Sistema integrado de hidroponía vertical con biofiltro a base de biochar para la gestión sostenible de subproductos de la industria porcina

El crecimiento poblacional, la urbanización y el aumento de residuos orgánicos agroindustriales generan presión sobre los ecosistemas y problemas de contaminación. Para enfrentar esto, se propone valorizar estos residuos mediante la producción de bioinsumos como biofertilizantes, bioestimulantes y enmiendas ricas en carbono, entre ellas el biochar. El biochar es un material carbonoso obtenido por pirólisis (300–700 °C) con alta superficie específica, porosidad y grupos funcionales que lo hacen atractivo para usos agrícolas e industriales. Su activación química con KOH, NaOH y FeSO₄ mejora aún más su estructura porosa, capacidad de adsorción y agrega sitios de óxidos de hierro que favorecen la quimisorción de CO₂ y otros compuestos, lo que abre posibilidades para el tratamiento de aguas residuales y subproductos de distintas industrias, incluyendo la porcina.

En paralelo, el cambio climático y la escasez de recursos impulsan el desarrollo de sistemas de agricultura urbana más eficientes, como la hidroponía y, específicamente, la bioponía, donde los nutrientes provienen de la mineralización de materia orgánica en lugar de fertilizantes sintéticos. Estudios previos han mostrado que el uso de digestatos y purines animales en sistemas biofiltros, combinados con biochar, puede aumentar el rendimiento de cultivos de lechuga, mejorar la solubilización de fósforo, reducir pérdidas de nitrógeno y disminuir la acumulación de metales pesados en el agua y en los tejidos vegetales. Sin embargo, la integración de biochar activado químicamente como biofiltro en sistemas biopónicos que usan residuos porcinos aún está poco explorada.

Bajo este contexto, el proyecto plantea la hipótesis de que un sistema biopónico que utilice biochar activado con KOH, NaOH y FeSO₄ podrá depurar eficientemente subproductos líquidos de la industria porcina, generando soluciones nutritivas aptas para el cultivo hidropónico de Lactuca sativa en torres verticales, con rendimientos comparables a soluciones minerales convencionales. El objetivo general es diseñar, implementar y evaluar este sistema de bioponía con biofiltros de biochar activado para aclarar subproductos porcinos y usarlos en hidroponía de lechuga en sistemas verticales

Cambio climático y riesgos alimentarios: Evaluación con enfoque de género de los factores que afectan la intención de adopción de prácticas de inocuidad alimentaria en agricultura y apicultura

Este proyecto aborda los desafíos actuales relacionados con la inocuidad alimentaria en la Región de O’Higgins, particularmente en el contexto de cambio climático. Esta región, crucial para la producción agrícola en Chile, enfrenta riesgos emergentes como sequías prolongadas, aumento de plagas y enfermedades, e inundaciones. Estos fenómenos no solo afectan la producción, sino que también aumentan la vulnerabilidad de los pequeños agricultores y apicultores, quienes desempeñan un papel clave en la cadena alimentaria. Sin embargo, no se ha explorado lo suficiente cómo estos productores enfrentan la situación actual ni cómo adoptan prácticas de inocuidad alimentaria en este contexto. El objetivo general del proyecto es analizar, por primera vez en Chile, cómo diversos factores, como el conocimiento, la actitud, el control conductual percibido, y las normas sociales y morales, influyen en la intención de los agricultores y apicultores de adoptar prácticas de inocuidad alimentaria. Además, se incorpora un enfoque de género para evaluar cómo hombres y mujeres difieren en sus percepciones y adopción de estas prácticas. Los objetivos específicos incluyen: (1) evaluar el impacto conjunto de los mencionados factores en la intención de adoptar prácticas de inocuidad alimentaria; (2) analizar el efecto moderador del género en estas relaciones; y (3) realizar talleres participativos para difundir los resultados y fomentar la adopción de estas prácticas.
Para lograr estos objetivos, el proyecto se basa en la Teoría del Comportamiento Planificado (TPB), la cual ha sido ampliamente utilizada para predecir comportamientos intencionales. Esta teoría sugiere que la intención de adoptar un comportamiento está determinada por tres factores principales: actitudes hacia el comportamiento, normas subjetivas y control conductual percibido. En el contexto de este estudio, se explorarán también las normas morales y el conocimiento como factores adicionales. Además, se utilizará la metodología de Modelos de Ecuaciones Estructurales (SEM) para analizar la relación entre estos factores y la intención de adoptar prácticas seguras en el ámbito de la agricultura y la apicultura.
El estudio se desarrollará en la Región de O’Higgins con pequeños y medianos agricultores y apicultores. Se espera encuestar al menos a 200 participantes, asegurando que un 50% sean mujeres, lo que permitirá analizar las diferencias de género en la adopción de prácticas de inocuidad alimentaria. Los datos obtenidos a través de encuestas se someterán a un análisis factorial exploratorio para validar los constructos medidos y, posteriormente, se aplicarán los SEM para identificar relaciones entre variables y evaluar el impacto del género en la intención de adopción.
El proyecto también contempla la realización de talleres participativos, donde agricultores y apicultores podrán discutir los resultados de la investigación y explorar soluciones conjuntas para mejorar la adopción de prácticas de inocuidad alimentaria. Estos talleres servirán no solo como una vía para la comunicación de resultados, sino también como un espacio para fomentar la co-creación de estrategias que puedan ser implementadas de manera efectiva por los productores.
Los impactos esperados del proyecto son significativos tanto a nivel regional como nacional e internacional. En primer lugar, el estudio proporcionará un modelo teórico validado sobre la adopción de prácticas de inocuidad alimentaria en el contexto del cambio climático, lo cual contribuirá a la generación de políticas públicas y programas de capacitación para mejorar la resiliencia de los pequeños productores ante riesgos alimentarios emergentes. Además, el enfoque de género permitirá identificar y abordar las diferencias entre hombres y mujeres en la adopción de estas prácticas, lo que ayudará a diseñar intervenciones más inclusivas y equitativas. A nivel internacional, este proyecto se alinea con los esfuerzos globales para mitigar los impactos del cambio climático en la inocuidad alimentaria, y los hallazgos contribuirán al desarrollo de políticas y programas que integren la sostenibilidad en los sistemas agroalimentarios.
Finalmente, este proyecto fortalecerá la colaboración interdisciplinaria entre las investigadoras, permitiendo la apertura de nuevas líneas de investigación en inocuidad alimentaria, cambio climático y equidad de género, y posicionando a la Universidad de O’Higgins como un referente en estudios sobre la adaptación al cambio climático en la agricultura y apicultura.

Raíces Sostenibles: Líderes Ambientales para la Acción Resiliente Local

En el actual contexto de crisis planetaria y ante el notorio aumento de conflictos socioambientales, se reconoce la imperante
necesidad de fomentar una participación activa por parte de las comunidades locales. El fundamento de nuestro modelo
formativo no solo propicia la participación de líderes ambientales, sino que también aspira a que estos líderes se conviertan en
formadores de futuros líderes ambientales. El perfil y habilidades de las y los líderes ambientales, serán esenciales para ejercer
un liderazgo positivo que pueda tener efectos favorables para nuestro medio ambiente. La literatura indica que líderes
ambientales efectivos e influyentes no sólo consideran la preservación del medioambiente en sus decisiones, sino que van más
allá del cumplimiento de normativas ambientales, asumiendo un papel activo y transformador. Líderes ambientales efectivos
movilizan a otros a través de la comunicación, de sus motivaciones y conocimientos que las personas comúnmente buscan en
líderes. Si bien, lo que hace influyente a un líder dependerá, en parte, de los problemas a resolver, cuando se trata de
problemas ambientales, las personas buscan líderes justos, con la experiencia y conocimientos necesarios, y efectivos a la hora
de gestionar y accionar estrategias de cuidado del medioambiente. Los proyectos ambientales liderados por líderes en que las
personas confían tienden a ser mejor recibidos por las comunidades. De manera similar, la investigación sugiere que líderes
ambientales capaces de comunicar desafíos y urgencias ambientales, al tiempo que transmiten estrategias de abordaje para
estos problemas, son más efectivos toda vez que proporcionan un sentido de urgencia, pero también la esperanza necesaria
para evitar que personas y comunidades se sientan impotentes. Finalmente, líderes ambientales competentes o por prestigio
generalmente son vistos como expertos, ya sea por conocimiento y/o experiencia, y gozan de una buena reputación buena
reputación debido a su compromiso de larga data con temas sociales.
Para lograr lo anterior, el enfoque teórico de nuestra propuesta apunta a la integración del Modelo de Aprendizaje Experiencial
de Kolb (2009). Este modelo, fundamentado en la teoría del aprendizaje experiencial, aporta una perspectiva valiosa para la
formación de líderes ambientales comunitarios que busca ofrecer una experiencia formativa dinámica que no solo transfiera
conocimientos teóricos, sino que también cultive habilidades prácticas para la acción en contextos locales. Para esto, se
emplearán estrategias didácticas de situaciones reales de conflictos para favorecer el interés de los líderes en el desarrollo de
las actividades. Estas estrategias principalmente serán análisis de casos, juegos de rol, aprendizaje basado en problemas, e
indagación científica. Con el fin de favorecer el aprendizaje de los líderes ambientales, se considerará la teoría de aprendizaje
de adultos que aborda tres grandes principios: la necesidad de aprender, para la cual se ha realizado una encuesta previa a
líderes ambientales de la región; el principio aplicable en la práctica, que se desarrollará en cada módulo de aprendizaje del
programa; y, finalmente, el principio de reflexionar desde la experiencia y conocimientos, facilitado en cada sesión con
reflexiones metacognitivas mientras se comparten experiencias para buscar soluciones conjuntas.
Finalmente, el objetivo es influir en las políticas públicas, vinculando la participación de las comunidades a temas
medioambientales. Un manual formativo permitirá la aplicación del programa en Chile, fortaleciendo la participación ciudadana
en liderazgos ambientales. La participación ciudadana, junto con líderes, puede extenderse a través de una red colaborativa a
niveles regionales y nacionales, contribuyendo a la evaluación de políticas y decisiones para futuros sostenibles.

Solutions for mitigating and adapting agricultural crops and pastures to a future climate scenario of a 2°C temperature increase, by inoculating plants with nitrogen-fixing and plant growth-promoting bacteria

Anthropogenic climate change and its impacts on managed ecosystems pose a threat to global food security and the sustainability of farming systems. Rising temperatures, combined with more frequent and intense extreme weather events such as droughts and heatwaves, compromise agricultural productivity, the nutritional quality of food and its supply, raising costs and exposing the most vulnerable populations to food insecurity. Rising temperatures also impact the flow of greenhouse gases in ecosystems, both due to changes in the rate of carbon assimilation in biomass and changes in the rates of carbon dioxide, nitrous oxide and methane emissions from the soil. In recent decades, the technology of inoculating seeds with nitrogen-fixing (BFN) and plant growth-promoting (BPCV) bacteria, such as Bradyrhizobium spp. in legumes and Azospirillum brasilense and Pseudomonas fluorescens in grasses, has shown promising results, both by increasing productivity and by making plants more resilient to abiotic stresses. In this way, inoculation has the potential to mitigate the effects of the rise in temperature predicted for the coming decades. This mitigation potential will depend on both the magnitude of the temperature increase and the ability of these cultivated species to acclimatize in a heated atmosphere. Inoculation techniques also substantially reduce the use of nitrogen fertilizers, contributing to the mitigation of global warming by reducing nitrous oxide emissions from the soil. In this proposal, we will evaluate how agricultural crops and pastures of recognized economic importance, such as soybeans, sorghum, corn and Mombasa grass, will be impacted by a temperature increase of +2 °C and how the inoculation of BFN and BPCV can mitigate or amplify these effects. Physiological, nutritional, biochemical, plant growth and productivity parameters will be assessed, as well as the impacts on the soil microbiota and microclimate, and the emission of greenhouse gases in each crop. The experiments will be conducted under field conditions, using the outdoor plant heating system (T-FACE), in which automatically regulated infrared heaters keep the plants warm at +2 °C above the ambient temperature. This system is the only one in Latin America that allows temperature manipulation in field conditions, without physical limitations that alter the microclimate or restrictions on root growth, and is an excellent tool for studying the impact of future temperature increases in managed ecosystems. The results of this study will contribute to a more precise understanding of the future impacts of rising temperatures on the country’s main agricultural crops and the potential for mitigating these effects by inoculating plants with nitrogen-fixing and plant growth-promoting bacteria. These results could strengthen Brazilian agriculture, improving its resilience and increasing its competitiveness on the international stage. This previously unpublished data could improve the management of these species in the face of future climate change scenarios and provide important data for decision-makers.

Impacto de la aplicación de Silicio en el equilibrio nutricional y los parámetros productivos de plantas de maíz cultivadas con exceso de fertilizante nitrogenado en la región de O’Higgins

La creciente demanda mundial de alimentos, impulsada por el aumento sostenido de la población humana, exige una producción agrícola eficiente y sostenible. En este contexto, los fertilizantes químicos han sido ampliamente utilizados para aumentar la productividad, aunque muchas veces en dosis excesivas. Este uso intensivo ha generado impactos negativos, como la emisión de gases de efecto invernadero (particularmente óxido nitroso, N₂O), la lixiviación de nutrientes y la contaminación de acuíferos. Además, los fertilizantes representan un costo considerable, afectando la sostenibilidad económica a mediano y largo plazo. El sector agrícola enfrenta presiones adicionales derivadas del cambio climático, como el aumento de temperaturas, la sequía, la toxicidad por metales pesados y desequilibrios nutricionales, los cuales afectan la calidad y el rendimiento de los cultivos. En particular, la región de O’Higgins es una de las principales zonas productoras de maíz en Chile y enfrenta desafíos derivados del uso excesivo de fertilizantes nitrogenados, lo que no solo eleva los costos productivos, sino que también compromete la salud medioambiental. Este proyecto tiene como objetivo principal evaluar el impacto de la aplicación de silicio (Si) sobre el equilibrio nutricional y los parámetros productivos de plantas de maíz cultivadas bajo condiciones de exceso de nitrógeno. La hipótesis central es que el silicio puede mejorar la homeostasis estequiométrica elemental C:N:P, reducir los efectos negativos del exceso de nitrógeno y promover una mayor eficiencia en el uso de fertilizantes. Se propone además evaluar el potencial de reducción en el uso de fertilizantes nitrogenados mediante la optimización de su aplicación, sin comprometer la productividad. Se espera que los resultados de esta investigación contribuyan al desarrollo de estrategias más sostenibles, resilientes y eficientes para la producción de maíz en la región O’Higgins y más allá.

Impacto da fertirrigação com silício e da inoculação com Azospirillum sobre os parâmetros agronômicos, ecofisiológicos, produtivos e do valor nutricional do milho safrinha e/ou sorgo e/ou milheto para produção de grãos e silagens em dietas de ruminantes

A presente proposta é um projeto de inovação no Brasil e tem como premissa/meta de mostrar que é possível diminuir N-fertilizante com o emprego de A. brasilense, como alternativa de FBN na tentativa de diminuir a fertilização química, os altos custos de N-fertilizantes e consequentemente as deposições de Nr nos ecossistemas, assim como melhorar a eficiência do uso da água a partir do emprego da fertirrigação com Si estabelecendo pela primeira vez as doses viáveis agronomicamente, zootecnicamente e economicamente para o cultivo irrigado do milho safrinha e, na produção de silagens na nutrição animal. Assim, será avaliado os efeitos aditivos ou não, de diferentes doses de Si via fertirrigação e da inoculação ou não com A. brasiliense sobre: O acúmulo e a eficiência de utilização dos nutrientes, em função do estádio de desenvolvimento das plantas do milho; A estequiometria (relações C:N:P:Si) e, o crescimento vegetativo do milho safrinha e/ou sorgo e/ou milheto; Os processos fisiológicos: taxa fotossintética, índice de cor verde, condutância estomática, taxa de transpiração e eficiência de uso da água do milho e/ou sorgo e/ou milheto em estudo; As características morfogênicas e estruturais, a dinâmica de crescimento, a produção e quantificação de biomassa aérea, a composição químico-bromatológica da biomassa, a produção e sanidade dos grãos, o índice de colheita de grãos e a eficiência agronômica do milho e/ou sorgo e/ou milheto; Além de avaliar o perfil fermentativo, a estabilidade aeróbia, a composição química e a digestibilidade in vitro das silagens na forma tradicional e, na forma de ração total para dietas de bovinos de corte e/ou cabras leiteiras

Implicações das mudanças no uso da terra e da cobertura vegetal sobre parâmetros físicos e químicos do solo e da vegetação coexistente em uma ampla gama de escalas espaciais e temporais no Estado de Rio de Janeiro

The state of Rio de Janeiro presents very varied relief forms, with marked topographic contrasts, with expressive spatial and temporal climatic variability. Besides these factors, the history of colonization and differentiated policies have contributed for the agricultural production in Rio de Janeiro to present distinct regional dynamics, with differentiation in land
occupation and use and diversification of economic activities, which, as a function of the different levels of soil fragility, have generated different degrees of degradation. Carbon (C), nitrogen (N) and phosphorus (P) concentrations and stoichiometry play important roles in biogeochemical cycles of the ecosystems, yet it is still unclear how the allocations of C, N and P concentrations and stoichiometry of soils and its coexisting vegetation, including leaf litter, are related. Thus, the general objective of the project is to determine whether there are significant differences and influence of C:N:P stoichiometry ratios of the soil and coexisting vegetation including litter in each study area and examine how and to what extent soil and soil management conditions it influence the physical and soil chemistry in two contrasting physiographic regions of the State of Rio de Janeiro. Two regions of the State were selected to be studied, namely: Norte Fluminense and Costa Verde regions. These regions present different degrees of soil degradation due to different forms of use and occupation, soils and climate. The current scenario in some regions of the State of Rio de Janeiro shows that natural vulnerability and inadequate soil management can compromise the sustainability of the soil in the medium
and long term. This proposal is associated with the thematic project entitled “Soil quality indicators in areas with different histories of use and occupation in the State of Rio de Janeiro” funded by the Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro (FAPERJ) by through the Support Program for Thematic Projects in the State of Rio de Janeiro, FAPERJ
Notice No. 28/2021. In this context, it is essential to develop research that can serve as a guide for the adoption of conservationist soil management, essential for the sustainability of agricultural production. Furthermore, the results of studies developed with the collaboration of farmers in the field encourage them to adopt new habits in agricultural activities

Retos y soluciones sostenibles para fortalecer la cadena productiva del maíz en la región centro-sur de Chile

El constante aumento de la población humana exige una producción de alimentos que sea rápida y sostenible. Debido a esto, los fertilizantes químicos se han utilizado extensamente, a menudo en exceso, lo que genera múltiples problemas. Esto hace que la sostenibilidad agrícola a mediano y largo plazo dependa de la implementación de alternativas más accesibles y ecológicamente seguras. La productividad agrícola mundial se enfrenta a dificultades debido a tensiones humanas, abióticas y ambientales causadas por el cambio climático. Este proyecto busca resolver estos desafíos mediante el estudio de estrategias sostenibles para mejorar la eficiencia en la producción de maíz en el centro-sur de Chile. El proyecto propone evaluar el impacto de estas estrategias en la absorción y removilización de nutrientes, la sanidad vegetal, así como en el rendimiento y calidad del maíz. En Chile, el maíz desempeña un papel vital en la agricultura, tanto en la alimentación humana como animal. Se prevé que los resultados de esta investigación impulsen una producción de maíz más sostenible y resistente ante los retos ambientales y económicos actuales en la región centro-sur de Chile.

Cooperação entre pesquisadores do Instituto Federal Goiano (Brasil) e Universidade de O’Higgins (Chile), visando a internacionalização da Pós-Graduação

O plano de desenvolvimento institucional do Estado de Goiás prioriza a internacionalização da pesquisa e dos pesquisadores. A estratégia envolve integrar a ciência produzida em Goiás em redes de cooperação internacionais, promovendo colaborações que enriquecem o conhecimento e impulsionam a inovação. Nesse contexto, a visita do pesquisador internacional Dilier Olivera Viciedo da UOH, Chile em colaboracão com a pesquisadora Kátia Aparecida de Pinho Costa do IF-Goiano, Brasil fortalecerá os vínculos entre os pesquisadores, além de contribuir para a internacionalização dos programas de pós-graduação. A proposta em questão, na qual já há colaboração com o pesquisador, visa enfrentar desafios das mudanças climáticas através da adaptação e mitigação, estudando o desempenho de gramíneas forrageiras sob aquecimento e inoculação bacteriana, contribuindo para a agricultura sustentável e a redução de emissões de gases de efeito estufa. Durante sua estadia, o Prof. Dilier também buscará aprimorar metodologias de avaliação de forragem para promover a sustentabilidade no manejo de pastagens.

Uso de componentes bióticos e abióticos no solo para melhorar a eficiência do uso de nutrientes e água em culturas anuais – Cooperação Brasil, Chile, Espanha e Portugual

El riego de cultivos anuales se ha expandido en los últimos años a la par de las restricciones hídricas por el cambio climático, por lo que la investigación estratégica para aumentar la eficiencia y la sostenibilidad en el uso del agua es fundamental. Para ello, una nutrición vegetal equilibrada puede contribuir a aumentar la eficiencia en el uso del agua, especialmente con el aporte de silicio, pero esta sinergia aún es desconocida, especialmente en cultivos fertirrigados. Por lo tanto, es importante tener respuestas a las siguientes hipótesis: i) existe una dosis óptima y económica de Si para fertirrigación y los contenidos de Si en suelo/solución y foliar adecuados para su uso fundamentado, pero depende de la especie cultivada; ii) El suministro óptimo de Si mediante fertirrigación asociado puede reducir las necesidades de agua de ambas de los cultivos manteniendo una alta productividad. Para probar estas hipótesis, se realizarán dos experimentos con maíz y frijol, con el objetivo de establecer dosis de Si vía fertirrigación y su sinergia con K en tres regímenes hídricos en aspectos fisiológicos, bioquímicos, nutricionales y ambientales para apoyar una estrategia de uso eficiente de agua en un sistema de suministro de agua, cultivo de regadío.