UNIVERSIDAD DE LAS FUERAS ARMADAS ESPE CENTRO DE

UNIVERSIDAD DE LAS FUERAS ARMADAS “ESPE” CENTRO DE POSGRADOS MAESTRÍA EN SISTEMAS DE GESTIÓN AMBIENTAL TRABAJO DE TITULACIÓN TEMA: Estudio del efecto alelopático del extracto de flor Calliandra h. sobre la germinación de malezas asociadas al cultivo de arroz, y análisis del comportamiento ambiental mediante el Análisis de Ciclo de Vida ACV

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA Uso de agroquímicos Libera al ambiente elementos tóxicos Afectación a flora, fauna y al hombre CONTAMINACIÓN AMBIENTAL

JUSTIFICACIÓN Buscar alternativas útiles y menos contaminantes Ampliar el rango de uso del extracto de Calliandra probada en otros cultivos Conocer las cargas ambientales y determinar que producto es mejor o menos contaminante

OBJETIVOS GENERAL: Analizar el efecto alelopático que tiene el extracto de flor de Calliandra h. sobre la germinación y crecimiento radicular de malezas asociadas al cultivo de arroz ESPECÍFICOS ◦ Determinar si existe un efecto inhibitorio significativo ◦ Determinar las cargas ambientales en el uso de un producto químico y un producto natural y hacer un análisis comparativo ◦ Plantear alternativas con un enfoque de Gestión Ambiental

MARCO TEÓRICO ALELOPATÍA ALELOQUÍMICOS Efecto positivo o negativo generado por una planta sobre otra por la liberación al ambiente de sustancias “Aleloquímicos”, Productos del metabolismo secundario, tiene varias funciones entre ellas la protección, mediante la inhibición de otras especies

ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA ETAPAS DEL ACV

METODOLOGÍA – ALELOPATÍA Recolección del material experimental Extracción de semillas Obtención del extracto Experimento Germinación in vitro 90 unidades experimentales Recopilación de datos ANOVA significancia Germinación Crecimiento radicular Dosis Efectiva (RG y RR al 50% y 90%)

Especie Nombre común Nombre científico Maleza 1 Arrocillo Echinochloa colona Maleza 2 Pasto colorado Echinochloa crus galli Maleza 3 Botoncillo Eclipta prostrata Maleza 4 Caminadora Rottboelia cochinesis Arroz Oriza sativa Concentración Detalle C 1 0% (solo agua destilada) C 2 6, 25% de extracto + 93, 75% agua destilada C 3 12, 5% de extracto + 87, 50% agua destilada C 4 25% de extracto + 75% de agua destilada C 5 50% de extracto + 50% de agua destilada C 6 100% solo extracto

METODOLOGÍA – ACV Objetivo • Cuantificar las cargas ambientales • Realizar un análisis comparativo para los escenarios Alcance • Evaluación del comportamiento ambiental del extracto natural y del glifosato 3 dosis. 4 escenarios Unidad Funcional • Reducción de la germinación al 50%, se consideró las dosis requeridas para lograr un mismo efecto

METODOLOGÍA – ACV Inventario del CV • Datos provenientes de la fase experimental, referencias bibliográficas y bases de datos Evaluación Impactos • Metodología ILCD 2011 Midpoint V. 1. 0 EU 27 2010. 16 categorías de impacto Software • Sima. Pro software comercial para ACV • Base de datos Ecoinvent

RESULTADOS Y DISCUSIÓN Efecto Alelopático – Germinación Semillas prueba 0 Echinochloa col. Echinochloa cruz. Eclipta p. Rottboelia c. Oriza s. 6, 25 85 92 75 47 100 83 97 78 68 100 Concentraciones 12, 5 25 50 % de germinación 75 72 67 90 93 95 68 55 47 45 50 52 100 95 95 100 17 5 0 23 47 ANOVA GENERAL Factores de variación Semilla_prueba Concentración*semilla gl 4 5 20 SC 21437, 22 44879, 17 6786, 11 CM 5359, 31 8975, 83 339, 31 F 43, 45 72, 78 2, 75 p-valor <0, 0001* 0, 0013* RESUMEN DE ANOVA INDIVIDUAL Semilla probada Echinochloa c. Eclipta p. Rottboelia c. Oriza s. Factor de variación Concentración F P VALOR 13, 07 134, 33 17, 83 2, 94 15, 76 0, 0002 <0, 0001 0, 0583 0, 0001

RESULTADOS Y DISCUSIÓN Efecto alelopático – Crecimiento radicular Semillas prueba Echinochloa co. Echinochloa cr. Eclipta p. Rottboelia c. Oriza s. 0 4, 21 4, 61 2, 33 2, 35 4, 34 Concentraciones 6, 25 12, 5 25 50 100 Crecimiento radicular medio (cm) 4, 65 3, 32 1, 88 0, 45 0, 12 4, 47 3, 94 3, 01 1, 76 0, 05 1, 40 1, 23 0, 65 0, 26 0, 00 4, 86 2, 92 2, 87 1, 87 0, 11 3, 16 3, 42 3, 40 1, 41 0, 51 ANOVA GENERAL Factores de variación Semilla_prueba Concentración*semilla gl 5 4 20 SC 1493, 04 436 318, 64 CM 299 109 16 F 231 84 12 p-valor <0, 0001 RESUMEN DE ANOVA INDIVIDUAL Semilla probada Echinochloa co. Echinochloa cr. Eclipta p. Rottboelia c Oriza s. Factor de variación F P VALOR Concentración 162, 67 155, 12 68, 92 17, 69 81, 39 <0, 0001 <0, 0001

RESULTADOS Y DISCUSIÓN Dosis efectiva (RG Y RR AL 50% Y 90%) Semilla Echinochloa co. Echinochloa cr. Eclipta p. Rottboelia c. Oriza s. DOSIS EFECTIVA GERMINACIÓN DOSIS EFECTIVA CRECIMIENTO RADICULAR RG 50 RG 90 Estimado Inferior Superior 0, 73 0, 58 0, 89 1, 25 0, 78 1, 71 0, 21 0, 14 0, 28 0, 52 0, 24 0, 80 0, 72 0, 57 0, 88 1, 24 0, 79 1, 70 0, 21 0, 14 0, 28 0, 52 0, 25 0, 80 0, 56 0, 37 0, 74 0, 96 -0, 05 1, 98 0, 11 -0, 02 0, 24 0, 66 -0, 50 1, 83 0, 96 0, 73 1, 20 1, 38 -0, 56 3, 32 0, 51 0, 32 0, 69 0, 66 -0, 50 1, 83 0, 98 0, 85 1, 10 1, 56 0, 62 2, 51 0, 44 0, 31 0, 59 0, 94 0, 14 1, 73

RESULTADOS Y DISCUSIÓN Análisis de ciclo de vida Categoría de impacto Cambio climático Agotamiento de la capa de ozono Toxicidad humana sin efectos cancerígenos Toxicidad humana con efectos cancerígenos Material particulado Radiación ionizante - Salud Humana Radiación ionizante - Ecosistemas Formación de ozono fotoquímico Acidificación Eutrofización terrestre Eutrofización agua dulce Eutrofización marina Ecotoxicidad agua dulce Uso de suelo Agotamiento de recursos hídricos Agotamiento de recursos minerales y fósiles Unidad Extracto de calliandra Glifosato 16, 2 gr Glifosato 81, 2 gr Glifosato 162, 6 gr kg CO 2 eq. kg CFC-11 eq. CTUh kg PM 2. 5 eq. kg U 235 eq. CTUe kg NMVOC eq. molc H+ eq. molc N eq. kg P eq. kg N eq. CTUe kg C deficit m 3 Water eq. kg Sb eq. 1, 48531165 7, 129 E-08 2, 1185 E-07 2, 0747 E-08 0, 00106225 0, 06033982 5, 7783 E-07 0, 00348493 0, 01198122 0, 03592746 0, 00022654 0, 00273789 2, 12980778 2, 76740596 0, 16902847 0, 00028174 0, 17695592 3, 9422 E-08 1, 509 E-08 1, 3138 E-09 0, 00014669 0, 00903854 6, 5194 E-08 0, 00046601 0, 00092515 0, 00157079 0, 00018316 0, 00017461 0, 27758359 0, 04813038 0, 00018297 1, 6436 E-06 0, 88696426 1, 976 E-07 7, 5636 E-08 6, 585 E-09 0, 00073528 0, 04530427 3, 2678 E-07 0, 00233581 0, 00463717 0, 00787335 0, 00091808 0, 00087519 1, 39134489 0, 2412461 0, 00091709 8, 2384 E-06 1, 77392851 3, 952 E-07 1, 5127 E-07 1, 317 E-08 0, 00147057 0, 09060855 6, 5355 E-07 0, 00467161 0, 00927434 0, 0157467 0, 00183616 0, 00175038 2, 78268978 0, 4824922 0, 00183418 1, 6477 E-05

EMISIONES A LA ATMOSFERA 16% 82% 28% 25%

ELEMENTOS TÓXICOS 29% 23% 37% 23%

RADIACIÓN 12% 33%

EXCESO DE NUTRIENTES 36% 88% 56%

USO DE RECURSOS 83% 99% 94%

Puntuación Única del ACV

PROPUESTAS CON ENFOQUE DE GESTIÓN AMBIENTAL Contaminación Ambiental Afectaciones al ser humano Generación Desechos • Enfocarse en la prevención, control oportuno evita uso de agroquímicos • Usar dosis recomendada, combinar con productos naturales. • La Autoridad Agrícola y Ambiental debe ejercer un efectivo control • Gestionar estos materiales considerando su peligrosidad • Promover alternativas sustentables de producción • Los desechos peligrosos deben ser tratados como tal • Brindar facilidades para la recolección de desechos peligrosos para dar un tratamiento adecuado

CONCLUSIONES ØLos datos obtenidos sobre el uso de extracto de flor de Calliandra h. demostró generar un efecto alelopático, con diferencias estadísticamente significativas en la germinación y crecimiento radicular ØEl mayor efecto inhibitorio sobre la germinación de las semillas y la reducción del crecimiento radicular se observó sobre la maleza Botoncillo (Eclipta prostrata), las concentraciones más altas se observaron en el arroz, evidenciado que efecto alelopático es selectivo ØEl ACV en las condiciones particulares del estudio, determinó las cargas ambientales de los escenarios, de las 16 categorías en 8 el impacto es mayor para el extracto y en 8 para el glifosato. El mayor impacto para el uso del extracto se atribuye al uso de recursos, mientras que para el glifosato de debe a la toxicidad ØEl proponer alternativas de gestión ambiental a una actividad debe considerar los aspectos ambientales más relevantes, los resultados del ACV son útiles para esa determinación

RECOMENDACIONES ØAmpliar los estudios sobre alelopatía, realizar estudios con otras especies de malezas asociadas a cultivos de interés en los que usan importantes cantidades de pesticidas ØAl identificar el efecto alelopático y su utilidad potencial, se debe trabajar en la identificación de los principios activos presentes en los extractos naturales que generen efectos útiles ØIncorporar el Análisis de Ciclo de Vida como una herramienta para la Gestión Ambiental, al identificar los puntos críticos en la obtención de bienes y servicios permita mejorar en términos ambientales. ØLa Gestión Ambiental debe aplicarse de manera transversal en toda actividad humana, enfatizando en aquellas actividades que no parecen ser tan contaminantes, pero que en su ciclo de vida pueden tener mayores implicaciones que otras.

GRACIAS