________ xii INTRODUCCIÓN________________________________________________________ 1 MÉTODO______________________________________________________________ 15
2.1 Tipo y diseño de investigación________________________________________ 15 2.2 Operacionalización de variables_______________________________________ 15 2.3 Población, muestra y muestreo________________________________________ 18 2.4 Técnicas e instrumento de recolección de datos, validez y confiabilidad _______ 18 2.5 Procedimiento _____________________________________________________20 2.6 Métodos de análisis de datos _________________________________________ 21 2.7 Aspectos éticos ____________________________________________________21
RESULTADOS __________________________________________________________ 22
3.1 Características de la enmienda orgánica utilizad __________________________ 22 3.2 Características morfológicas de las colonias de bacterias halófilas ____________ 22 3.3 Resultados detallados por tratamiento __________________________________ 23 3.4 Resultados obtenidos promediados por parámetros ________________________ 44 3.5 Análisis estadístico por parámetro _____________________________________ 48
DISCUSIÓN ____________________________________________________________ 95 CONCLUSIONES________________________________________________________ 97 RECOMENDACIONES ___________________________________________________ 98 REFERENCIAS _________________________________________________________ 99 ANEXOS ______________________________________________________________ 109
viii ÍNDICEDEFIGURAS
FIGURA 1: RESULTADOS DE LA TEMPERATURA LAS MUESTRAS PROMEDIAS POR TRATAMIENTO DE LOS 3 ANÁLISIS REALIZADOS DURANTE Y AL
FINALIZAR LOS TRATAMIENTOS ………...……45 FIGURA 2: RESULTADOS DEL PH PROMEDIADAS POR TRATAMIENTO DE LOS 3 ANÁLISIS REALIZADOS DURANTE Y AL FINALIZAR EL
TRATAMIENTO……….46 FIGURA 3: RESULTADOS DE LA CE PROMEDIADAS POR TRATAMIENTO DE LOS 3 ANÁLISIS REALIZADOS DURANTE Y AL FINALIZAR EL
TRATAMIENTO……….47 FIGURA 4: RESULTADOS DE LA TEXTURA DEL SUELO PROMEDIADAS POR TRATAMIENTO AL TÉRMINO DEL TRATAMIENTO……….47 FIGURA 5: RESULTADOS DE LA CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA AL TÉRMINO DEL TRATAMIENTO………48 FIGURA 6: RESULTADOS DEL PH AL TÉRMINO DEL TRATAMIENTO………… 56 FIGURA 7: RESULTADOS DE LA TEMPERATURA AL TÉRMINO DEL
TRATAMIENTO ………59 FIGURA 8: RESULTADOS DE LA PERMEABILIDAD AL TÉRMINO DEL
TRATAMIENTO……….62 FIGURA 9: RESULTADOS DEL NITRÓGENO AL TÉRMINO DEL
TRATAMIENTO……….………70 FIGURA 10: RESULTADOS DEL FÓSFORO AL TERMINO DE LOS
TRATAMIENTOS.……….78 FIGURA 11: RESULTADOS DE POTASIO AL FINALIZAR LOS
TRATAMIENTOS……….……..86 FIGURA 12: REMOCIÓN Y LIMPIEZA DEL ÁREA DE TRABAJO…………...……111 FIGURA 13: ÁREA DEL TRABAJO LIMPIA Y DELIMITADA………..111 FIGURA 14: ÁREA DEL TRABAJO TERMINADA………...111 FIGURA 15: PREPARACIÓN DEL AGAR NUTRITIVO MODIFICADO………112
ix
FIGURA 16: SELLA DEL AGAR NUTRITIVO MODIFICADO………...112
FIGURA 17: ESTERILIZACIÓN DEL AGAR NUTRITIVO A 121 °C POR 15 MIN………...112
FIGURA 18: REALIZACIÓN DE LA SIEMBRA DE LAS BACTERIAS……….113
FIGURA 19: COLONIAS OBTENIDAS A LAS 24 HORAS………..113
FIGURA 20: COLONIAS OBTENIDAS A LAS 96 HORAS………...113
FIGURA 21: OBSERVACIÓN DE LAS BACTERIAS EN EL MICROSCOPIO……...114
FIGURA 22: VISUALIZACIÓN DE LAS BACTERIAS……….114
FIGURA 23: MUESTRAS ANALIZADAS………..115
FIGURA 24: RESULTADOS DEL PRIMER ANÁLISIS………115
FIGURA 25: RESULTADOS DEL SEGUNDO ANÁLISIS………... 115
FIGURA 26: RESULTADO FINAL……….... 115
FIGURA 27: TRIANGULO DE TEXTURAS (FAO)……….…….116
FIGURA 28: CLASIFICACIÓN DE LA PERMEABILIDAD SEGÚN EL TIPO DE SUELO (RODRÍGUEZ, 2016)……….…….116
ÍNDICE DE TABLAS TABLA 1:CLASIFICACIÓN DE LA SALINIDAD EN EL SUELO ... 11
TABLA 2:OPERACIONALIZACIÓN DE VARIABLES. ... 16
TABLA 3:VALIDEZ DE INSTRUMENTOS ... 19
TABLA 4:TRATAMIENTOS ... 20
TABLA 5:CARACTERÍSTICAS DEL VERMICOMPOST ... 22
TABLA 6:CARACTERÍSTICAS MORFOLOGÍA Y MICROSCÓPICA DE LAS COLONIAS DE LAS BACTERIAS HALÓFILAS. ... 23
TABLA 7:DATOS OBTENIDOS LE PRIMER MUESTREO DEL SUELO DE LOS PARÁMETROS DE CE, PH Y TEMPERATURA. ... 23
TABLA 8:DATOS OBTENIDOS EL SEGUNDO MUESTREO DEL SUELO DE LOS PARÁMETROS DE CE, PH Y TEMPERATURA... 27
TABLA 9:DATOS OBTENIDOS AL FINALIZAR EL TRATAMIENTO DEL SUELO DE LOS PARÁMETROS DE CE, PH Y TEMPERATURA. ... 31
x
TABLA 10:DATOS OBTENIDOS AL FINALIZAR EL TRATAMIENTO DEL SUELO DE LOS
PARÁMETROS PERMEABILIDAD Y TEXTURA. ... 35
TABLA 11:DATOS OBTENIDOS AL FINALIZAR EL TRATAMIENTO DEL SUELO DE LOS PARÁMETROS NPK. ... 41
TABLA 12:PRUEBA DE NORMALIDAD DE LA CE ... 48
TABLA 13:PRUEBA DE ANOVA DE LA CE ... 49
TABLA 14:COMPARACIÓN MÚLTIPLE PRUEBA TUKEY DE LA CE ... 50
TABLA 15:PRUEBA DE NORMALIDAD DEL PH ... 56
TABLA 16:PRUEBA DE ANOVA DEL PH: ... 57
TABLA 17:PRUEBA DE NORMALIDAD DE LA TEMPERATURA ... 59
TABLA 18:PRUEBA DE ANOVA DE LA TEMPERATURA ... 60
TABLA 19:PRUEBA DE NORMALIDAD DE LA PERMEABILIDAD ... 62
TABLA 20:PRUEBA DE ANOVA DE LA PERMEABILIDAD ... 63
TABLA 21:COMPARACIÓN MÚLTIPLE PRUEBA TUKEY DE LA PERMEABILIDAD... 64
TABLA 22:PRUEBA DE NORMALIDAD DEL NITRÓGENO. ... 70
TABLA 23PRUEBA DE ANOVA DEL NITRÓGENO. ... 71
TABLA 24COMPARACIÓN MÚLTIPLE PRUEBA TUKEY DEL NITRÓGENO. ... 72
TABLA 25PRUEBA DE NORMALIDAD DEL FÓSFORO. ... 78
TABLA 26PRUEBA DE ANOVA DEL FÓSFORO. ... 79
TABLA 27:COMPARACIÓN MÚLTIPLE PRUEBA TUKEY DEL FOSFORO ... 80
TABLA 28:PRUEBA DE NORMALIDAD DEL POTASIO ... 86
TABLA 29PRUEBA DE ANOVA DEL POTASIO ... 88
xi RESUMEN
El presente trabajo de investigación tuvo como objetivo principal recuperar el suelo salino mediante el vermicompost y las bacterias halófilas. La salinización es un problema que afecta las propiedades físicas y químicas del suelo reduciendo su productividad. El tipo de investigación es aplicada y de diseño experimental. La población estuvo compuesta de los suelos salinos del distrito de San Bartolo, considerando una muestra que comprende 3120 kg de suelo salino para su tratamiento in situ y un área de 10.4 m2, con un volumen de 3.12 m3. Los instrumentos utilizados fueron las fichas de registro sobre: las características del vermicompost, características morfológicas y microscópica de las bacterias halófilas y los datos durante y al finalizar el tratamiento. Para determinar la recuperación de los suelos salinos se utilizaron tres porciones de cada tratamiento, vermicompost al 5%, 10% y 15%, bacterias halófilas 2, 3 y 4 riego por semana, generando 9 tratamientos. Los resultados fueron, que el tratamiento 9 redujo las sales a un 2.881 dS/m, siendo el tratamiento con más efectividad para la recuperación de suelos salinos. Se concluyó, que al implementar el vermicompost y las bacterias halófilas se desalinizó a un 87.94%, mejorando la calidad del suelo para futuras plantaciones agrícolas.
Palabras claves: Desalinización, recuperación de suelos, bacterias halófilas,
vermicompost.
xii ABSTRACT
The main objective of this research work was to recover the saline soil using vermicompost and halophilic bacteria. Salinization is a problem that affects the physical and chemical properties of the soil by reducing its productivity. The type of research is applied and experimental design. The population was composed of the saline soils of the San Bartolo district, specifically a sample comprising 3120 kg of saline soil for on-site treatment and an area of 10.4 m2, with a volume of 3.12 m3. The instruments used were the record sheets on: the characteristics of the vermicompost, the morphological and microscopic characteristics of the halophilic bacteria and the data during and at the end of the treatment. To determine the recovery of saline soils, use three portions of each treatment, vermicompost 5%, 10% and 15%, halophilic bacteria 2, 3 and 4 irrigation per week, generating 9 treatments. The results were that treatment 9 reduced sales to 2,881 dS / m, being the most successful treatment for saline soil recovery. It was concluded that when implementing vermicompost and halophilic bacteria, they were desalinated by 87.94%, improving soil quality for future agricultural plantations.
1 INTRODUCCIÓN
En la actualidad, una de las amenazas de la productividad de los suelos en zonas desérticas y tropicales, es la salinidad que provoca impactos negativos sobre las propiedades físicas y químicas del suelo, por consecuencia restringe las actividades agrícolas porque disminuye la capacidad productiva del suelo retardando el crecimiento de las plantas o la erradicación de cualquier tipo de cultivo que no soporta las altas concentraciones de sal (Mogollón, Martínez y Torres, 2014; Trejo et al., 2018). La salinización es un proceso complejo, ya que la variabilidad del contenido de sales va cambiando de acuerdo con la estación del año, siendo así, que en temporadas de verano aumente la concentración de sales en el suelo. (Ruíz et al., 2007).
En la costa las causas principales de la salinidad del suelo es su clima árido, su naturaleza salina, el deficiente e insuficiente sistema de drenaje, la agricultura intensiva y el cultivo de arroz, la extensión afectada alcanza las 306,701 ha (Mogollón et al., 2014). El Perú es uno de los países donde podemos encontrar suelos salinos, y están situados en la costa peruana, como es el caso de San Bartolo un distrito de la ciudad de Lima. San Bartolo cuenta con un suelo de textura arenoso franco y arena fina. Pero presenta problemas de salinidad, clasificado entre fuertemente salino y extremadamente salino con una conductividad eléctrica de 13.50 dS/m y 93.40 dS/m respectivamente a una profundidad de 30cm (Ramírez, 2016).
Se viene desarrollando técnicas de biorrecuperación para suelos salinos con el fin de restaurar su capacidad productiva, haciéndolo susceptible a actividades económicas primarias como la agricultura. Existen diversas técnicas para la remediación de los suelos salinos, y cada una tiene un grado diferente para la reducción de sales. En esta investigación se dar a conocer la recuperación de los suelos salinos mediante las técnicas de vermicompostaje y las bacterias halófilas. Estas técnicas tienen un periodo de tiempo, en el que se hizo el respectivo muestreo del antes, durante y después de la implementación de las técnicas en el suelo trabajado. Con la finalidad de dar a conocer cuál es más efectiva en la reducción de sales en el suelo del Distrito de San Bartolo.
2 Para la elaboración del presente trabajo de investigación se ha buscado una serie de antecedentes relacionados a la recuperación de suelos salinos mediante el vermicompostaje y la bacteria halófila con la finalidad de encontrar un método viable para la recuperación.
RAMÍREZ (2016), demostró que la recuperación de los suelos de la Cancha de Golf, la aplicación de láminas de lavado tuvo como resultados un pH menor a 8.5, con una conductividad eléctrica mayor a 4 dS/m y porcentaje de sodio intercambiable menor al 15 por ciento. Finalizó que suelo fue calificado como suelo salino, luego de aplicar las láminas de lavado, siendo este procedimiento uno de los más caros y difíciles, no hubo mucha variación en la reducción de salinidad en el suelo.
FERNÁNDEZ, ZAVALETA y ARAHAL (2007), realizaron una investigación aislando las bacterias halófilas moderadas recolectadas en medio de agua de sales al 5%. Se seleccionaron 10 aislados por presentar características morfológicas y culturales diferentes. Se puedo determinar que los aislados toleraban cantidades de sal diferentes, pero el óptimo se situó entre 1.5 y 2.0 M, con un rango de temperatura de 4 a 37°C., concluyendo que las bacterias halófilas a mayor extremo sea el lugar mayor será su producción.
HANCCO (2017), demostró desalinizar el suelo mediante el cultivo de beterraga implementando vermicompost y cal agrícola. El proceso que se utilizó fue el método de rejillas, desalinizando un 52% el suelo de cañete, mejorando la calidad del suelo. Dio como resultado, que el T3 fue la menor concentración de salinidad, obtuvo una conductividad eléctrica de 6.1448 dS/m. Concluyendo que la eficiencia del tratamiento con beterraga fue más eficaz cuando se le incremento el vermicompost al 20% p/p y cal agrícola 70 gr, siendo de gran ayuda para el crecimiento de la beterraga.
BERRÍO (2015), analizó el efecto del nivel de fertilización y su interacción con las fuentes de abonos orgánicos, Tuvo 14 tratamientos con 7 fuentes orgánicas, en concentraciones del 1 % y 2%; y 7 tratamientos adicionales utilizando fuentes no
3 convencionales y minerales. Al finalizar, el compost sin moles y el NPK que presentó una mayor altura de 102.5 cm y al extraer el fósforo en el maíz, fue la gallinaza 1er uso al 1% a 68.60 mg, y gallinaza 6to uso al 2% 40.9 g. Por otro lado, el abono orgánico que presentó mayor materia seca total a un 42.8 g y mayor extracción total de nitrógeno en el maíz fue el NPK al 2% con 485.83 mg y compost sin moler al 2% con 511.78 Mg., concluyendo que el abono orgánico fue un buen método para incrementar el crecimiento en los cultivos.
En distintas partes del mundo se viene realizando una serie de investigaciones sobre la recuperación de suelos salinos con diferentes métodos que ayudan a la realización del presente trabajo de investigación.
VILLOTA (2014), diseñó un proceso de biorremediación de aguas residuales que se encontraban con elevada salinidad, utilizando el método de las bacterias halófilas que se aislaron de perfiles costeros. Para ello, se tomó muestras de agua salina natural, marina y de esteros, en diferentes puntos de la costa ecuatoriana para obtener las diferentes cepas bacterianas. Estas cepas bacterianas del agua se adaptaron a los medios de cultivo con alta salinidad para posteriormente ser utilizadas en biorremediación de aguas residuales, incrementando las sedimentaciones a un promedio de 7 ml/L. Para el DQO se implantaron las bacterias, siendo el DQO inicial 22000.24 mgO2, se redujo un 83.18% siendo 18300 mgO2 de DQO.
MOGOLLÓN, MARTÍNEZ y TORRES (2015), demostraron el efecto del vermicompost para la rehabilitación de los suelos salinos- sódico, teniendo como metodología, implementar 3 dosis de diferentes porcentajes: 1%, 5% y 10% con 12 repeticiones en total. Como resultado obtuvieron que el tratamiento 4, tuvo la CE 3.48 dS/m se redujo un 62% llegando a 1.33 dS/m, concluyeron que la aplicación del vermicompost al 10% al suelo salino-sódico, reduce la conductividad eléctrica y el pH volviendo al suelo productivo.
4 CANALES, CHÁVEZ y ZAVALETA (2014), caracterizaron las bacterias halófilas productoras de amilasa, aisladas de las salinas de San Blas, se ejecutó con 34 bacterias recogidas de muestras de suelo las cuales se cultivaron en agar de sales 5% incluyendo extracto de levadura 0.55 y almidón 1%. El 41% de las bacterias dio una capacidad para hidrolizar el almidón. El 21% se desarrolló en un ancho rango de concentraciones de sales entre 5 y 20%, mientras que el 14.2% de las bacterias mostró actividades lipolíticas, proteolítica y nucleolítica, por último, el 29.3% mostró actividades proteolítica y nucleolítica, concluyendo que el análisis molecular y fenotipo de 14 bacterias se consiguieron dos grupos, uno correspondiente al género halomonas, y el otro al género bacillus.
ARORA et al. (2014), explicaron la utilización de las bacterias halófilas para la remediación de suelos salinos, teniendo en cuenta que las bacterias son los microbios más utilizados en esta técnica, describiendo cada familia y sus aplicaciones para la utilización de diferentes problemas medio ambientales. Concluyendo que un futuro posible, se investigue más áreas donde se encuentren derivados, y se extienda a muchos más miembros de este grupo extremadamente diverso de microbios.
MONCADA, MORALES y MIRANDA (2019), aplicaron biofertilizantes con bacterias halófilas y yeso en un suelo salino sódico para su recuperación. Se recolectaron muestras de suelos provenientes de la comunidad Ayamaya, siendo el estudio dividido en dos fases: primera fase el aislamiento de las bacterias halófilas y en la segunda fase obtención de la dosis óptima de yeso para aplicar al suelo de las macetas, al aplicar el biofertilizante se dio un aumento considerable en la conductividad eléctrica teniendo 3.8 ms/cm siendo el causante del incremento el biol, al disminuir el biol se llegó a valores de 1666-1129 us/cm. Al incorporar el yeso al suelo se obtuvieron resultados de 1.18 y 1.26 meq/100g, siendo el tratamiento 3 el más eficiente al incorporar 2 gr de yeso con 800 ml de agua cada dos semanas.
RODRÍGUEZ (2017), evaluó las bacterias halófilas aisladas de ambientes salinos en Colombia, las cepas seleccionadas se aislaron a partir de muestras de suelos y agua, se
5 seleccionaron 6 cepas de bacterias halófilas probándolas en Bioensayos con el objetivo de ver el potencial de las bacterias en la reducción de la conductividad eléctrica del suelo. Los resultados del bioensayo mostraron que las bacterias halófilas tienen un efecto directo en la reducción de la conductividad eléctrica pasando de 5.2 ds/m a 1.9 ds/m (T1), 2.6 ds/m (T2), 1.7 ds/m (T3), 2.5 ds/m (T4), 1.9 ds/m (T5), 1.9 ds/m (T6), los valores de conductividad disminuyen lo suficiente para permitir el crecimiento de las plantas de tomate.
GUTIÉRREZ y DENDOOVEN (2007), utilizaron el vermicompost como suplemento para mejorar el crecimiento, rendimiento y la calidad de fruto del tomate (Lycopersicum esculentom). La investigación se dio en un invernadero se aplicaron 5 tratamientos combinando el vermicompost y el suelo a tratar en proporciones de 0.1, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4 y 1.5 (v/v). Los parámetros de crecimiento y rendimiento se midieron después de 85 días y 100 días después de la aplicación del vermicompost al suelo, teniendo como resultado un buen desarrollo de las plantas, disminuyendo el pH del suelo, la acidez titulable y aumentando los sólidos solubles e insolubles.
CONSUELO y ARGUELLO (2006), evaluaron cinco especies de bacterias halófilas para la toma de iones de sodio in vitro y plantear una probable aplicación en biorremediación de suelos sódicos y salinos. Se desarrolló en dos etapas, la primera fue la elección de microorganismos, la segunda etapa se basó en comprobar si las bacterias elegidas fueron capaces de retener sodio in vitro. Las bacterias con capacidad de retener de sodio in vitro fueron: Vibrio alginolyticus, Vibrio metschnikovii, Flavimonasor y zihabitans y Agrobacterium tumefasciens. El resultado de la retención de sodio in vitro que fue ejecutado en forma eficiente por dos bacterias halófilas del género Vibrio, se observa en los niveles dados por el programa R; El Vibrio alginolyticus redujo el sodio un 3.758 ml/L y el Vibrio metschnikovii redujo 2.12 ml/L.
LOLI y VÁZQUEZ (2018), implementaron el compost y vermicompost a la restauración de un suelo degradado por el manejo de Gypsophila paniculata. Se efectúo un invernadero, con la utilización de macetas con 1,5 kg de suelo, adicionando 0,25%,
6 0,50%, 1,00%, 2,00 % de enmienda, para lo que es la siembra de una planta de Gypsophila como indicador biológico. Se vio que las enmiendas proporcionaron una reducción de la densidad e incrementaron el contenido de MO del suelo, así como la reducción en el pH, el tratamiento de vermicompost al 0,50 muestra el menor valor de pH 7,72. Por otro lado el vermicompost obtiene un 7,16 dS/m. Así mismo la caracterización de enmiendas, permitió observar que el vermicompost obtuvo una mayor humedad conservada, un mínimo de pH, poca salinidad y menor concentración de sodio.
CASTRO et al. (2011), aislaron y caracterizaron microorganismos halófilos de suelos salinos de cuatro ciénegas. Tomaron las bacterias de 8 diferentes muestras de suelos salinos de la región Ciénegas Coahuila en medios de cultivos con altas concentraciones de sales. Se determinó que tienen una gran capacidad para crecer en distintos rangos de temperatura de 0 - 37 y pH dentro de 6 a 8, por lo que se utilizó para la degradación de materiales derivados de almidón.
HERNÁNDEZ (2011), evaluó el uso de materiales orgánicos para la biorrecuperación de suelos salinos aplicando dos proporciones (1,5 y 3% (p/p)) de tres enmiendas orgánicas: compost, vermicompost sólido y Lemna mezclados o no con el 100% de los requerimientos de fosfoyeso, generando 15 tratamientos (incluyendo tres controles). Para los cationes en solución la enmienda que obtuvo más altos valores fue la Lemna en su disposición más alta 14,2; 3,8; 4,68; 2,63 y 0,73 meq-L para Ca+2, Na+, Mg+2 y K+ consecutivamente. También se obtuvieron diferencias significativas (p<0,05) entre los tratamientos, para las variables evaluadas, concluyendo que el suelo salino-sódico se recuperó del problema de salinidad en un 60% a más.
SAMANEH et al. (2017), demostraron la efectividad de las bacterias halófilas para determinar la relación genética de las mismas bacterias y la aislaron, una gran cantidad de bacterias halófilas de una playa hipersalina en Irán. En total, se recolectaron 20 muestras de 7 localidades de la playa de Howze-Soltan. Se recuperaron un total de 177 aislamientos de 20 colecciones de muestreo, de los cuales 100 (56.5%) aislamientos se obtuvieron de la capa de sal gruesa, 31 (17.5%) aislamientos del margen pantanoso y 46
7 (26%) aislamientos del suelo de vegetación. Entre las diferentes concentraciones de NaCl del medio Garabito, la mayoría de las bacterias aisladas se obtuvieron en el medio que contenía un 10% de NaCl de la capa de sal.
MANIVANNAN et al. (2009), realizaron experimentos de campo en Sivapuri, para la evaluación de la eficacia del vermicompost, en comparación con los fertilizantes inorgánicos – NPK, sobre las características fisicoquímicas y biológicas de los suelos, suelo franco arenoso, suelo franco arcilloso y sobre el crecimiento y contenido de los nutrientes de los frijoles. Los resultados mostraron que al aplicar el vermicompost 5 toneladas/ ha-1 había mejorado significativamente el espacio de poros (1.09 y 1.02 tiempo), la capacidad de retención de agua (1.1 y 1.3 tiempo), capacidad de intercambio catiónico (1.2 y 1.2 tiempo).
CERİTOĞLU, ŞAHİN y ERMAN (2018). Proporcionaron información sobre las propiedades del vermicompost y sus efectos sobre el crecimiento de las plantas y la estructura del suelo, y proporcionar una fuente de literatura actual, la metodología que se utilizó es de observación, la temperatura para las lombrices es alrededor de 7-8 °C, aunque pueden sobrevivir, su capacidad para operar es muy limitada, y se pueden ver muertes por debajo de 0 °C. Mientras varía entre especies, la temperatura ambiente óptima debe estar entre 15-25 °C para que las actividades vitales puedan estar en el nivel superior, la aplicación de vermicompost mejora las propiedades físicas, químicas y biológicas del suelo, así como la materia orgánica en el suelo, rica en nutrientes, hormonas, vitaminas, enzimas y sustancias húmicas, esta sustancia tiene un potencial que puede ayudar a mejorar la degradación de los suelos agrícolas.
TAO et al. (2015), investigaron si la lombriz Eisenia fetida podría usarse para el mejoramiento del suelo salino. Teniendo como resultado una disminución máxima en el contenido total de sal de 3.03 g cuando se agregaron 53 E. fétida y 9,9 kg de GWC m-2 al suelo salino del sitio experimental, cuando se aplicaron de 29 a 90 E. fétida y de 6,1 a 15,0 kg de GWC m-2 al suelo salino del sitio experimental, el contenido total de sal se
8 reducirá en > 2 g kg-1. (p <0.05), es decir, que la salinidad del suelo se redujo en aproximadamente un 27% en relación con el control no tratado.
GALLARTE (2017), analizó e interpretó una serie de parámetros químicos que determinan la conductividad eléctrica de la pasta saturada de muestras de suelo tomadas a diferentes profundidades para determinar el grado de salinidad del perfil del suelo, y utilizar dicho valor como indicador del rendimiento potencial de dichas tierras para el cultivo del arroz. Los niveles medios son superiores a 4 dS/m, y alcanzan valores extraordinariamente altos en profundidad. Los suelos de la zona norte están salinizados en más del 58% de la superficie, siendo este alto grado de salinización mayor en las zonas cercanas al lago frente a las zonas altas como las de Pinedo, donde la salinidad de los suelos es mucho menor.
ALCIVAR (2018), analizó los efectos de combinar yeso, biocarbón y sustancias húmicas sobre las propiedades químicas y biológicas de un suelo salino-sódico y el comportamiento de dos genotipos de quínoa (maduración temprana e intermedia). El experimento se realizó en macetas (21 cm de diámetro, 30 cm de altura) que se llenaron con 1 kg de suelo salino-sódico. Todas las plantas se cultivaron bajo condiciones controladas de invernadero (temperatura entre 20 ± 2 ° C; duración del día 12 h; humedad promedio 65%), teniendo como resultado un aumento en la significativo de 413% en la raíz del genotipo, al combinar los tratamientos se dio que la biomasa de la raíz 57, 73 y 93%, mientras que la salinidad se redujo en un rango de 33 a 46%. Concluyendo que la sodicidad y salinidad del suelo (ESP; CEe) fueron significativamente reducido con todas las enmiendas individuales y combinadas.
CALDERÓN (2015), estudió el efecto de inoculación de bacterias en un suelo extremadamente salino. La variación del pH no fue significativa a lo largo del tiempo experimental con un pH de 10.63; la conductividad eléctrica 75.5 dS/m y el sodio inicialmente padecieron un incremento imprevisto debido a las condiciones de confinamiento, sin embargo, sus valores luego decayeron probablemente debido a la biosorción de las bacterias siendo esto un 773,40 meq/L; el potasio mostró una variación
9 discreta causada por su estabilidad dentro de la estructura del suelo con un 54,86 meq/L; la disminución drástica de la población bacteriana final evidencia el aumento de las condiciones salinas durante del experimento, así como la alta resistencia y adaptación que tienen las pocas especies de microorganismos que logran sobrevivir en este medio.
EKREM, SERDAR y ILKER (2015), determinaron los efectos de las aplicaciones de vermicompost (0,5%, 1%, 2% y 4% p / p) sobre las características físicas de los suelos con diferentes texturas (franco arenoso, franco y arcilloso), en condiciones de laboratorio. Los resultados indicaron que en la fracción de agregado de suelo más alta (> 12.7 mm) la fracción de agregado estaba limitada en los tres suelos, las tasas crecientes en contenido de materia orgánica fueron 14%, 23.8%, 42% y 90.2% para dosis de aplicación de vermicompost de 0.5%, 1%, 2% y 4%, respectivamente, concluyendo que a mayor dosis mayor será la efectividad para mejorar las características del suelo.
RAVINDRAN et al. (2007), identificaron las plantas halófilas de crecimiento rápido y exuberante que son acumuladores de sal y evaluar la viabilidad de la bio acumulación de sal. Es por ello que se utilizaron las plantas Suaeda maritima Dum., Sesuvium portulacastrum L., Clerodendron inerme Gaertn., Ipomoea pes-caprae Sweet, Heliotropium curassavicum L. y otras tres especies de Excoecaria agallocha L. Teniendo como resultado que el suelo cultivado Suaeda, la CE se redujo de 4.9 a 1.4 dS/m-1, en el suelo cultivado Sesuvium, la CE se redujo de 4.9 a 2.5 dS/m-1, concluyendo que entre las seis especies estudiadas, Suaeda maritima y la Sesuvium portulacastrum exhibieron una mayor acumulación de sales en sus tejidos, así como una mayor reducción de sales en el medio del suelo.
MOHAMMDZADEH y SHAHSAFI (2018), aislaron las bacterias halófilas del lago Meyghan en Arak y evaluaron su actividad enzimática, la metodología realizada fue que aislaron las bacterias por cultivo en medio halófilo moderado, agar nutritivo de agua de mar y agar nutritivo que contenía diferentes concentraciones de sal. La purificación se realizó mediante métodos de cultivo consecutivos, y se evaluó la producción de enzimas hidrolíticas extracelulares que incluyen amilasa, proteasa, lecitinasa, dnasa y lipasa.
10 Como resultado obtuvieron que, entre 74 bacterias aisladas de las muestras de agua del lago, 24 produjeron amilasa, 27 produjeron lipasa (Tween 40 y 80), 68 produjeron proteasa, tres produjeron DNasa y 61 produjeron lecitinasa, se pudo concluir que se aislaron las bacterias halófilas con actividad enzimática y posibles aplicaciones industriales.
SARANRAJ y STELLA (2012), dan a conocer sobre la importancia que provee el vermicompostaje al suelo para el crecimiento de las plantas, la metodología que utilizan se basa en los análisis de materia orgánica, NPK, temperatura y pH, obteniendo como resultado que, al implementar el vermicompost al suelo, el incremento de los nutrientes, 20.7 kg N, 10.5 kg. P y 30.8 kg K, ayudando en el crecimiento de las plantas a un 92%, siendo el caso que es más efectiva que el compost, concluyendo que los microorganismos que se encuentran en el vermicompost incrementan las propiedades físicas y químicas del suelo mejorando su calidad.
La elaboración del presente trabajo de investigación se realizó tomando en cuenta una serie de teorías relacionadas al proyecto realizado.
Los suelos salinos contienen concentraciones de sales solubles y estas al ingresar al suelo se concentran como resultado de la transpiración y evaporación de la planta. La salinidad provoca un deterioro acelerado en la calidad de los suelos, además de reducir el potencial productivo ocasionando una importante pérdida en la agricultura (FAO, 2015). La conductividad eléctrica es superior a 4 Ohms/cm a 25º C y con un pH generalmente menor de 8,5. Como consecuencia que la asimilación de nutrientes por las plantas y la actividad microbiana del suelo se vea afectada por la presencia de las sales en suelo (Gómez et al., 2017). La presencia de sales solubles causa desbalances iónicos e interacciones en la absorción de nutrientes y disminución del potencial hídrico del suelo, es decir restringiendo la absorción de agua por las raíces de las plantas (Gómez et
al., 2017). Es por ello que se busca la recuperación de suelos salinos, en el proceso por
el cual se restaurar su capacidad productiva, su propiedades físicas, químicas y biológicas, y así, mejorar la calidad de la cosecha y promover la preservación del suelo,
11 mediante la aplicación de enmiendas en el suelo, que ayudan a prevenir o la reducir de la erosión del suelo, consolidación, la salinización y el mal drenaje del suelo (Benites, 2015; FAO, 2015). Los suelos salinos se clasifican a partir de la conductividad eléctrica del extracto acuoso como se muestra en la Tabla 1.
Tabla 1: Clasificación de la salinidad en el suelo
CE del extracto acuoso del suelo
(dS/m) Contenido total de sales en porcentaje (%) Clases de salinidad 0 – 2 0 - 0.075 No salino
Efecto insignificante de salinidad.
2 – 4 0.075 - 0.15
Ligeramente salino
Rendimiento de cultivos muy sensibles pueden ser reducidos.
4 – 8 0.15 - 0.35
Medianamente salinos
Los rendimientos de muchos cultivos son reducidos.
8 – 16 0.35 - 0.65
Fuertemente salino Solo los cultivos tolerantes rinden
satisfactoriamente
> 16 > 0.65
Extremadamente salinos Muy pocos cultivos tolerantes rinden
satisfactoriamente Fuente: Pernasetti, 2014
12 El vermicompostaje, es una técnica que implica la estabilización de materiales orgánicos, con la finalidad de realizar correcciones sostenibles del suelo. El vermicompostaje se deriva del compostaje clásico. El vermicompost contiene mayores cantidades de fósforo total (P), micronutrientes y sustancias de ácido húmico que el material orgánico original. En general, se consideran una fuente segura, barata, rica de microorganismos benéficos y nutrientes para plantas (Matteoli et al., 2018). El tratamiento con el vermicompost, es una alternativa para la recuperación de los suelos degradados por sales, ya que estos pierden sus nutrientes por el lavado, estrés a las plantas inducido por la salinidad del suelo y el mal drenaje (Mogollón et al., 2014). El vermicompost actúa en el suelo disminuyendo las cantidades de sales excesivas y regularizando el pH, además de aumentar los nutrientes volviendo a ese suelo salino a uno productivo, con la ayuda de la lombriz roja de California (Eisenia Fetida) (Loli y Vázquez, 2018).
Las bacterias halófilas, son organismos que requieren NaCl para su crecimiento y desarrollo, están clasificados de acuerdo con la densidad de sal que requieran, por ello se procesan diferentes concentraciones de NaCl que apoyan en su desarrollo. Las bacterias halófilas pertenecen al género de microorganismos extremófilos, tienen la capacidad de sobrevivir en espacios con elevada salinidad. (Samaneh et al., 2017). El tratamiento con las bacterias halófilas, empiezan con la introducción de estas bacterias al suelo por medio de la inoculación en el riego, para la recuperación del mismo. Por otro lado, la mayoría de las bacterias halófilas desarrollan una adaptación llamada osmorregulación; la que se resume como la síntesis de osmolitos. Estas células pueden conseguir el equilibrio osmótico manteniendo la concentración de sales intracelular similar a la exterior. (Calderón, 2015).
Las propiedades físicas del suelo, son necesaria para evaluar la calidad de suelo, debido a que no se mejoran fácilmente, se relaciona al uso del agua y los nutrientes. Los indicadores usados en la investigación son los siguientes: La textura viene a ser la relación de distintas partículas de minerales que se encuentra en el suelo (Castellanos, 2015). La permeabilidad es una de las propiedades que tiene el suelo para transmitir el agua, se determina mediante la imposición de una gradiente hidráulica en una sección
13 del suelo (Ramírez, 2016; FAO, 2009). La temperatura está asociada directamente a la temperatura de la atmósfera, dado que, el suelo viene a ser un aislante del flujo de calor entre la tierra y la atmósfera (Castellanos, 2015).
Las propiedades químicas del suelo, se asocia a la relación del suelo - planta. Los indicadores usados en la investigación son los siguientes: El pH, indica la concentración de iones hidrógeno en una disolución. Se trata de una medida del grado de acidez o alcalinidad de la solución (Rivera, Sánchez, Domínguez, 2018). La conductividad eléctrica (CE), es el parámetro que indica la presencia de sales en el suelo y se expresa en dS/m, se mide la capacidad de corriente, mientras más fácil se mueve la corriente a través del mismo, mayor será la concentración de la salinidad (Bárbaro, Karlanian y Mata, 2014; Castellanos, 2015)
El Nitrógeno (N) es considerado como indicador de calidad del suelo que mejora el crecimiento y la productividad, debido a que este suple un 4% del extracto seco de la planta, formando aminoácidos y proteínas. Siendo principalmente una de las esencias de las proteínas. (Castellanos, 2015; Madrigal, 2019). El Fósforo (P), Es muy importante su presencia en el suelo ya que, permite las reacciones metabólicas de las plantas, como es la obtención y almacenamiento de la energía. Asimismo, el fósforo llega a ser muy fundamental para la fotosíntesis, así como los procesos químico-fisiológicos. (Toledo, 2016). El Potasio (K), es importante para el suelo agrícola, ya que las plantas usan el potasio en cantidades iguales a las del nitrógeno, además, promueve una adecuada fotosíntesis, mejora el régimen hídrico de la planta, aumenta su tolerancia al ataque de hongos, sequía, heladas y salinidad y activa más de 60 enzimas, Por ello tiene un papel vital en la síntesis de carbohidratos y de proteínas. Además, las plantas con suficiente K sufren menos de enfermedades. (Toledo, 2016; FAO, 2002; Escarria, 2012).
La formulación del problema de investigación se divide en: problema general y problemas específicos; como problema general se ha planteado la siguiente pregunta ¿Cómo se recupera los suelos salinos mediante el vermicompost y bacterias halófilas? y como problemas específicos se determinaron tres, el primero es ¿Cuál es la variación en
14 las propiedades físicas y químicas del suelo salino al aplicar el vermicompost y las bacterias halófilas?, el segundo es ¿Cuál es la variación de los macronutrientes ( NPK) en el suelo salino al aplicar el vermicompost y las bacterias halófilas? y por último ¿Cuál es la cantidad necesaria de vermicompost y bacterias halófilas para la recuperación del suelo salino?.
Como justificación de la investigación se ha tomado en cuenta los principales problemas que se genera por la disminución de los nutrientes del suelo debido a la acumulación de sales, es perjudicial para el desarrollo de las plantas, de tal manera, que, si la acumulación de sales es muy alta, las plantas tienden a marchitarse y finalmente mueren por falta de los nutrientes. Desde un punto socio-económico, se basa en dar una alternativa para restaurar un suelo degradado por las sales, y que tanto agricultores que presenten esta problemática como las personas naturales que vivan en zonas con suelo salino puedan producir su propio alimento y así, generar un sustento económico. En lo práctico, la remediación de los suelos salinos, mediante el vermicompostaje y las bacterias halófilas, se consideraría una técnica de fácil ejecución y de un costo accesible.
Los objetivos de esta investigación se dividen en; objetivo general y objetivos específicos, como objetivo general se busca recuperar suelos salinos mediante el vermicompost y bacterias halófilas, como objetivos específicos tenemos; primer objetivo específico determinar la variación en las propiedades físicas y químicas del suelo salino al aplicar el vermicompostaje y las bacterias halófilas. Segundo objetivo específico determinar la variación de los macronutrientes (NPK) en el suelo salino al aplicar el vermicompost y las bacterias halófilas. Al finalizar, determinar cuál es la cantidad necesaria de vermicompost y bacterias halófilas para la recuperación del suelo salino.
En el desarrollo de la investigación tuvimos como hipótesis general que mediante el vermicompost y bacterias halófilas se recuperan suelos salinos un 62% y 32,7% respectivamente (Mogollón et al., 2015) (Rodríguez, 2017). Como hipótesis específicas se determinaron tres; las propiedades físicas y químicas mejoran al aplicar vermicompost y las bacterias halófilas, se reducen el pH a 7,5 y la CE disminuye un 55.22% y mejora
15 la permeabilidad. (Mogollón et al., 2015), (Hancco, 2017), (Hernández et al., 2010). Segunda hipótesis específica los macronutrientes (N, P, K) aumentan al aplicar vermicompost y bacterias halófilas, en un 20,7 kg. N, 10.5 kg. P, 30.8 kg. K (Saranraj y Stella, 2012), y por último la cantidad necesaria de vermicompost y bacterias halófilas para la recuperación del suelo salino, es de 10% de vermicompost y 1 cepa de la bacteria halófila al 12% de NaCl. (Mogollón et al., 2015) (Rodríguez, 2017).
MÉTODO 2.1 Tipo y diseño de Investigación
Esta investigación pertenece a un estudio de tipo aplicada, porque su objetivo se basa en resolver el problema de los suelos degradados por la salinidad, con un enfoque cuantitativo dado que, nos permitió analizar, procesar y evaluar los datos de una forma científica. Tiene un diseño experimental, porque se basa en la manipulación de la variable independiente con las dependientes. El nivel de investigación, es correlacional y descriptivo, debido a que, la investigación determina la disminución de las sales en el suelo, por lo que se describió el resultado de cada tratamiento y su relación con los demás tratamientos y demostrar su efectividad.
2.2 Operacionalización de variables
Para la presente investigación se identificó dos variables, la variable independiente que viene ser el vermicompostaje y bacterias halófilas., y la variable dependiente que está representada por la recuperación de suelos salinos. En la Tabla 2 se observa la operacionalización de las variables.
16 Tabla 2: Operacionalización de variables.
VARIABLES DEFINICIÓN CONCEPTUAL DEFINICIÓN
OPERACIONAL DIMENSIONES INDICADORES
UNIDAD DE MEDICIÓN DEPE ND IE NTE E l Ve rm icom p ostaj e
El vermicompost es una alternativa para la recuperación de suelos con pérdidas
excesivas de nutrientes por lavado, estrés de las plantas por la salinidad del suelo. El vermicompost mejora las propiedades del suelo, y le proporciona nutrientes para un mejor crecimiento de
las raíces. Mogollón et al. (2014)
Para obtener el vermicompost, se degrado materia orgánica
durante 20 días luego se agregaron las bacterias halófilas por 60 días. Finalmente se llevó a laboratorio para analizar sus
características. Cantidad del vermicompost Peso Kg Característica del vermicompost pH 1 - 14 CE dS/m N, P, K g/kg B ac te rias H alófil as
Las bacterias halófilas, son microorganismos que desarrollan una adaptación llamada osmorregulación; la
cual se resume como la síntesis de osmolitos. Las células consiguen el equilibrio osmótico manteniendo la concentración de sales intracelular similar a la exterior. El citoplasma se
Para la obtención de las bacterias halófilas se realizaron pruebas de laboratorio, donde se
determinó el % de NaCl necesaria para su cultivo,
Cantidad de bacterias halófilas Placas Petri - Características morfológicas y microscópica de las bacterias halófilas Origen - Color - Forma - Textura - Elevación -
17 halla a merced de fuerzas iónicas, por lo
ha padecido adaptaciones estructurales, que consisten en sustituciones de aminoácidos y disminución de los residuos hidrofóbicos. Calderón, 2015
Borde - Superficie - IND E PENDIENT E Re cu p er ac ión d e su elo sal in os
La recuperación de suelos salinos es el proceso por el cual se le devuelve la
capacidad productiva, mejora las propiedades físicas, químicas, biológicas, nutrientes y materia
orgánica. (Benites, 2015).
Para la recuperación de suelos salinos se realizaron pruebas de
laboratorio, en el cual se determinó la cantidad necesaria
de vermicompost y bacterias halófilas, así como también se
determinó las características físicas, químicas y de macronutrientes del suelo
tratado. Propiedades físicas y químicas del suelo Textura % Permeabilidad cm/h Temperatura °C pH 1 - 14 Conductividad eléctrica dS/m Macronutrientes NPK g/kg
18 2.3 Población, muestra y muestreo
La población para esta investigación estuvo comprendida por los suelos salinos del distrito de San Bartolo - Lima, el cual tiene una superficie de 4501 hectáreas.
Para efectos del presente estudio se consideró una muestra que comprende 3120 kg de suelo salino para su tratamiento in situ y un área de 10.4𝑚2, con un volumen de 3.12𝑚3, las cuales se establecerán de acuerdo a las etapas del estudio. La unidad de análisis consistió en un cuadrante de 1 m de largo, 0.8 m de ancho y 0.3 m de profundidad, un área de 0.8𝑚2 y un volumen de 0.24𝑚3 que equivale a 210 kg de suelo salino para realizar los tratamientos de recuperación del suelo salino.
Se realizó un muestreo aleatorio simple, es decir, fue un muestreo no probabilístico ya que fueron tomadas al azar y en función de su accesibilidad y criterio personal e intencional.
2.4 Técnicas e instrumentos de recolección de datos, validez y confiabilidad.
Para la presente investigación se empleó la técnica de observación, considerando el efecto del vermicompost y las bacterias halófilas en las características del suelo salino, para su recuperación.
Para determinar la recuperación del suelo salino en el distrito de San Bartolo se utilizaron los siguientes instrumentos:
Ficha de las características del vermicompost donde se observaron los siguientes parámetros: el pH, CE, % del nitrógeno, fosforo y potasio. (Anexo 1)
Ficha de las características morfológicas y microscópicas de las bacterias halófilas, donde ser observaron los siguientes parámetros: el origen, color, forma, textura, elevación, borde, superficie. (Anexo 2)
19 Fichas de registro de los datos durante el tratamiento, donde se analizaron los
siguientes parámetros: CE, pH y temperatura. (Anexo 3)
Fichas de registro de los datos al finalizar el tratamiento, donde se analizaron los siguientes parámetros: CE, pH, temperatura, permeabilidad, textura, el % de nitrógeno, fosforo y potasio. (Anexo 4)
Para la validez de los instrumentos de la presente investigación se trabajó con 3 expertos colegiados y con experiencia mínima de 5 años, a quienes se les pidió que evalúen los ítems de la presente investigación, están determinada de acuerdo a los objetivos del estudio. En la Tabla 3 se observan el nombre de los 3 expertos y el promedio obtenido en la evaluación.
Tabla 3: Validez de instrumentos
JUICIO DE EXPERTOS
N° Nombre de expertos Promedio de evaluación
1 Mg. JUAN ALBERTO PERALTA MEDINA 90%
2 Mg. JUAN JULIO ORDOÑEZ GÁLVEZ 85%
3 Mg. FREDY PILLPA ALIAGA 90%
Para la confiabilidad de los 4 instrumentos de recolección de datos que se utilizó en la presente investigación, se contó con 3 expertos colegiados de la escuela académica profesional de Ingeniería Ambiental, obteniendo un promedio de confiabilidad de 88.3%.
20 2.5 Procedimiento
La recuperación de los suelos salinos se realizó con el vermicompostaje y las bacterias halófilas, para ello primero se elaboró el vermicompost, que consta en degradar los restos orgánicos domésticos y agregando agua periódicamente durante 20 días, luego se agregan las lombrices rojas californianas las cuales se alimentaron generando el vermicompost (que vienen a ser las excretas de las lombrices), en un periodo de 60 días aproximadamente.
Posteriormente se realizó un cultivo de las bacterias halófilas, para ello se tomó una muestra de agua de la playa de San Bartolo con un envase de vidrio jambar de 500ml, el cual se transportó al laboratorio de la Universidad Cesar Vallejo para realizar el cultivo en el agar nutritivo modificado al 40% de NaCl.
Finalmente se realiza el tratamiento en un periodo de 36 días, los tratamientos fueron implementados de forma directa, el vermicompost se agregó al suelo salino y removió, las bacterias se diluyeron en agua y de agrego al suelo salino. Se realizó un muestreo cada 8 días para ser analizada en el laboratorio. El inicio del tratamiento fue el 14 de octubre, el primer muestreo el 22 de octubre, el segundo muestreo se realizó el 30 de octubre y el último muestreo en 9 de noviembre del 2019. En la Tabla 4 se observan los 9 tratamientos utilizados en esta investigación.
Tabla 4: Tratamientos
CÓDIGO TRATAMIENTOS Repeticiones
MB Suelo salino (inicial) 6
T1 Vermicompost 5% (10kg) 6
T2 Vermicompost 10% (20 kg) 6
T3 Vermicompost 15% (30 Kg) 6
T4 Bacterias halófilas 2 placas / riego por semana 6 T5 Bacterias halófilas 3 placas / riego por semana 6
21 T6 Bacterias halófilas 4 placas / riego por semana 6
T7 Vermicompost 5% + bacterias halófilas 2 r/s 6 T8 Vermicompost 10% + bacterias halófilas 3 r/s 6 T9 Vermicompost 15% + bacterias halófilas 4 r/s 6
2.6 Métodos de análisis de datos
El análisis de los datos registrados en el laboratorio se procesaros y evaluaron por el software SPSS y Microsoft Excel, de la que se obtendrán las Tablas de normalidad, ANOVA, Tukey y Gráficos.
2.7 Aspectos éticos
La presente investigación sigue el código de ética y reglamento interno de la Universidad Cesar Vallejo, Además se rige a los lineamientos de la Resolución Rectoral N° 0089-2019/UCV. Asimismo, fue sometida al software Turnitin para verificar la originalidad.
22 RESULTADOS
3.1 Características de la enmienda orgánica utilizada.
En la Tabla 5 se muestra los análisis químicos de la enmienda utilizada, La CE del vermicompost se encuentra por debajo de 1dS/m, el pH neutro con un 7.3 y el Nitrógeno y Potasio estando por debajo del 2% y el fosforo mucho menor al 1% coincidiendo con lo reportado por Hernández, 2011.
Tabla 5: Características del vermicompost
Conductividad eléctrica pH N P K (dS/m) % % % Vermicompost 0.78 7.3 1.3 1.6 0.0082
3.2 Características morfológicas de las colonias de bacterias halófilas.
Se seleccionaron 4 colonias bacterianas representativas cuyas características morfológicas se presentan en la Tabla 6. Estas fueron aisladas del agua de mar y preservadas en solución salina al 40%. Para los experimentos descritos abajo se tomó 12.6 g de agar nutritivo y 9 g de NaCl, se preparó en 450 ml de agua destilada, se llevó a ebullición por 1 min, seguidamente se pasó a la autoclave a 121°C por 15 min, luego se dejó enfriar y vacío en las placas Petri finalmente se sembraron por el método de estriás por agotamiento en 18 placas de Petri, se incubaron a temperatura ambiente 25°C durante 2 y 5 días, tiempo en el cual se observaron colonias.
23 Tabla 6: Características morfología y microscópica de las colonias de las bacterias
halófilas.
3.3 Resultados detallados por tratamiento.
Se realizó un muestreo con 6 repeticiones de cada tratamiento y en las que se analizaron las propiedades físicas, químicas y macronutrientes antes y después de implementar los tratamientos. Observar las Tablas 7 – 8 – 9 – 10 y 11.
En la Tabla 7 se observa los datos obtenidos en el primer muestreo resultando en una disminución de la salinidad del suelo en un 55% en el T1 8.344 dS/m, teniendo en cuanta que han pasados 8 días de la implementación de los tratamientos.
Tabla 7: Datos obtenidos le primer muestreo del suelo de los parámetros de CE, pH y Temperatura.
Primer Análisis Oct-22
Conductividad eléctrica pH Temperatura (dS/cm) °C Inicial (Muestra Base) 10 cm 20.416 8.27 22.620 20.606 8.54 24.600 19.856 8.61 24.250 19.752 8.45 23.340 MORFOLOGÍA MICROSCOPÍA
Código Origen Color Forma Textura Elevación Borde Superficie Forma BH1
Agua de mar
Blanca Circular Viscosa Elevada Entero Mate/lisa Cocos BH2 Blanca Circular Viscosa Elevada Entero Mate/lisa Estreptococos BH3 Blanca Irregular Viscosa Elevada Ondulado Mate/lisa Bacilos BH4 Blanca Irregular Viscosa Elevada Ondulado Mate/lisa Estreptobacilos
24 18.846 7.95 23.530 19.125 8.55 24.540 Promedio 19.767 8.393 23.813 20 cm 20.654 8.56 23.500 21.321 8.10 23.620 21.129 7.96 23.900 20.436 7.54 23.320 20.622 8.24 24.300 20.324 8.64 23.700 Promedio 20.748 8.17 23.723 30 cm 23.066 8.03 24.150 23.201 8.50 23.510 24.521 7.26 23.610 23.372 7.54 23.501 24.264 7.98 22.601 24.315 8.64 24.600 Promedio 23.790 7.991 23.662 T1 10cm 6.207 8.01 22.520 6.256 7.14 21.950 3.658 7.03 22.350 12.800 8.21 23.550 10.625 8.14 24.510 10.520 8.17 24.560 Promedio 8.344 7.78 23.240 T2 20 cm 9.815 8.28 23.200
25 8.251 7.95 23.520 8.025 8.02 22.560 12.850 8.20 24.760 11.056 8.30 22.240 11.502 7.81 23.520 Promedio 10.250 8.093 23.300 T3 30 cm 7.056 7.52 23.160 8.152 7.06 22.510 8.095 8.06 22.690 12.950 7.82 24.500 12.650 7.06 23.610 10.506 7.07 22.420 Promedio 9.902 7.432 23.148 T4 10 cm 10.700 8.15 24.200 10.059 8.13 22.410 10.100 8.02 23.156 8.600 8.04 23.160 9.021 8.24 22.540 8.159 8.51 23.614 Promedio 9.440 8.181 23.180 T5 20 cm 11.500 8.06 24.350 10.304 7.27 22.540 10.921 7.85 22.630 10.600 8.37 23.600 11.213 8.23 24.160
26 10.652 8.21 23.450 Promedio 10.865 8.000 23.455 T6 30 cm 12.025 8.06 24.300 12.003 8.49 24.120 11.958 8.25 22.510 11.050 8.20 23.400 11.614 8.31 22.450 12.045 8.42 22.590 Promedio 11.783 8.29 23.228 T7 10 cm 9.980 8.20 22.650 9.502 8.13 22.910 10.001 7.63 21.280 8.450 8.35 22.500 8.391 8.03 22.510 8.905 8.15 23.410 Promedio 9.205 8.08 22.543 T8 20 cm 17.360 8.39 22.560 16.025 8.15 22.510 16.960 8.03 22.470 8.229 7.17 24.160 8.021 7.03 23.500 8.522 7.62 21.900 Promedio 12.520 7.73 22.850 T9 30 cm 17.230 8.03 23.150 17.360 7.21 23.160
27 17.058 7.91 23.230 9.065 7.22 22.610 9.215 7.15 22.580 10.002 7.26 22.140 Promedio 13.322 7.46 22.812
En la Tabla 8: se observan los datos obtenidos en el segundo muestreo resultando en una disminución de la salinidad del suelo en un 70% en el T9 con 4.448 dS/m.
Tabla 8: Datos obtenidos el segundo muestreo del suelo de los parámetros de CE, pH y Temperatura.
Segundo Análisis Oct-30
Conductividad eléctrica pH Temperatura (dS/cm) °C Inicial (Muestra Base) 10 cm 20.514 8.37 23.450 20.066 8.23 22.560 20.915 8.21 23.310 21.648 8.13 22.640 20.946 8.35 22.600 21.346 8.65 23.430 Promedio 20.906 8.324 22.998 20 cm 22.465 8.38 23.670 21.648 8.46 23.540 22.543 8.32 23.500 20.987 8.20 24.320
28 21.258 8.31 22.250 21.698 8.42 22.512 Promedio 21.767 8.348 23.299 30 cm 22.676 8.13 22.570 23.549 8.64 23.320 22.976 8.35 22.640 23.089 8.29 23.100 23.917 8.15 23.056 24.922 8.07 22.140 Promedio 23.522 8.271 22.804 T1 10cm 3.037 8.06 21.950 3.441 8.49 23.500 3.665 8.25 22.640 6.002 8.20 24.500 6.221 8.31 21.640 6.281 8.42 21.540 Promedio 4.775 8.29 22.628 T2 20 cm 2.451 7.75 22.520 3.665 7.95 21.950 3.512 8.03 22.350 7.706 8.21 23.200 7.155 8.14 23.520 7.951 8.17 22.560 Promedio 5.407 8.04 22.683 T3 30 cm 4.615 8.37 23.120
29 4.336 8.23 23.320 4.885 8.21 23.514 7.881 8.18 24.300 7.351 7.25 22.450 7.066 7.65 23.430 Promedio 6.022 7.98 23.356 T4 10 cm 5.463 7.82 23.550 5.142 7.06 24.510 5.114 7.07 24.560 3.815 7.65 24.200 3.225 7.52 22.410 4.115 8.05 23.156 Promedio 4.479 7.53 23.731 T5 20 cm 4.038 8.15 24.760 4.991 8.13 22.240 4.225 8.02 23.520 6.677 8.04 24.350 6.291 8.24 22.540 7.152 8.51 22.630 Promedio 5.562 8.181 23.340 T6 30 cm 5.164 8.12 23.500 5.326 8.31 22.240 5.164 8.08 22.610 6.371 7.70 24.300 6.900 8.61 24.120
30 6.221 7.65 22.510 Promedio 5.858 8.079 23.213 T7 10 cm 6.376 7.95 23.160 6.921 8.00 22.540 6.135 8.02 23.614 2.818 8.20 23.550 2.811 8.13 24.510 2.054 7.63 24.560 Promedio 4.519 7.988 23.656 T8 20 cm 5.923 7.17 23.600 5.126 7.03 24.160 5.999 7.62 23.450 2.988 8.39 24.760 3.510 8.15 22.240 3.991 8.03 23.520 Promedio 4.590 7.730 23.622 T9 30 cm 5.126 7.22 23.400 5.281 7.15 22.450 5.164 7.26 22.590 3.651 8.03 23.500 3.415 7.21 22.240 4.052 7.91 22.610 Promedio 4.448 7.463 22.798
31 En la Tabla 9: se observan los datos obtenidos al terminó de los tratamientos muestreo resultando en una disminución de la salinidad del suelo en un 87%, siendo esta el T 2.
Tabla 9: Datos obtenidos al finalizar el tratamiento del suelo de los parámetros de CE, pH y Temperatura.
Análisis Final Nov-09
Conductividad eléctrica pH Temperatura (dS/cm) °C Inicial (Muestra Base) 10 cm 20.651 7.31 22.50 19.225 8.01 22.51 19.025 7.52 23.41 20.638 8.13 22.61 20.345 8.20 22.75 19.576 7.91 22.34 Promedio 19.910 7.846 22.687 20 cm 20.316 8.09 21.62 21.114 8.03 22.13 21.951 8.16 22.55 21.648 8.06 21.64 20.534 8.14 21.97 20.754 8.04 22.34 Promedio 21.053 8.089 22.042 30 cm 23.065 8.27 23.12 23.871 8.54 21.65 24.156 8.61 23.06
32 23.976 8.32 23.58 23.572 8.57 22.94 24.649 8.76 23.67 Promedio 23.882 8.511 23.002 T1 10cm 4.765 8.20 24.20 3.006 8.31 22.41 4.514 8.42 23.16 4.154 7.82 24.60 3.628 7.06 23.31 5.009 7.07 24.17 Promedio 4.179 7.81 23.641 T2 20 cm 2.562 8.21 24.32 2.612 8.14 22.25 3.004 8.17 22.51 3.911 7.96 23.80 4.802 7.80 23.10 4.321 8.04 23.85 Promedio 3.535 8.05 23.305 T3 30 cm 3.301 8.18 23.10 3.661 7.25 23.06 3.915 7.65 22.14 4.955 8.34 22.81 4.899 8.31 22.51 4.004 8.45 22.84 Promedio 4.123 8.03 22.743
33 T4 10 cm 4.214 8.39 21.95 5.133 8.15 23.50 4.602 8.03 22.64 3.022 7.17 22.50 4.166 7.03 22.51 3.244 7.62 23.41 Promedio 4.064 7.73 22.752 T5 20 cm 3.242 8.20 22.56 3.311 7.21 22.51 3.020 8.23 22.47 4.061 7.52 24.16 4.013 7.06 23.50 3.521 8.06 21.90 Promedio 3.528 7.715 22.850 T6 30 cm 6.021 8.01 23.12 5.801 7.14 21.65 6.131 7.03 23.06 4.231 8.21 23.16 3.021 8.14 22.51 3.219 8.17 22.69 Promedio 4.737 7.782 22.698 T7 10 cm 3.751 8.28 22.52 4.321 7.95 21.95 4.502 8.02 22.35 1.825 8.06 23.55
34 2.651 8.49 24.51 2.005 8.25 24.56 Promedio 3.176 8.173 23.240 T8 20 cm 3.304 8.09 23.20 3.025 8.03 23.52 3.161 8.16 22.56 3.334 7.75 24.76 3.014 7.95 22.24 3.001 8.03 23.52 Promedio 3.140 8.002 23.300 T9 30 cm 3.015 8.06 24.30 3.111 7.27 22.45 3.510 7.85 23.43 2.601 8.37 23.50 2.145 8.23 22.24 2.901 8.21 22.61 Promedio 2.881 8.000 23.088
En la Tabla 10: Se observan los datos obtenidos de la permeabilidad y la textura tanto inicial como la finalizar los tratamientos. Siendo inicialmente un suelo arenoso franco y de permeabilidad rápida, y finalizando con un suelo franco arenoso y de permeabilidad moderadamente rápida.
35 Tabla 10: Datos obtenidos al finalizar el tratamiento del suelo de los parámetros permeabilidad y textura.
Análisis Final Nov-09
Permeabilidad Textura
Clase de
permeabilidad
Índice de permeabilidad
(cm/hora) % Arena % Limo
% Arcilla Clase de textura Inicial (Muestra Base) 10 cm Rápida 15.50 85 10 5 Arenoso Franco 15.30 80 10 10 14.50 75 5 10 16.30 79 15 6 16.50 82 13 5 16.70 85 10 5 Promedio 15.800 81.000 10.500 6.833 20 cm Rápida 15.70 75 17 8 Arenoso Franco 15.40 75 15 10 14.80 80 14 6 16.50 74 18 8
36 16.80 78 14 8 17.00 85 10 5 Promedio 16.033 77.833 14.667 7.500 30 cm Rápida 15.10 75 17 8 Arenoso Franco 16.20 80 10 10 16.90 85 9 6 16.40 75 20 5 16.80 78 16 6 17.20 82 13 5 Promedio 16.433 79.167 14.167 6.667 T1 10cm Moderadamente rápida 9.50 65 20 15 Franco Arenoso 9.40 68 18 14 10.20 70 18 12 10.50 63 24 13 10.20 69 17 14
37 9.50 65 20 15 Promedio 9.883 66.667 19.500 13.833 T2 20 cm Moderadamente rápida 9.60 70 16 14 Franco Arenoso 9.80 67 20 13 9.50 65 20 15 9.60 65 21 14 9.80 62 23 15 9.50 65 21 14 Promedio 9.633 65.667 20.167 14.167 T3 30 cm Moderadamente rápida 9.30 65 21 14 Franco Arenoso 9.70 68 17 15 10.10 65 21 14 9.20 69 18 13 9.10 70 16 14 10.10 65 20 15
38 Promedio 9.583 67.000 18.833 14.167 T4 10 cm Moderadamente rápida 9.50 65 20 15 Franco Arenoso 10.70 63 23 14 10.50 60 28 12 10.30 65 19 16 9.70 63 24 13 10.40 60 25 15 Promedio 10.183 62.667 23.167 14.167 T5 20 cm Moderadamente rápida 9.30 64 23 13 Franco Arenoso 9.70 65 21 14 10.10 70 15 15 9.60 64 20 16 10.50 65 20 15 9.70 70 15 15 Promedio 9.817 66.333 19.000 14.667
39 T6 30 cm Moderadamente rápida 10.50 65 20 15 Franco Arenoso 10.20 64 20 16 9.50 65 20 15 10.30 65 20 15 10.50 64 22 14 9.40 65 20 15 Promedio 10.067 64.667 20.333 15.000 T7 10 cm Moderadamente rápida 9.50 64 20 16 Franco Arenoso 9.80 65 22 13 9.70 70 15 15 9.60 70 14 16 9.80 67 20 13 9.50 65 20 15 Promedio 9.650 66.833 18.500 14.667 T8 20 cm 9.50 65 21 14
40 Moderadamente rápida 9.80 63 24 13 Franco Arenoso 9.70 60 25 15 9.50 64 23 13 9.80 60 26 14 9.70 65 20 15 Promedio 9.667 62.833 23.167 14.000 T9 30 cm Moderadamente rápida 10.80 65 20 15 Franco Arenoso 10.60 69 17 14 9.50 65 23 12 10.80 65 19 16 10.60 63 24 13 9.50 60 25 15 Promedio 10.300 64.500 21.333 14.167
41 En la Tabla 11: se observaron los datos obtenidos de los macronutrientes iniciales y finales del suelo salino recuperado. Siendo el T9 el que obtuvo los valores máximos.
Tabla 11: Datos obtenidos al finalizar el tratamiento del suelo de los parámetros NPK.
Análisis Final Nov-09
Nitrógeno Fosforo Potasio
g/Kg g/Kg g/Kg Inicial (Muestra Base) 10 cm 13, 2 27, 4 5,1 13.30 26.90 5.11 13.00 24.30 5.12 13.10 27.60 5.09 12.90 27.50 5.05 13.10 27.00 5.01 Promedio 13.080 26.660 5.076 20 cm 13, 2 27, 4 5,1 13.30 26.90 5.11 13.00 24.30 5.12 13.10 27.60 5.09 12.90 27.50 5.05 13.10 27.00 5.01 Promedio 13.080 26.660 5.076 30 cm 13, 2 27, 4 5,1 13.30 26.90 5.11 13.00 24.30 5.12
42 13.10 27.60 5.09 12.90 27.50 5.05 13.10 27.00 5.01 Promedio 13.080 26.660 5.076 T1 10cm 12.80 27.60 4.80 14.10 28.40 5.80 13.90 27.60 5.50 13.81 26.40 5.40 14.21 27.50 5.60 12.75 28.10 5.90 Promedio 13.595 27.600 5.500 T2 20 cm 14.20 25.30 5.80 13.20 28.10 4.90 13.90 28.10 4.70 14.35 24.30 5.70 14.80 25.00 4.80 13.10 24.90 6.10 Promedio 13.925 25.950 5.333 T3 30 cm 14.80 28.40 4.50 14.20 29.10 5.90 14.00 30.10 4.00 13.90 29.90 4.10 13.70 28.90 3.80 13.50 31.10 3.70 Promedio 14.017 29.583 4.333
43 T4 10 cm 12.80 27.60 4.80 14.20 25.90 4.30 14.50 25.30 3.90 14.10 25.00 3.70 13.80 24.90 4.00 13.60 23.80 4.20 Promedio 13.833 25.417 4.150 T5 20 cm 14.20 28.10 5.13 11.90 29.20 5.90 10.90 27.02 5.00 9.90 27.04 5.22 10.10 26.30 4.90 10.00 25.90 4.75 Promedio 11.167 27.260 5.150 T6 30 cm 13.00 27.50 5.01 14.20 27.40 5.61 12.90 24.80 5.40 12.70 26.10 5.25 13.10 26.50 4.81 12.50 23.00 4.71 Promedio 13.067 25.883 5.132 T7 10 cm 14.20 27.90 5.90 13.20 25.30 4.51 12.90 24.70 5.52 11.80 27.80 4.14
44 12.60 27.60 3.93 12.80 27.50 4.60 Promedio 12.917 26.800 4.767 T8 20 cm 14.20 27.50 5.10 13.20 25.30 4.52 13.30 24.60 4.25 14.90 28.40 4.70 14.10 27.50 4.34 13.90 27.90 4.20 Promedio 13.933 26.867 4.518 T9 30 cm 15.20 28.10 5.90 15.50 28.40 5.80 16.20 29.20 6.20 16.70 29.70 6.40 15.80 30.10 6.60 15.50 32.30 6.20 Promedio 15.817 29.633 6.183
3.4 Resultados obtenidos promediados por parámetro.
Temperatura: En la Figura 1, se puede observar el promedio general de los datos obtenidos por cada tratamiento, como temperatura inicial desde 22.042 hasta 23.813°C, durante la primera semana de haber empezado el tratamiento se obtuvo una temperatura desde 21.28 a 23.422°C. En la segunda semana se obtuvo de un rango desde 22.589 hasta 23.662 °C. En la última semana del tratamiento se obtuvo una temperatura de 22.589 a 23.723 °C.
