En el presente proyecto, se escribirán tres artículos científicos sobre los efectos de las micorrizas arbusculares en la reducción del cadmio en el cultivo de cacao y, posteriormente, se publicarán en revistas indexadas de alcance internacional.

El Perú es uno de los principales centros de origen del cacao, con una alta diversidad y variabilidad genética verificable en las diferentes poblaciones, razas nativas o ecotipos de cacao. En el 2012, se declaró al cacao peruano como patrimonio natural de la nación y se creó el Registro Nacional de Cultivares de Cacao Peruano (RNCCP). Asimismo, el Perú es uno de los principales productores y exportadores de cacao fino, mejorando el ingreso económico de muchas familias que tienen como sustento a este cultivo.

A nivel mundial, la contaminación por metales pesados es uno de los mayores problemas que afecta la salud humana (Gamalero, Lingua, Berta & Glick, 2009). Debido a que los metales pesados son elementos no degradables, inmutables y persistentes en el ambiente (Adriano, Wenzel, Vangronsveld & Bolan, 2004; Lebeau, Braud & Jezequel, 2008), pueden movilizarse en el suelo, aire y agua mediante cambios en su estado de óxido-reducción (Young, 2012) o incorporarse a los seres vivos a través de las cadenas tróficas. Por su parte, los metales pesados son aquellos elementos que presentan características metálicas y tienen una densidad específica mayor a 5 g cm-3 (Weast, 1984). Asimismo, desde el punto de vista de la salud humana, son considerados elementos potencialmente tóxicos (Alloway, 2013; Gadd, 1993; GonzálezChávez, Carrillo-González, Wright & Nichol, 2004; Volke-Sepúlveda, Velasco-Trejo & De la Rosa-Pérez, 2005) para incluir a aquellos metales que son esenciales en cantidades traza, pero que llegan a ser tóxicos cuando su concentración se incrementa. Asimismo, la biorremediación de metales pesados como el cadmio implica la descontaminación por vía biológica, siendo las micorrizas arbusculares eficientes en la biorremediación, ya que exploran mayor área de suelo, actuando como puentes de traslado de nutrientes a la planta. Además, el aporte de materia orgánica interactuará en una tecnología eficiente y amigable al medio ambiente. En el caso de los suelos contaminados con metales pesados, se aprovecha la capacidad que tienen algunos microorganismos para movilizar o inmovilizar estos contaminantes (Lovley & Coates, 1997).

Actualmente, la presencia de metales pesados en el cultivo de cacao (Theobroma cacao L.) es un grave problema para agricultores y cooperativas de las regiones amazónicas del Perú, ya que se encuentran de manera natural en la corteza terrestre en forma de minerales, de donde pueden ser absorbidos por las plantas y tomados de ellas por el ser humano, lo que constituye un riesgo potencial para la salud (Prieto et al., 2009). Además, la planta de cacao absorbe metales pesados del suelo y los concentra en las semillas (Augstburger et al., 2000). Aparte, la evaluación del contenido de cadmio en semillas de cacao en parcelas de estas regiones reveló la presencia de cadmio en niveles superiores al permitido (0.5 ppm) (Cárdenas, 2012), lo cual puede limitar la exportación de este producto agrícola.

Por tanto, se enfatiza que el problema central aborda la escasa validación y desarrollo de tecnologías innovadoras mediante el uso de micorrizas arbusculares nativas con abono orgánico en el control del cadmio en el cultivo de cacao. El presente proyecto permitirá disponer de metodologías validadas y definidas para el control del cadmio en el cultivo de cacao, interactuando con los abonos orgánicos, metodología amigable al medio ambiente que será utilizada por productores cacaoteros, empresas, asociaciones, etc. Asimismo, se dará inicio con el aislamiento de consorcios nativos de micorrizas arbusculares en campos de Theobroma cacao de diversas zonas de San Martín, selección de consorcios de micorrizas arbusculares con capacidad de reducción de cadmio a nivel de vivero y laboratorio, estudio de la interacción de micorrizas arbusculares y abonos orgánicos en la reducción de cadmio en plantones de cacao y validación de la capacidad de micorrizas arbusculares nativas y abonos orgánicos en la reducción de cadmio en campos de cultivo de cacao.

El cacao ha tenido un crecimiento significativo durante los últimos años en el Perú, en particular, en la región San Martín, con un 30% del total del área peruana y una contribución del 45% en la producción. Diversas investigaciones realizadas a lo largo de los últimos años han establecido zonas con presencia de cadmio en los suelos dentro de la región (Arévalo et al., 2016). Además, los suelos y granos en áreas de cultivo de cacao podrían presentar altos niveles de metales pesados (Crozier et al., 2012, Huamaní et al., 2012), lo que significaría tener problemas para el consumo y exportación a futuro.

Por su parte, los metales pesados se consideran unos de los contaminantes más tóxicos en el ambiente por tener efectos nocivos a nivel de toda la cadena trófica, en especial, el Cd, Cr y Hg son relevantes debido su persistencia y toxicidad (Beltrán y Gómez, 2016). Una vez disponibles, pueden ser absorbidos por la planta de cacao. Sin embargo, su distribución en la planta y su acumulación es variable (Arévalo et al., 2016). En la actualidad, no se conoce un papel fisiológico definido de este metal en la planta, pero puede concentrarse en las raíces, brotes, hojas o partes comestibles como los granos por su constitución grasosa (Augstburger et al., 2000, Rascio & Navari-Izzo, 2011). Las regiones de la Amazonía peruana presentan cadmio en semillas de cacao a niveles superiores del permitido (0.5 ppm) (Cárdenas, 2012), lo cual puede limitar la exportación de este producto agrícola (Huamaní et al., 2012).

Las estrategias de remediación con microorganismos del suelo, especialmente, los hongos formadores de micorrizas arbusculares, benefician el establecimiento y crecimiento de las plantas, mejorando la absorción de nutrientes minerales necesarios y de difícil disponibilidad para las plantas (Marschner, 1995). Además, proporcionan a las plantas una gran resistencia frente a elementos adversos, tanto bióticos como abióticos (Ocampo, 1993), reduciendo concentraciones de algunos elementos, tales como, Cu, Zn, Cd y Mn (George et al., 1994; Bürkert y Robson, 1994; Weissenhorn y Leyval., 1995) y, además, pueden ser importantes degradadores de sustancias tóxicas (Madrid et al., 1996). Es así que la inoculación micorrízica arbuscular restringiría, inmovilizaría o secuestraría al cadmio (Cd), impidiendo su traslocación a las raíces y parte aérea de la planta. Este efecto puede verse potenciado en forma directa o a través de la simbiosis por los hongos (Arriagada et al, 2001).

Bajo este contexto, la presente investigación plantea estudiar e implementar a nivel de laboratorio, vivero y campos de cultivo, estrategias biológicas con el uso de cepas micorrizas arbusculares nativas y su interacción con diferentes dosis de abono orgánico a partir de la cáscara de cacao a fin de reducir la concentración de cadmio en el suelo y, por lo tanto, reducir su absorción por las plantas de cacao en San Martín.

Modalidad de proyecto: Proyecto de investigación avanzado

Los proyectos deben ser presentados de manera asociativa (con una o más entidades asociadas).

La conformación mínima es la siguiente:

• Un investigador principal
• Un coinvestigador
• Un tesista de posgrado
• Un gestor tecnológico
• Un coordinador administrativo

Tipo de proyecto: Investigación aplicada

Subsector: Ambiente

Sector: General

Lugar de ejecución del proyecto: San Martín

Fecha de inicio: 03/12/2018

Fecha de cierre: 03/12/2021

Plazo de ejecución (meses): 36

Objetivo principal

Generar tecnologías de biorremediación con micorrizas arbusculares nativas en el control del cadmio de clones de Theobroma cacao como estrategia sostenible a la seguridad alimentaria ecológica en la región San Martín.

Objetivo específico 1

Selección y multiplicación de consorcios de micorrizas arbusculares con capacidad de reducción de cadmio.

Objetivo específico 2

Estudio de la interacción de micorrizas arbusculares y dosis de abono orgánico en base a la cáscara de cacao para la reducción de cadmio en plantones de cacao.

Objetivo específico 3

Validación de la capacidad de micorrizas arbusculares nativas y dosis de abono orgánico en base a la cáscara de cacao para la reducción de cadmio en campos de cultivo de cacao en tres pisos ecológicos de la provincia de Lamas.

Objetivo específico 4

Repotenciar la capacidad productiva de cacao mediante la capacitación y transferencia de tecnologías innovadoras en la provincia de Lamas.

Institución responsable del proyecto

Universidad Católica Sedes Sapientiae

RUC: 20505378629

Tipo de entidad: Universidades que se encuentren licenciadas o en proceso de licenciamiento por la SUNEDU

Régimen: Privado

Tipo de organización: Sin fines de lucro

Departamento: San Martín

Provincia: Rioja

Distrito: Nueva Cajamarca

Dependencias: Facultad de Ingeniería Agraria

Instituciones asociadas

Universidad Nacional de San Martín

RUC: 20160766191

Tipo de entidad: Universidades que se encuentren licenciadas o en proceso de licenciamiento por la SUNEDU

Régimen: Público

País: Perú

Departamento: San Martín

Provincia: San Martín

Distrito: Tarapoto

Investigador principal

Nombres: Geomar

Apellido paterno: Vallejos

Apellido materno: Torres

Grado académico: Magíster

Nombre del grado académico: Magíster en Gestión Ambiental

Entidad: Universidad Católica Sedes Sapientiae

Dependencia: Facultad de Ingeniería Agraria

Coinvestigador

Nombres: Mike Anderson

Apellido paterno: Corazón

Apellido materno: Guivin

Grado académico: Magíster

Entidad: Universidad Nacional de San Martín

Dependencia: Facultad de Ciencias Agrarias

Coinvestigador

Nombres: Rubén

Apellido paterno: Ruiz

Apellido materno: Valles

Grado académico: Magíster

Entidad: Universidad Católica Sedes Sapientiae

Dependencia: Facultad de Ingeniería Agraria

Tesista

Nombres: Carlos Hugo

Apellido paterno: Egoavil

Apellido materno: De la Cruz

Tipo de tesis: Maestría

Entidad: Universidad Católica Sedes Sapientiae

Tesista

Nombres: Tesista no identificado

Apellido paterno: Tesista no identificado

Apellido materno: Tesista no identificado

Tipo de tesis: Doctorado

Entidad: Universidad Católica Sedes Sapientiae

Gestor tecnológico

Nombres: Gestor tecnológico no identificado

Apellido paterno: Gestor tecnológico no identificado

Apellido materno: Gestor tecnológico no identificado

Entidad: Universidad Católica Sedes Sapientiae

Coordinador administrativo

Nombres: Nery

Apellidos: Gaona Jiménez

Entidad: Universidad Católica Sedes Sapientiae

Técnico

Nombres: Técnico no identificado

Apellidos: Técnico no identificado

Entidad: Universidad Católica Sedes Sapientiae

Rubros financiables

1. Recursos humanos (hasta 50% del monto financiado)

1. Incentivo monetario para el investigador principal y coinvestigadores: no debe sobrepasar el máximo de S/ 2,000 mensuales por investigador.
2. Pago a los tesistas: no debe sobrepasar el máximo de S/ 1,500 mensuales por tesista.
3. Pago al personal técnico o asistente de investigación: no debe sobrepasar el máximo de S/ 1,000 mensuales por técnico.
4. Honorarios o incentivos para un gestor tecnológico: no debe de sobrepasar el máximo de S/. 1,500 mensuales.

2. Equipos y bienes duraderos (hasta 20% del monto financiado)

Corresponde a la adquisición de equipos menores para el proyecto de investigación.

3. Materiales e insumos

1. Materiales, insumos, reactivos, accesorios, componentes electrónicos o mecánicos, bienes no inventariables.
2. Material bibliográfico, tales como manuales, bases de datos, libros especializados, otros, y/o suscripciones a redes de información (en físico o electrónico).
3. Software especializado para el desarrollo de los proyectos de investigación.

4. Viajes

Corresponde a los gastos de viajes relacionados a actividades propias del proyecto de investigación.

Los gastos que aplican para este rubro son los siguientes:

1. Pasajes: terrestres, aéreos, nacionales e internacionales, en clase económica.
2. Viáticos: comprenden los gastos por concepto de alimentación, hospedaje y movilidad (hacia y desde el lugar de embarque), así como el desplazamiento en el lugar donde se realizan las actividades. El concepto de viáticos es aplicable para estancias cuya duración sea menor a los quince (15) días calendario, considerando los topes máximos diarios detallados en el Anexo 2.
3. Manutención: comprenden los gastos de alojamiento, alimentación y movilidad local durante su permanencia en el lugar sede del objeto del beneficio otorgado, o desplazamientos relacionados con el mismo. El concepto de manutención es aplicable siempre que se trate de una estancia cuya duración sea mayor o igual a quince (15) días calendario, considerando los topes máximos diarios detallados en la convocatoria.
4. Seguro de viaje: el seguro es de carácter obligatorio y su valor debe estar de acuerdo al precio de mercado. La cobertura típicamente incluye gastos médicos de emergencia, muerte accidental, invalidez e imprevistos logísticos durante el viaje (retraso de vuelos, demora o pérdida de equipaje, robos, etc.). El precio del seguro puede variar en función a la edad, duración del viaje y el destino. Se puede financiar hasta un máximo de S/ 2,000.

5. Servicios de no consultoría.

Corresponde a los gastos de contratación de personas naturales o jurídicas para la ejecución de actividades de índole técnica especializada, consideradas como críticas para lograr el buen resultado del proyecto de investigación: servicios de laboratorio, colección de datos, procesamiento de muestras, análisis y diseño.

6. Otros servicios

Corresponde a los gastos de contratación de personas naturales o jurídicas para la ejecución de actividades complementarias del proyecto de investigación, tales como:

a. Actividades de difusión:

1. Gastos de organización de taller de cierre del proyecto.
2. Costo de publicación de artículos en revistas indizadas.
3. Costo de inscripción para participar en eventos o para discutir los resultados con personal interesado o calificado.

b. Actividades complementarias de la investigación:

1. Gastos de importación y desaduanaje de materiales, insumos o equipos relacionados al proyecto de investigación que se adquieran en el extranjero.
2. Gastos relacionados a la obtención del título o grado.
3. Gastos relacionados a la solicitud de patentes.
4. Gastos de mantenimiento correctivo para los equipos adquiridos u otro equipo de laboratorio que deba usarse en el proyecto.

7. Gastos de gestión (hasta 10% del monto financiado)

Corresponde al incentivo monetario para el coordinador administrativo, útiles de oficina y servicios de imprenta.