©Revista Latinoamericana de Recursos Naturales

Chacon Abarca et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 16(1):31-54, 2020 Tabla 1. Leyes colombianas para la protección del manglar Ley 13 de 1990 Dicta el estatuto general de pesca Ley 47 de 1993 Establece normas para el correcto funcionamiento del Resolución 1602 de 1995 Archipiélago de San Andrés, Providencia y Santa Catalina. Reserva de la Biosfera, actualmente Señala medidas enfocadas en la sostenibilidad de manglares en Colombia Resolución 020 de 1996 Ordena los estudios sobre el estado de los manglares Ley 357 de 1997 Aprueba la Convención Relativa a los Humedales de Importancia Internacional Especialmente como Hábitat de Aves Acuáticas Resolución 257 de 1997 Establece controles mínimos para contribuir a garantizar las condiciones básicas de sostenibilidad de ecosistemas de manglar y sus zonas circunvecinas Resolución 0233 de 1999 Establece el contenido y el procedimiento de los conceptos ambientales de los planes de implantación Resolución 1263 de 2018 Actualiza las medidas para garantizar la sostenibilidad y la gestión integral de los ecosistemas de manglar Fuente: Extraída de Uribe y Urrego (2009), MADS (2018). Tabla 2. Políticas públicas en relación al manejo de zonas costeras en Colombia Documento base para la elaboración de la Política Nacional de Ordenamiento Integrado de las Steer et al. (1997). Zonas Costeras colombianas en 1997 Política Nacional Ambiental para el Desarrollo Sostenible de los espacios Oceánicos y las Zonas (MAVDT) costeras e Insulares de Colombia, más conocida como PNAOCI de 2002 Lineamientos de Política Nacional del Océano y de los Espacios Costeros de 2002 en base a los (MAVDT) cuales es aprobada en el 2008 la Política Nacional del Océano y de los Espacios Costeros o mejor conocida como PNOEC Visión Colombia II Centenario de 2019 Departamento Nacional de Planeación (DNP) Elementos Básicos para el Manejo Integrado de Zonas Costeras (INVEMAR, 2008) Fuente: Extraída de Avella et al. (2010). En cuanto a áreas protegidas, Uribe y Urrego En el caso de Colombia el Sistema Nacional de (2009), mencionan que en el mundo existen Áreas Protegidas (SINAP), conserva alrededor del alrededor de 685 áreas protegidas en las cuales se 1,48% del territorio marino, incluido gran parte del encuentran ecosistemas de manglar. En América manglar (Villa et al., 2016). Latina y el Caribe, alrededor del 1,5% por ciento de El manejo sostenible los ecosistemas de manglar en los manglares tiene algún tipo de protección. Colombia representa un desafío importante, ya que Colombia, con un 28 por ciento tiene la menor el desarrollo muchas veces es incompatible con la proporción de manglares protegidos en la región sustentabilidad. El Ministerio del Ambiente y pacífico tropical. Sin embargo, en esta costa el área Desarrollo Sostenible de Colombia ha formulado el de manglar incluida dentro de las áreas protegidas Programa Nacional para el Uso Sostenible, Manejo supera en extensión a los manglares protegidos en y Conservación de los Ecosistemas de Manglar- Panamá y Costa Rica (Linares, 2016). PNM en al año 2002, cuyo enfoque principal es el 49

Chacon Abarca et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 16(1): 31-54, 2020 uso sustentable de este ecosistema (MADS, 2020). que han sido sometidos los manglares del Caribe En Colombia, en el departamento de Sucre surgió el Norte de Colombia en los periodos 1940-1980, Plan de Manejo Integral de los Manglares de la 1980-2000 y 2000-2020. Las actividades Zona de Recuperación y Preservación de San antropogénicas, como tala ilegal, la construcción de Onofre, Tolú y Coveñas desarrollado por la carreteras, el emplazamiento de espigones, el Corporación Autónoma Regional de Sucre, el cual aumento poblacional, la disminución de la salinidad pretendía dejar ordenar las áreas de manglar de la debido al desarrollo de actividades económicas, zona (Gil Torres et al., 2013). resultaron ser el principal factor de deterioro y Según Álvarez-León (2003), las experiencias pérdida de la cobertura vegetal; no obstante, hubo silviculturales en las costas colombianas donde se periodos en los que procesos y eventos climáticos han regenerado algunas especies de mangle tanto en crónicos o extremos produjeron cambios el Pacífico como en el Caribe, mostraron la sustanciales en la estructura de algunos de estos importancia de tener la necesaria atención de parte bosques. de la gobernanza para asegurar la continuidad de los Por otro lado, la gestión actual del manglar en esfuerzos de los investigadores de instituciones que Colombia está experimentando un avance, han desarrollado programas de reforestación de proyectos entre la academia y la gobernanza algunas especies de manglar, pero cuyos esfuerzos sugieren una viabilidad hacia una considerable se han visto definidos por la necesidad del actuar de gestión a futuro, sin embargo, existen aún falencias los políticos y autoridades. en el manejo integral de estos ecosistemas y se En cuanto a la situación en otros países, en Ecuador, requiere un soporte de las entidades públicas para el tras haber perdido casi la mitad de área de manglar desarrollo y protección de estos bosques de en las décadas pasadas por causa de la acuicultura, manglar. en el año 1995 Prado y Blanchard (1995), estudiaron el desarrollo de técnicas forestales para Agradecimientos la regeneración natural de R. mangle en pequeñas parcelas en la parte noroeste del país. Los autores agradecen a la Universidad Simón En el caso de los manglares de Tabasco en México, Bolívar (Barranquilla, Colombia), y a la Escuela se implementaron programas de manejo para el Naval de Suboficiales ARC Barranquilla. Este aprovechamiento sustentable, donde se ofreció a las trabajo constituye una contribución del Grupo PAI comunidades extraer recursos madereros de forma RNM-328 (Junta de Andalucía, España), la RED autorizada bajo un estudio de impacto ambiental, lo PROPLAYAS y el Centro de Investigaciones que significó la disminución de la incertidumbre del Marinas y Limnológicas del Caribe “CICMAR” mal manejo de este ecosistema (Domínguez- (Barranquilla, Colombia). Domínguez et al., 2011). Estos casos demuestran la Samantha Chacón Abarca agradece a la Asociación implicación del manejo sostenible del ecosistema Universitaria Iberoamericana de Postgrado (AUIP) sin desmerecer la importancia de desarrollo de las por el auspicio bajo el programa de becas. comunidades que son beneficiarias de sus recursos, conociendo la necesidad de los países en vías de Referencias desarrollo en Latinoamérica. Finalmente, es importante mencionar el sentido Adams, D., A., 1963. Factors influencing vascular plant zonation cultural de la población ligada al manglar la cual in North Carolina salt marshes. Ecology 44(3): 445-456. basa su modus vivendi alrededor de este ecosistema. Así, además de los aspectos económicos, la Agudelo, C., 2000. Estructura de los bosques de manglar del apropiación sentimental del manglar a la cultura departamento de Bolívar y su relación con algunos colectiva es un hecho importante para tener en parametros abioticos. Tesis en Biología Marina, Universidad cuenta al momento de generar políticas para su Jorge Tadeo Lozano, Bogotá, Colombia. conservación. Álvarez-León, R., 2003. Los manglares de Colombia y la Conclusiones recuperación de sus áreas degradadas: revisión bibliográfica y nuevas experiencias. Madera y Bosques 9: 3-25. Los resultados obtenidos indican los impactos a los Álvarez-León, R., y Álvarez-Puerto, J., 2016. Legislación Colombiana relacionada con los ecosistemas de manglar. Arquivos de Ciências do Mar 49: 115-131. Andrade, C., 2008. Cambios Recientes del Nivel del Mar en Colombia. En Deltas de Colombia: morfodinámica y vulnerabilidad ante el Cambio Global; Restrepo, J., Ed.; 50

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Revista Latinoamericana de Recursos Naturales© Una revista multidisciplinar para el conocimiento científico de los recursos naturales en Latinoamérica Información de la revista © La Revista Latinoamericana de Recursos Naturales publica semestralmente contribuciones originales en cualquier campo relacionado con el conocimiento científico, la tecnología, la gestión y el aprovechamiento sostenible de los recursos naturales de Latinoamérica. La Revista Latinoamericana de Recursos Naturales publica tanto estudios multidisciplinarios como artículos monodisciplinarios que son de interés para cualquier disciplina relacionada con los recursos naturales. MÁS INFORMACIÓN EN: http://www.itson.mx/publicaciones/rlrn/Paginas/informacion2.aspx Información para autores © La Revista Latinoamericana de Recursos Naturales publica trabajos originales en cualquier campo relacionado con el agua, el suelo, las plantas y los recursos agropecuarios. En particular, se reciben trabajos de los ámbitos de la Hidrología, Meteorología, Biología, Biotecnología, Ecología, Geología, Microbiología, Edafología, Geomorfología, Agrobiología, Química y Recursos Agropecuarios, con énfasis en la ciencia básica, la aplicada y la generación de tecnología. Igualmente, será bienvenido cualquier estudio que verse sobre la gestión de cualquier recurso natural con énfasis en la conservación de los ecosistemas y el desarrollo sostenible de la sociedad. Los estudios de revisión de algún tema deben ser concertados primero con los editores, enviando un breve índice de los principales puntos a tratar. Más información/sugerencias/comentarios: [email protected] CONSULTE LA GUÍA DETALLADA EN: http://www.itson.mx/publicaciones/rlrn/Paginas/guia.aspx

Revista Latinoamericana de Recursos Naturales© Una revista multidisciplinar para el conocimiento científico de los recursos naturales en Latinoamérica Contenido Volumen 16, Número 1 Consejo Editorial Pseudomonas fluorescens: Mecanismos y aplicaciones en la agricultura sustentable / (Pseudomonas fluorescens: Mechanisms and applications in sustainable agricultura) José-Alonso Álvarez-García, Gustavo Santoyo, Ma. del Carmen Rocha-Granados....................................................... 1 Aplicación del análisis multicriterio en la valoración del potencial ecoturístico de redes viales forestales: una revisión / (Application of multi-criteria analysis in the valuation ecotouristic potential in a forest road network: a review) Elí-Isaías Calvo-Vazquez, Genaro– Esteban García-Mosqueda, Dora-Alicia García-García, Mario-Alberto García-Aranda, Carlos Medina-Tello, Melchor García-Valdez .................................................................................................. 11 Efectos del tratamiento mecano-químico con CuCl2 sobre la porosidad de una mordenita natural cubana / (Effects of the mechanical-chemical treatment with CuCl2 on the porosity of a natural Cuban Mordenite) Miguel A. Autie-Pérez, Francisco J. Mondelo-García, Rafael López-Cordero, Daniel Díaz-Batista, Rafael Collazo-Canceller, Urbano Ordoñez-Hernández ....................... 22 Bosques de manglar del Caribe Norte Colombiano: Análisis, evolución y herramientas de gestión / (Mangrove forests on the Northern Colombian Caribbean coast: Analysis, evolution and management tolos) Samantha Chacón Abarca, María C. Serrano, Hernando José Bolívar-Anillo, Diego Andrés Villate Daza, Hernando Sánchez Moreno, Giorgio Anfuso .................................................................. 31 Copyright © 2020 Publicado por el Instituto Tecnológico de Sonora

2020, Vol. 16 Núm. 2 Revista Latinoamericana de Recursos Naturales UNA REVISTA MULTIDISCIPLINAR Instituto Tecnológico de Sonora ISSN 2594-0384 (Versión electrónica)

Revista Latinoamericana de Recursos Naturales© Una revista interdisciplinar para el conocimiento científico de los recursos naturales en Latinoamérica. Consejo Editorial Editores: Fernando Lares Villa ([email protected]), Instituto Tecnológico de Sonora, México. Editor técnico: Marisol Cota Reyes ([email protected]), Instituto Tecnológico de Sonora, México. REVISTA LATINOMAERICANA DE RECURSOS NATURALES, Año 16, No. 33, mayo-agosto 2020, es una publicación tetramestral editada y publicada por el Instituto Tecnológico de Sonora (ITSON), a través de la Dirección de Recursos Naturales, con domicilio en 5 de Febrero No. 818 sur Apdo. 335 C.P. 85000, Ciudad Obregón, Sonora, México. Tel:(644)4100923, www.itson.mx, [email protected]. Editor responsable: Dr. Fernando Lares Villa. Reserva de Derechos al Uso Exclusivo No. 04-2016-041414023300-203, otorgado por el Instituto Nacional del Derecho de Autor. Responsable de la última actualización de éste número, Ing. Roberto Munguía Valencia, con domicilio en 5 de Febrero 818 Sur, Col. Centro, Ciudad Obregón, Sonora, CP. 85000, fecha de última modificación, 31 de agosto de 2020. Las opiniones expresadas por los autores no necesariamente reflejan la postura del editor de la publicación. Queda estrictamente prohibida la reproducción total o parcial de los contenidos e imágenes de la publicación sin previa autorización del Instituto Tecnológico de Sonora. © Todos los derechos reservados.

Telles-Antonio et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 16(2):55-60, 2020 Productividad de biomasa en sistemas silvopastoriles en fincas ganaderas de Montemorelos, Nuevo León, México Ricardo Telles-Antonio1, Sergio Rosales-Mata2* Dora-Alicia García-García3, Liliana Saucedo- Reta4, Horacio Villalón-Mendoza4 1Universidad Mexiquense del Bicentenario, UES Amatepec. Amatepec, Estado de México. 2 Centro de Investigación Regional Norte-Centro-INIFAP. Durango, Durango, México. 3 INIFAP CIRNE CE Saltillo. Saltillo, Coahuila. 4UANL, Facultad de Ciencias Forestales. Linares, Nuevo León, México. Artículo recibido 16 de abril de 2020 y aceptado 25 de abril de 2020 Biomass productivity in silvopastoral systems in Montemorelos cattle farms, Nuevo León, Mexico. Abstract The problems of low food production and land degradation have led to the implementation of agroforestry systems. The objective of the research described below was to evaluate biomass productivity in a conventional grazing system against the biomass of a pastoral-forestry system (Cynodon plectostachyus and Ebenopsis ebano), in Rancho Los Finitos, Montemorelos, Nuevo Leon, Mexico. Forage availability was measured in August 2015, with a 25 x 25 cm frame. Biomass present in the conventional system and in the pastoral-forestry system was measured separately, four samples were collected under the canopy of E. ebano trees and four samples outside the canopy were placed in a drying oven at 65° C for 48 h. In the determination of E. ebano biomass, four trees were randomly selected, the diameter was measured at 10 cm from the base and the total height of the tree was measured; a t-test was performed. The results show that there is no evidence of significant differences in the availability of palatable fodder dry matter between the pastoral- forestry system and the conventional system obtained 7,700 and 7,360 kg DM ha respectively; the pastoral- forestry system presents an average of 7,078.66 kg/Biomass of E. ebano. Biomass production is higher in the pastoral-forestry system due to the presence of E. ebano; the higher the crown density (m2), the greater the effect on forage availability, that is, there is less forage available under the crown. Key words: agroforestry, Cynodon plectostachyus, Ebenopsis ebano, fodder. Resumen Los problemas de baja producción de alimentos y la degradación de la tierra ha derivado en la implementación de sistemas agroforestales. El objetivo de la investigación que se describe a continuación consistió en evaluar la productividad de biomasa en un sistema convencional de pastoreo contra la biomasa de un sistema pastoril-silvícola (Cynodon plectostachyus y Ebenopsis ebano) en el Rancho Los Finitos, Montemorelos, Nuevo León, México. La disponibilidad de forraje se midió en agosto de 2015, con un marco de 25 x 25 cm, se midieron por separado la biomasa presente en el sistema convencional y en el sistema pastoril-silvícola, se colectaron cuatro muestras debajo de las copas de los árboles de E. ebano y cuatro muestras fuera de las copas, se colocaron en una estufa de secado a una temperatura de 65° C durante 48 h. En la determinación de biomasa de E. ebano se seleccionaron cuatro árboles al azar, se midió el diámetro a 10 cm de la base y la altura total del árbol; se realizó una prueba de t. Los resultados demuestran que no existe *Autor de correspondencia Email: [email protected] ISSN 2594-0384 (Electrónica) DOI: https://doi.org.1033154/rlrn.2020.02.01 55

Telles-Antonio et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 16(2): 55-60, 2020 evidencia de diferencias significativas en la disponibilidad de materia seca forrajera palatable entre el sistema pastoril-silvícola y el sistema convencional obtuvieron 7,700 y 7,360 kg MS ha respectivamente; el sistema pastoril-silvícola presenta un promedio de 7, 078.66 kg/Biomasa de E. ebano. La producción de biomasa es mayor en el sistema pastoril-silvícola debido a la presencia de E. ebano; a mayor densidad de copa (m2), el efecto en la disponibilidad del forraje es mayor, es decir existe menor disponibilidad de forraje bajo copa. Palabras claves: agroforestería, Cynodon plectostachyus, Ebenopsis ebano, forraje. Introducción combinarse con diferentes pastos entre ellos destaca, el estrella africana (Cynodon Las necesidades de encontrar mejores opciones para plectostachyus (K.Schum.) Pilger), mismo que es un los problemas de baja producción de alimentos y la pasto tropical perenne de clima caliente, cuyas degradación de la tierra ha derivado en la semillas facilitan su dispersión (Cook et al., 2005). implementación de sistemas agroforestales (Iglesias, La edad fenológica del pasto se ubica entre 6 y 8 2001). Dada esta situación, es cada día mayor el hojas verdes por rebrote, lo cual permite una interés de los productores agropecuarios por adecuada recuperación del pasto, y disminuye en los establecer plantaciones forestales y agroforestales meses con excesos de precipitación (Cook et al., (Schargel y Hernando, 2003). 2005). La agroforestería es frecuentemente señalada como Por lo anterior y dada la necesidad de evaluar la una solución a los problemas de degradación de la efectividad de este tipo de sistemas y la de comparar tierra y del agua; así como, una respuesta a la el efecto de una especie sobre otra, el objetivo del escasez de alimento, leña, ingreso, forraje animal y estudio fue evaluar la productividad de biomasa en materiales de construcción (Brieza y Gazel, 1991). un sistema convencional de pastoreo contra la La amplitud y la variedad de sistemas y prácticas biomasa de un sistema pastoril-silvícola (pasto y agroforestales implica que la agroforestería puede arbolado). ofrecer soluciones parciales para muchos problemas productivos y de uso de la tierra en las zonas rurales Materiales y Métodos (Mendieta y Rocha, 2007). En México no ha habido un gran desarrollo de los El estudio se realizó dentro de la propiedad sistemas agroforestales. Las prácticas que se han conocida como; Rancho Los Finitos ubicado en el estudiado y/o descrito, más bien son aquellas que en Municipio Montemorelos, N.L.; con una extensión forma ancestral o intuitiva han sido desarrolladas y de 40 ha, localizado en el kilómetro 216 al borde de practicadas por los pequeños productores agrícolas la Carretera Nacional, Monterrey-Cd. Victoria, del país, en su afán de hacer un uso más exhaustivo coordenadas longitud 100° 04' Oeste y latitud 25° de sus tierras; representando un sistema en 15' Norte (Figura 1), con características de manejo desarrollo y de crecimiento pasivo, sin embargo, es pastoril-silvícola con riego; es decir, la ganadería es una actividad rentable para la producción su principal actividad, donde los pastizales tienen (Palomeque, 2009). árboles característicos del matorral submontano Para dichos sistemas se pueden combinar herbáceas para facilitar el pastoreo y proporcionar sombras y arbóreas tales como el ébano (Ebenopsis ebano (Valencia, 1998). (Berl.) Britton et Rose), que son arbustos o El clima característico del área es semicálido del usualmente árboles pequeños (hasta 15 metros de tipo subhúmedo, con una precipitación aproximada altura), con una copa redondeada de color verde de 500 mm anuales (García, 1964). oscuro y muy densa. La corteza es de color gris La disponibilidad de forraje se midió en el mes de pálido en las ramas jóvenes, (Correl y Johnston, agosto de 2015, durante ese periodo no había 1970). Vaina de 6 a 13 centímetros de largo y 1.8 a actividad de pastoreo reciente. Para medir la 3.0 centímetros de ancho. Semillas transversas en la disponibilidad de forraje se utilizó un marco de 25 x vaina, separadas por delgados tejidos alrededor de 25 cm para tomar las muestras de forraje en campo 0.5 pulgadas de longitud y 0.25 pulgadas de ancho, (Mahecha, et al., 2000). Para esto, se midieron por marrón rojizas. Esta especie arbórea puede separado el pasto presente en el sistema agroforestal y en el sistema convencional, se realizó una 56

Telles-Antonio et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 16(2):55-60, 2020 Figura 1. Área de estudio Rancho Los Finitos ubicado en el municipio de Montemorelos, N.L. adaptación al método en la parcela agroforestal; ya 1989). que, se tomaron cuatro muestras debajo de las copas de los árboles de E. ebano y cuatro muestras fuera Y= -525.7476+ (0.53221) *((C2*D2)) de las copas. Con tijeras de podar se extrajo el pasto Donde: dentro del cuadrante y se colocaron en bolsa de Y = Biomasa aérea total, papel estraza, posteriormente se colocaron en una C= Altura total del árbol en cm, estufa de secado marca Riossa modelo HCF-102-D D= Diámetro del tallo a 10 cm de altura. a una temperatura de 65° C durante 48 h, para la Mientras que para determinar la densidad del obtención del peso seco. arbolado se trazaron cuatro sitios de 1/10 de ha, Una vez que se secaron las muestras y se registró el donde se contabilizó la cantidad de árboles, se peso seco, se obtiene un peso promedio, es decir el realizó un promedio de los sitios y una conversión a peso total del forraje de las muestras entre el arboles por ha. número de muestras. Esta será la cantidad de forraje Para demostrar estadísticamente si existe diferencia promedio en 625 cm2 (área del cuadro de 25 x 25 significativa con respecto a la disponibilidad de cm), esto se multiplica por 16 (porque un cuadrante materia en ambos sistemas evaluados se realizó una de 25 x 25 cm es 1/16 parte de un metro cuadrado), Prueba de t con un intervalo de confianza del 95 %. y se obtiene la cantidad de forraje en 1 m2 y este valor se puede multiplicar por 10,000 m2 que Resultados y discusión corresponden a una hectárea y sabremos la cantidad de gramos por hectárea y para conocer los La disponibilidad de materia seca forrajera estuvo kilogramos se divide entre mil (1,000), que es la conformada por forraje palatable de pasto estrella cantidad de gramos que tiene un kilogramo africana (C. plectostachyus). Los resultados de la (Jiménez, 2014). prueba t no muestran evidencias de diferencias Para la determinación de la biomasa de E. ebano se significativas en la disponibilidad de materia seca seleccionaron cuatro árboles al azar, en el potrero a forrajera palatable entre el sistema pastoril-silvícola evaluar, se midió el diámetro a 10 cm de la base, y el sistema convencional con 7,700 y 7,360 kg MS con una forcípula marca Haglof Sweden S-88200 y ha respectivamente; en cuanto a la biomasa del la altura total del árbol con un hipsómetro marca arbolado de E. ebano en el sistema pastoril-silvícola Nikon Forestry Pro, mediante la ecuación (Villalón, presenta un promedio de 7,078.66 kg/Biomasa ha 57

Telles-Antonio et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 16(2): 55-60, 2020 12000 Materia seca kg/ha 10000 Biomasa Árbolado kg/ha 8000 a aa Biomasa kg/ha 6000 4000 2000 0b Convencional Pastoril-silvícola Tratamientos Figura 2. Disponibilidad de MS en kg ha de biomasa forrajera palatable en Sistema Convencional y Pastoril silvícola; Rancho Los Finitos Montemorelos Nuevo León. (Figura 2). los árboles, al atenuar la intensidad de luz y la La mayor disponibilidad de forraje en los sistemas temperatura foliar de las plantas, modifica también evaluados se encontró en el sistema pastoril- el contenido de proteína cruda de los pastizales silvícola. Ésta mayor producción de biomasa de los tropicales. sistemas silvopastoriles respecto al sistema Los resultados muestran que a mayor densidad de convencional se atribuye a un mayor copa en el área (m2), el efecto en la disponibilidad aprovechamiento del espacio vertical, tanto aéreo del forraje es mayor, es decir, existe menor como subterráneo que supone una mayor captación disponibilidad de forraje bajo la copa que fuera de de nutrientes y energía (Benavides, 1983). ella. La falta de forraje podría asociarse al pisoteo En este estudio las copas arbóreas incidieron en una de los animales al buscar sombra para descanso bajo ligera disminución sobre la disponibilidad de las copas (CATIE, 2008). En la figura 4 se muestran biomasa (kg MS/m2), pasturas bajo copa con 6,760 los resultados obtenidos de los árboles evaluados de kg MS/ha respecto a áreas a pleno sol con una E. ebano, los cuales no mostraron diferencias disponibilidad de 8,640 kg MS/ha (Figura 3). significativas con respecto a la disponibilidad de Giraldo y Vélez (1993), señalan que el efecto de la MS/ha; con 8,060 kg MS/a para el árbol 3; 8,000 kg sombra de los árboles no es sólo sobre la cantidad MS/ha el árbo l 2; 7,740 kg MS/ha en el árbol 4 y de biomasa; la calidad también se afecta y en este para el árbol 1, 7,000 kg MS/ha. caso, el efecto es positivo pues la composición Moreno et al. (2007), mencionan que la producción química de un forraje, especialmente de sus de pasto en la zona sin cubierta empieza a resentirse componentes celulares, cambia cuando se modifica con la aproximación a la época de sequía estival, la intensidad de la luz que recibe. Así mismo cuyo efecto es menor o se nota de forma más indican que al variar la composición química se paulatina en el área ubicada bajo el arbolado, lo que modifica también su valor nutritivo y palatabilidad, hace que en el verano la producción de pasto sea afectando el consumo voluntario de los animales. más prolongada bajo la cubierta arbórea. Por lo Adicionalmente, la planta sombreada o en la tanto, en la estación estival el crecimiento del pasto oscuridad, requiere de energía considerable para es menor fuera de la cubierta, probablemente lograr reducir los nitratos, para lo cual utiliza porque son más elevadas las temperaturas y la rápidamente los carbohidratos solubles, evapotranspiración en comparación con la zona bajo disminuyendo así su concentración. La sombra de las copas. 58

Telles-Antonio et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 16(2):55-60, 2020 Materia Seca kg/ha 12000 a 10000 a 8000 a 6000 4000 2000 0 Bajo Copa Fuera Copa Testigo Tratamientos Figura 3. Disponibilidad de materia seca (kg MS/ha) fuera y bajo copa de árboles de Ebenopsis ebano. Materia Seca kg/ha 12000 aa 10000 aa 8000 a 6000 4000 2000 0 ConvePnacsitoonrial-lsilvPícaostloarAil-1silvícPoalsatloAril2-silvíPcaosltaoAril3-silvícola A4 Tratamientos Figura 4. Disponibilidad de materia seca (kg MS/ha) de árboles de Ebenopsis ebano. Conclusiones del arbolado como el E. ebano. A mayor densidad de copa en el área (m2), el efecto No existen diferencias en la producción de pasto C. plectostachyus en los sistemas comparados; sin en la disponibilidad del forraje es mayor, es decir, embargo, la producción total de biomasa es mayor en el sistema pastoril-silvícola debido a la presencia existe menor disponibilidad de forraje bajo copa que fuera de ella. 59

Telles-Antonio et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 16(2): 55-60, 2020 Referencias Jiménez, O.R. (2014). Estimación de forraje disponible. Instructivo. Campo Experimental Valle del Guadiana. Benavides, J. (1983). Investigación en árboles forrajeros. En: INIFAP. Durango, Dgo. Curso corto intensivo sobre técnicas agroforestales con énfasis en la medición de parámetros biológicos y Mahecha, L., Durán, C.V., Rosales, M., Molina, C.H., Molina, E. socioeconómicos. CATIE, Turrialba, Costa Rica. (2000). Consumo de pasto estrella africana (Cynodon plectostachyus) y leucaena (Leucaena leucocephala) en un Brienza, S.J., Gazel, Y.J.A. (1991). Agroforestry systems as an sistema silvopastoril. Rev. Pasturas Tropicales, 22(1): 26-30. ecological approach in the Brazilian Amazon development. Forest Ecology and Management. 45(1–4): 319–323. Mendieta, L.M., Rocha, M.L.R. (2007) Sistemas agroforestales. Universidad Nacional Agraria. Managua, Nicaragua. 4-15 p. Centro Agronómico Tropical en la Investigación y Enseñanza (CATIE). (1994). Proyecto arboles fijadores de nitrógeno Moreno, M.G., Obrador, J.J., García, E., Cubera, E., Montero, Leucaena-Calliandra. Informe final. Autoridad sueca para la M.J., Pulido, F., Dupraz, C. (2007). Driving competitive and cooperación en la investigación con los países en desarrollo facilitative interactions in oak dehesas through management (SAREC), Costa Rica. practices. Agroforestry systems, 70: 25-40. Cook, B.G., Pengelly, B.C., Brown, S.D., Donnelly, J.L., Eagles, Palomeque, F.E. (2009). Sistemas Agroforestales, Chiapas, D.A., Franco, M.A., Hanson, J., Mullen, B.F., Partridge, I.J., México. 29p. Peters, M., Schultze, R. (2005). Tropical Forages: an interactive selection tool. [CD-ROM]. CSIRO, DPI&F Schargel, I., Hernando, Y. (2004). Agroforestry System of (Qld), CIAT and ILRI, Brisbane, Australia. Mahogani (Swetenia macrophylla King.) and Papaya (Carica papaya L.) “maradol” in Portuguesa State. Correl, D.S., Johnston, M.C. (1970). Manual of vascular plants Venezuela (Resumen). In I Congreso Agroforestal Mundias. of Texas. Renner, Texas: Texas research foundation. P. 769. IFAS. Orlando, Florida. P. 397. García, E. (1964). Modificaciones al sistema de clasificación Valencia, C.M.G. (1998). Hongos micorrícicos vesículo- climática de Koppen (para adaptarlo a las condiciones de la arbusculares asociados a plantas silvestres de chile piquín Rep. Mexicana): Universidad Nacional Autónoma de (Capsicum annumm L. var aviculare dunal) en los México, Instituto de Geografía. México, D. F. municipios de Linares y Montemorelos Nuevo León, México. Tesis de Maestría. Facultad de Ciencias Forestales. Giraldo, L.A., Velez, G. (1993). El componente animal en los UANL: 134 p. sistemas silvopastoriles. Industria y Producción Agropecuaria. Azoodea. Medellin.1 (3):27-31. Villalón, M.H. (1989). Ein Beitrag zur Verwertung von Biomasse produktion und deren Qualitat fur die forst und Iglesias, J.M. (2011). Sistemas de producción agroforestales. landwirtschaftliche Nutzung des Matorrals in der Gemeinde Capacitación y análisis en: “conceptos generales y Linares, N. L. Gottinger Beitrage zur land- und definiciones” Rev. Sist. Prod. Agroecol. 2(1): 63. Forstwirtschaft in den Tropen und Subtropen. Heft 39. 165 p. 60

Salazar-Segura et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 16(2): 61-67, 2020 Aprovechamiento de paja de sorgo RB-cañero para producción de etanol por Pichia stipitis Víctor-Hugo Salazar-Segura1, Edgar Ledezma-Orozco1, Noé Montes-García2, Guadalupe Bustos-Vázquez1, San-Juana Alemán-Castillo1, Guadalupe Rodríguez-Castillejos 1* 1Universidad Autónoma de Tamaulipas, Unidad Académica Multidisciplinaria Reynosa-Aztlán. Reynosa, Tamaulipas, México. 2Instituto de Ciencias Forestales, Agrícolas y Pecuarias. Río Bravo, Tamaulipas, México. Artículo recibido 3 de junio de 2020 y aceptado el 11 de junio de 2020 Exploitation of sorghum straw RB-Cañero for ethanol production by Pichia stipitis. Abstract The state of Tamaulipas is the first sorghum producer nationwide, in recent years interest in different types of this crop has increased; lignocellulosic biomass that is generated as crop residue are generally burned, causing greater contamination. The objective of this work was to obtain hydrolyzed acids from sweet sorghum straw and then evaluate the production of bioethanol by Picha stipitis using the hydrolysates as a carbon source. The variables for the hydrolysis were acid concentration, temperature, solid-liquid ratio and reaction time. For the fermentation, temperature, agitation speed and hydrolysates were evaluated with and without detoxification. The highest concentration of ethanol was found with non-detoxified hydrolysates, 25 °C and 200 rpm. Key words: biotechnology, agricultural residue, xylose, ethanol, straw, sweet sorghum hydrolysates, P. stipitis. Resumen El estado de Tamaulipas es el primer productor nacional de sorgo, en los últimos años ha aumentado el interés por los diversos tipos de este cultivo; la biomasa lignocelulósica que se genera como residuo del cultivo son generalmente quemados provocando una mayor contaminación. El objetivo de este estudio fue obtener hidrolizados ácidos de paja de sorgo dulce y posteriormente evaluar la producción de bioetanol por Pichia stipitis utilizando los hidrolizados como fuente de carbono. Las variables utilizadas para la hidrólisis fueron concentración de ácido, temperatura, relación sólido-líquido y tiempo de reacción. Para la fermentación fueron evaluadas la temperatura, velocidad de agitación e hidrolizados con y sin detoxificación. La mayor concentración de etanol se encontró con hidrolizados no detoxificados, 25 °C y 200 rpm. Palabras claves: biotecnología, residuo agrícola, xilosa, etanol, paja, sorgo dulce, hidrolizado, P. stipitis.. *Autor de correspondencia Email: [email protected] ISSN 2594-0384 (Electrónica) DOI: https://doi.org.1033154/rlrn.2020.02.02 61

Salazar-Segura et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 16(2): 61-67, 2020 Introducción Agricultura (FAO, por sus siglas en inglés: Food and Agriculture Organization of the United Nations) El rápido incremento de la población y sus reconoce al sorgo como un cultivo prometedor en necesidades demandan un elevado consumo de China y otros países (Gnansounou et al., 2005; Qiu recursos energéticos de diversa índole; por ello, la et al., 2010; Ratnavathi et al., 2011). El jugo de los producción de combustibles no fósiles, como el tallos de sorgo dulce contiene entre 10 % a 18 % de bioetanol, representan una opción viable al uso de azúcares fermentables, principalmente sacarosa, petróleo y sus derivados (Saini et al., 2015; fructosa y glucosa; los cuales son utilizados para la González-Leos et al., 2017). El petróleo es el conversión a etanol por diferentes levaduras, combustible más utilizado, sin embargo, se sabe que principalmente del género Saccharomyces sp. su combustión genera un grave problema de (Goshadrou et al., 2011; González-Leos et al., contaminación ambiental y contribuye al 2017; Wijaya et al., 2018). calentamiento global (Aditiya et al., 2016; Vanhala La producción de bioteanol a partir de materiales et al., 2016). Como sustituto del petróleo se ha azucaradas y almidón, conocido como de primera estudiado la producción y uso de biocombustibles; generación, es limitada debido a que se busca no este término se aplica para referirse compuestos competir con la disponibilidad de alimento; por ello, obtenidos a partir de biomasa; comúnmente se trata el interés por el uso de materiales de desecho ha combustibles líquidos, aunque también se aumentado. Estos son de fácil adquisición y consideran gaseosos y sólidos (Kumar et al., 2010; compiten por la cadena alimenticia (Ragauskas et Chaturvedi y Verma, 2013). Por ello, el bioetanol al., 2014; Zabed et al., 2016). Aunque el uso de representa una alternativa amigable con el medio estos materiales también presente desventajas, la ambiente dado que para su producción de utilizan principal es el pre-tratamiento que debe llevar para fuentes renovables y el CO2 resultado de la la conversión de lignocelulosa en azúcares combustión y utilizado por las plantas para la fermentables y un menor número de fotosíntesis (Saini et al., 2015). Para la obtención de microorganismos capaces de fermentar las pentosas este biocombustible pueden utilizarse diversos obtenidas (Goshadrou et al., 2011; Taha et al., recursos que se clasifican de manera general en 2016). Para la obtención de etanol de biomasa azúcares, almidón y lignocelulosa; la conversión de lignocelulósica se han evaluado micoorganismos la biomasa en etanol varía dependiendo de la como Mucor hiemalis (Goshadrou et al., 2011), naturaleza de la materia prima (Zabed et al., 2017). Pichia stipitis (Okonkwo et al., 2016) P. Dentro de los materiales más utilizados para la guillermondii (Qi et al., 2015), Zymomona mobilis producción de etanol se encuentran la caña de (Gonçalves et al., 2016); entre otros. azúcar, la remolacha azucarera y el sorgo dulce; Dado que el estado de Tamaulipas el principal estos tienen alto rendimiento de producción, pero productor de sorgo a nivel nacional y a la baja disponibilidad estacional como factor limitante introducción de variedades de sorgo grano y dulce, común (Vohra et al., 2014). Por otro lado, dentro de la cantidad de material lignocelulósico de este la biomasa lignocelulósica se encuentran los cultivo ha aumentado; una parte de este es residuos agrícolas y materiales forestales; los cuales aprovechado como forraje y el resto es quemado o tienen como ventajas la fácil disponibilidad y bajo dejado en el suelo; lo cual genera mayor costo (Zhu y Pan, 2010; Limayem y Ricke, 2012). contaminación. La biomasa lignocelulósica no forma parte de la El objetivo de este trabajo fue evaluar la producción cadena alimentaria humana, por ello son una de etanol por P. stipitis utilizando paja de sorgo alternativa al uso de materiales azucaradas y con dulce “RB-Cañero” como fuente de carbono, para almidón. su aprovechamiento como residuo lignocelulósico. Además de la caña de azúcar, el sorgo dulce ha cobrado importancia en la producción de etanol; Materiales y Métodos aunque es un cultivo nativo del trópico se adapta fácilmente a climas templados y resiste sequía y Materia prima salinidad, tiene un alto rendimiento en biomasa y El bagazo de sorgo dulce “RB-Cañero” fue rápido crecimiento; por ello la Organización de las proporcionada por el INIFAP campo experimental Naciones Unidas para la Alimentación y la Río Bravo, ubicado en la ciudad de Río Bravo, 62

Salazar-Segura et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 16(2): 61-67, 2020 Tamaulipas. La paja fue cortada en trozos de el fin de evaluar la influencia de estos factores en el aproximadamente 5 cm; posteriormente, se secó a crecimiento y producción de etanol. Además, se 55 °C por 24 h en una estufa (Zenith lab, Dry Oven evaluaron estas condiciones utilizando jarabes DHG-9240ª, China); una vez seca se procedió a detoxificados (HD) y sin destoxificar (HND). moler y tamizar. La harina obtenida fue mantenida La concentración de xilosa, etanol y ácido acético en recipientes herméticamente cerrados hasta su fueron determinadas mediante cromatografía líquida uso. La humedad fue determinada por el método de de alta eficacia (HPLC), utilizando un HPLC secado (AACC método 44-01.01) en estufa; (Agilent HP 1100 series, CA, USA), con una mientras que para las cenizas se utilizó el método de columna de Transgenomic ION-300 (temperatura de cenizas en seco (AACC método 08-03.01) en una horno de 40 °C), con elusión isocrática (flujo de 0.4 mufla (Mufla FE-340, México). mL por min, fase móvil H2SO4 0.002 5 M), y un detector de índice de refracción. Por otro lado, la Microorganismo concentración de furfural fue determinada mediante Para la producción de etanol se utilizó la cepa el método de espectrofotometría UV-Vis (Shimadzu liofilizada Pichia stipitis proporcionada por UV-1800, USA), a una longitud de onda de 230 nm. National Center for Agricultural Utilization La medición de etanol se realizó en los tiempos 0 h, Research, Agricultural Research Service, USDA 24 h, 48 h, 72 h y 96 h; la productividad (Peoria, llinois, USA). La cepa liofilizada de P. volumétrica (Qp), o concentración de etanol stipitis fue rehidratada con agua destilada estéril, producido (gL-1), por hora fue calculada de acuerdo posteriormente se hicieron resiembras sucesivas en con la siguiente ecuación: gL-1. placas de agar conteniendo 20 gL-1 de peptona, 10 gL-1 de extracto de levadura, 20 gL-1 xilosa y 20 gL- ������������ = ������������−������������ 1 de agar. Para preparar el inóculo se tomó una ������������−������������ colonia y se inoculó en 5 mL de medio que contenía 10 gL-1 de extracto de levadura, 50 gL-1 de glucosa, Dónde: 1 g/L-1 KH2PO4, 1 gL-1 MgCl2, (NH4)2SO4, 0.1 gL-1 Pf = Concentración final de etanol (gL-1) MnSO4 y 0.01 gL-1 de FeCl3. Pi = Concentración inicial de etanol (gL-1) Obtención de hidrolizados Ti = Tiempo cero (h) El bagazo fue tratado con ácido clorhídrico al 1 %, 3 % y 5 % a 122 °C y un tiempo de reacción de 80 Tf = Tiempo final de fermentación (h) min, con una relación sólido-líquido 1:10. Una vez hidrolizado el jarabe se separó mediante filtración al Todas las mediciones se realizaron por triplicado y vacío y se concentró aproximadamente hasta un 70 se obtuvo un promedio de estas; posteriormente se % de su volumen original, con un rotavapor (R-300 realizó un análisis de varianza (ANOVA), para Buchi, Suiza) a 50 °C, esto con la finalidad de determinar que variables tuvieron efecto sobre la concentrar la xilosa presente. Posteriormente, se composición del hidrolizado y la producción de neutralizó con CaCO3 hasta alcanzar un pH 5 ± 0.2. etanol. Para determinar las diferencias significativas Con el fin de comparar el efecto de los compuestos entre los tratamientos se utilizó una prueba de inhibidores producidos en la hidrólisis, parte del Tukey con un nivel de confianza de 95 %. hidrolizado fue detoxificado con carbón activado (1.5 %, 60 min a 45 °C). Resultados Producción de bio etanol Análisis de hidrolizados Una vez activada la levadura P. stipitis se procedió Se realizaron hidrolizados con el bagazo de sorgo al crecimiento en medios de cultivo con los jarabes de la variedad RB-Cañero, empleando las obtenidos mediante hidrólisis ácida. Se evaluó una condiciones mencionadas anteriormente; los concentración de xilosa 30 gL-1, 5 gL-1 de peptona y 3 g/L-1 de extracto de levadura. La cepa fue crecida resultados mostraron que, en este caso, el TS13 fue a dos diferentes temperaturas (25 °C y 28 °C), dos uno de los mejores (HCl al 1 %, 80 min a 120 °C, velocidades de agitación (150 rpm y 200 rpm). Con relación S:L de 1:8), dando una concentración de 29.4 gL-1 de xilosa. Por otro lado, con el TS19 (HCl al 1 %, 100 min a 120 °C, con relación S:L de 1:8; Tabla 1), se obtuvo una concentración de xilosa 30.067 gL-1 (Tabla 1). Sin embargo, el TS13 involucra menos tiempo de reacción; por lo cual las 63

Salazar-Segura et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 16(2): 61-67, 2020 Tabla 1. Concentración de xilosa y ácido acético (gL-1), obtenidas en los hidrolizados de paja de sorgo RB-Cañero Tratamiento Relación HCl Tiempo (min) T Xilosa Ácido acético (gL-1) S:L (%) (°C) (gL-1 ) TS1 1:8 1 80 100 5.97 ± 1.68j 3.09 ± 0.003i TS2 1:8 3 80 100 7.45 ± 0.024ij 3.33 ± 0.003h TS3 1:8 5 80 100 5.66 ± 1.454j 3.15 ± 0.002h TS4 1:10 1 80 100 5.255 ± 0.011j 3.03 ±0.002i TS5 1:10 3 80 100 7.178 ± 0.009ij 3.26 ± 0.002h TS6 1:10 5 80 100 5.44 ± 0.017j 3.21 ± 0.002h TS7 1:8 1 100 100 5.97 ± 0.091j 3.19 ± 0.017h TS8 1:8 3 100 100 7.45 ± 2.037ij 3.07 ± 0.036i TS9 1:8 5 100 100 5.66 ± 0.050j 2.95 ± 0.004j TS10 1:10 1 100 100 5.26 ± 0.016j 2.91 ± 0.001k TS11 1:10 3 100 100 7.19 ± 0.060i 2.91 ± 0.002k TS12 1:10 5 100 100 5.44 ± 0.058j 2.93 ± 0.007k TS13 1:8 1 80 120 29.40± 0.067b 4.02 ± 0.002a TS14 1:8 3 80 120 16.11± 0.015g 3.47 ± 0.001g TS15 1:8 5 80 120 25.13 ± 0.012c 3.76 ± 0.000d TS16 1:10 1 80 120 17.33 ± 2.032fg 3.52 ± 0.385d,e,f,g,h TS17 1:10 3 80 120 18.35 ± 0.014f 3.57 ± 0.005f TS18 1:10 5 80 120 24.16 ± 0.029d 3.67 ± 0.004e TS19 1:8 1 100 120 30.07 ± 0.008a 3.92 ± 0.002b TS20 1:8 3 100 120 26.68 ± 2.190c 3.87 ± 0.001c TS21 1:8 5 100 120 20.13 ± 2.101f 3.58 ± 0.045f TS22 1:10 1 100 120 13.10 ± 0.001h 3.22 ± 0.001h TS23 1:10 3 100 120 17.05 ± 0.001g 3.30 ± 0.001h TS24 110 5 100 120 23.02 ± 0.001e 3.15 ± 0.001h a-k Letras diferentes en la misma columna indican diferencias estadísticas significativas (P ≤ 0.05). condiciones mencionadas para este último fueron arrojó diferencias estadísticas significativas entre seleccionadas para la obtención de jarabes ambos tratamientos; por lo que se puede considerar utilizados en la fermentación. al tratamiento TX4 como el mejor, ya que resulta Por otra parte, la concentración de ácido y el tiempo más económico debido el tratamiento de de reacción no tuvieron efectos significativos en la detoxificación; además, el valor de Qp fue mayor al xilosa; no obstante, la relación S:L y la temperatura alcanzar la producción máxima en menos tiempo fueron las variables que tuvieron un efecto (Tabla 2). significativo en la concentración de xilosa. Una vez seleccionadas las condiciones de hidrólisis, se Discusión procedió a la fermentación de los jarabes para la obtención de etanol, alcanzando una producción El sorgo es un cultivo reconocido por su rápido máxima de etanol de 3.76 gL-1 y 3.75 gL-1 a las 60 h crecimiento y resistencia a condiciones extremas, en y 36 h de fermentación respectivamente. Siendo el las que no otros cereales no crecen regularmente. mejor tratamiento el Tx4, ya que se utilizó un medio Las variedades de sorgo dulce están siendo de cultivo con hidrolizado no detoxificado. Para el aprovechadas para la obtención de azúcares para caso de Tx5, se trató un medio con HD a una consumo humano o para fermentación; sin embargo, temperatura de 28 °C y una velocidad de agitación el bagazo o paja es un residuo que no suele de (150 rpm). Sin embargo, el análisis estadístico no aprovecharse, por lo que evaluar posibles 64

Salazar-Segura et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 16(2): 61-67, 2020 Tabla 2. Parámetros fermentativos de la producción de etanol utilizando hidrolizados de paja de sorgo. Tx T (°C) Agitación (rpm) Detox. Tiempo (h)** Etanol Qp (g/L-1)* (gL-1h-1) 1 25 150 HD 60 1.21 + 0.003d 0.02 + 0.003c 2 25 200 HD 60 1.83 + 0.013d 0.02 + 0.013c,d 3 25 150 HND 84 2.42 + 0.0005b 0.03 + 0.0005d 4 25 200 HND 36 3.75 + 0.005a 0.10 + 0.005a 5 28 150 HD 60 3.76 + 0.019a 0.06 + 0.019b 6 28 200 HD 36 2.25 + 0.020b 0.06 + 0.020b 7 28 150 HND 36 1.91 + 0.0334c 0.05 + 0.034b 8 28 200 HND 36 1.94 + 0.006c 0.04 + 0.006c *Máxima concentración obtenida; **Indica el tiempo en el que se obtuvo la máxima concentración; HD: Hidrolizado detoxificado; HND: Hidrolizado no detoxificado. a,b,c,d Letras diferentes en la misma columna indican diferencias estadísticas significativas (P ≤ 0.05). alternativas permitirá un aprovechamiento completo clorhídrico es más eficaz como catalizador para la de la planta. Morales et al. (2011), realizaron un hidrólisis de paja de sorgo, en comparación del estudio con bagazo de caña de azúcar, del cual se ácido sulfúrico; sin embargo, la eficacia para la buscaron las mejores condiciones para la obtención obtención de los azúcares depende no solo de la de xilosa; evaluaron concentraciones de H2SO4 de 1 concentración de ácido, sino de la combinación con % a 1.5 % con temperaturas de 120 °C a 175 °C, el tiempo de reacción y temperatura; las condiciones tiempo de reacción de 40 min a 60 min y con un cambiarán de acuerdo con la materia prima rango de relación S:L de 1:2 a 1:4. Encontraron que utilizada. Bustos et al. (2003), mencionan también la concentración de ácido y la relación S:L fueron que el HCl es un buen catalizador para la hidrólisis las variables más importantes para la materia prima del bagazo de caña de azúcar, en el que se obtienen estudiada. La concentración máxima de xilosa soluciones de xilosa con bajas concentraciones de encontrada fue 25 g/L-1 utilizando una temperatura ácido acético y furfural. de 120 °C con una relación S:L de 1:4, y una Por otro lado, Liu et al. (2012), realizaron una concentración de 1.5 % de H2SO4, esto es debido a hidrólisis en la paja de sorgo dulce, en el que sus que a mayor relación S:L se obtiene mayores condiciones óptimas fueron de H2SO4 al 3 %, 140 porcentajes de xilosa y lignina. Por otro lado, °C por 50 min obteniendo un rendimiento del 60 % Saucedo et al. (2010), hidrolizaron bagazo de Agave de xilosa del cual, las temperaturas altas ablandan la tequilana Weber, dicha hidrólisis fue llevada a cabo capa protectora de lignina alrededor de las fibras de en dos etapas; la primera a 151°C, ácido sulfúrico al la hemicelulosa, permitiendo al ácido hidrolizar 2 % con un tiempo de 10 min, obteniendo una para obtener xilosa. Sin embargo, al utilizar tiempos concentración de 26.9 g/L-1 de azucares reductores; y temperaturas mayores causan fácilmente la mientras que en la segunda etapa la hidrólisis fue a degradación de la xilosa, concluyendo que una 175 °C, 2 % de ácido sulfúrico y 30 min de temperatura alta y tiempo de reacción más corto reacción, con una concentración de 15 g/L-1 de los debe de ser seleccionado para la obtención de azucares. Demostrando con esto que durante la xilosa. descomposición de los azucares, en especial la El pretratamiento con ácidos es un proceso glucosa y la xilosa, están relacionadas tanto la ampliamente utilizado para la bioconversión de temperatura y los tiempos aplicables, así como las biomasa lignocelulósica y la obtención de etanol. concentraciones del ácido. Mientras que González- Lin et al. (2016), estudiaron la obtención de etanol García et al. (2015), encontraron azucares utilizando hidrolizados ácidos de madera terciada fermentables a partir de residuos de cartón, (triplay), bagazo, bambú y paja de arroz por P. alcanzando una concentración máxima de azucares stipitis; encontrando que el aumento de biomasa fermentables de 20 g/L-1, utilizando ácido sulfúrico celular incrementaba la cantidad de alcohol, y la al 10 % a una temperatura de 125 °C, con un tiempo concentración de metabolitos fue mayor al agregar de 180 min. Estos autores mencionan que el tiempo paja de arroz (14 % a 32 % de aumento). Morales- y la temperatura son los factores con mayor Martínez et al. (2014), evaluaron el influencia en la obtención de xilosa. Por lo tanto, aprovechamiento de aserrín de eucalipto Herrera et al. (2004), encontraron que el ácido (Eucalyptus globulus), realizando una hidrólisis 65

Salazar-Segura et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 16(2): 61-67, 2020 enzimática; una vez obtenidos los hidrolizados se of Biological Sciences (JJBS). 11(1): 57-63. procedió a la fermentación con Z. mobilis NRRL- 806, obteniendo una concentración de 37 gL-1 y Aditiya, H.B.; Mahlia, T.M.I.; Chong, W.T.; Nur, H.; Sebayang, productividad de 1.16 gL-1h-1, a las 27 h de cultivo. Sin embargo, cuando la concentración de ácido A.H. (2016). Second generation bioethanol production: A acético aumentó (12.8 gL-1), la productividad disminuyó a 0.99 gL-1h-1. Por otro lado, Adelabu et critical review. Renewable and sustainable energy review. al. (2018), evaluaron el potencial de C. tropicalis y C. shehatae para la obtención de etanol a partir de 66: 631-653. paja de sorgo; las levaduras mostraron mayor actividad en soluciones que contenían 7.5 % de paja Bustos, G.; Ramírez, J.; Garrote, G.; Vázquez, M. (2003). de sorgo; C. tropicalis produjo una concentración máxima de 38.12 gL-1, mientras que con C. Modeling of the Hydrolysis of Sugar Cane Bagasse with shehatae fue 30.32 gL-1. La concentración de etanol encontrada en el presente estudio es inferior a los Hydrochloric Acid. Applied Biochemistry and reportados en los estudios mencionados; sin embargo, los hidrolizados obtenidos muestran una Biotechnology. 104: 0273-2289. concentración de xilosa adecuada que puede ser utilizada por otras levaduras y aumentar la cantidad Chaturvedi, V.; Verma, P. (2013). An overview of key de bioetanol. Los resultados de diversos estudios muestran el potencial de la biomasa lignocelulósica pretreatment processes employed for bioconversion of para obtener bioetanol, y no solo representa una ventaja por los bajos costos de la materia prima, lignocellulosic biomass into biofuels and value added sino es una manera eficaz de evitar la acumulación de residuos agrícolas que generalmente son products. 3 Biotechnology. 3(5): 415-431. quemados generando una gran cantidad de gases (Dadi et al. 2018) Dadi, D.; Beyene, A.; Simoens, K.; Soares, J.; Demeke, M.M.; Conclusiones Thevelein, J.M.; Van-der-Bruggen, B. (2018). Valorization Las condiciones evaluadas para la hidrólisis ácida of coffee byproducts for bioethanol production using de paja de sorgo RB-Cañero mostraron un buen rendimiento de xilosa, la cual es una fuente de lignocellulosic yeast fermentation and carbono adecuada para el crecimiento de levaduras productoras de bioetanol. La mayor concentración pervaporation. International Journal of Environmental de etanol se encontró en los medios con hidrolizados no detoxificados, lo que indica que P. Science and Technology. 15(4): 821-832. stipitis es capaz de crecer en presencia de ácido acético en concentraciones bajas. Sin embargo, la Gnansounou, E.; Dauriat, A.; Wyman, C.E. (2005). Refining concentración de bioetanol obtenida fue baja comparada con lo reportado en otros estudios; por sweet sorghum to ethanol and sugar: economic trade-offs in ello es importante evaluar estos hidrolizados con cepas que tengan mayor capacidad de fermentación the context of North China. Bioresource technology. 96(9): de xilosa para aumentar el rendimiento y productividad del proceso de producción de 985-1002. bioetanol. Gonçalves, F.A.; Ruiz, H.A.; dos Santos, E.S.; Teixeira, J.A.; de Referencias Macedo, G.R. (2016). Bioethanol production by Adelabu, B.A.; Kareem, S.O.; Adeogun, A.I.; Ademolu, K.O. (2018). Direct Bioconversion of Sorghum Straw to Ethanol Saccharomyces cerevisiae, Pichia stipitis and Zymomonas in a Single-step Process by Candida species. Jordan Journal mobilis from delignified coconut fibre mature and lignin extraction according to biorefinery concept. Renewable Energy. 94: 353-365. González-García, Y.; Meza, J.; Anzaldo, J.; Sanjuán, R. (2015). Obtención de azúcares fermentables desde residuos de cartón para cultivar levaduras de interés biotecnológico. Revista Mexicana de Ciencias Forestales. 6: 88-105. Gonzalez-Leos, A.; Del-Angel-Del Angel, J.A.; Gonzalez- Castillo, J.L.; Rodriguez-Duran, N.; Bustos-Vázquez, G. (2017). Evaluation of producing ethanol native yeasts present in sugar cane bagasse. CienciaUAT. 11(2): 80-92. Goshadrou, A.; Karimi, K.; Taherzadeh, M.J. (2011). Bioethanol production from sweet sorghum bagasse by Mucor hiemalis. Industrial Crops and Products. 34(1): 1219-1225. Herrera, A.; Tellez, S.; González, J.; Ramírez, J.; Vázquez, M. (2004). 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Salazar-Segura et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 16(2): 61-67, 2020 Morales-Martínez, T.K.; Rios-González, L.J.; Aroca-Arcaya, G.; Taha, M.; Foda, M.; Shahsavari, E.; Aburto-Medina, A.; Rodríguez-de la Garza, J.A. (2014). Ethanol production by Adetutu, E.; Ball, A. (2016). Commercial feasibility of Zymomonas mobilis NRRL B-806 from enzymatic lignocellulose biodegradation: possibilities and challenges. hydrolysates of Eucalyptus globulus. Revista Mexicana de Current opinion in biotechnolog. 38: 190-197. Ingeniería Química. 13(3):779-785. Vanhala, P.; Bergström, I.; Haaspuro, T.; Kortelainen, P.; Okonkwo, C.C.; Azam, M.M.; Ezeji, T.C.; Qureshi, N. (2016). Holmberg, M.; Forsius, M. (2016). Boreal forests can have a Enhancing ethanol production from cellulosic sugars using remarkable role in reducing greenhouse gas emissions Scheffersomyces (Pichia) stipitis. Bioprocess and biosystems locally: Land use-related and anthropogenic greenhouse gas engineering. 39(7): 1023-1032. emissions and sinks at the municipal level. Science of the Total Environment. 557: 51-57. Qi, K.; Xia, X.X.; Zhong, J.J. (2015). Enhanced anti-oxidative activity and lignocellulosic ethanol production by biotin Vohra, M.; Manwar, J.; Manmode, R.; Padgilwar, S.; Patil, S. addition to medium in Pichia guilliermondii fermentation. (2014). Bioethanol production: feedstock and current Bioresource technology. 189: 36-43. technologies. Journal of Environmental Chemical Engineering. 2(1): 573-584. Qiu, H.; Huang, J.; Yang, J.; Rozelle, S.; Zhang, Y.; Zhang, Y.; Zhang, Y. (2010). Bioethanol development in China and the Wijaya, H.; Sasaki, K.; Kahar, P.; Kawaguchi, H.; Sazuka, T.; potential impacts on its agricultural economy. Applied Ogino, C.; Kondo, A. (2018). Repeated ethanol fermentation Energy. 87(1): 76-83. from membrane-concentrated sweet sorghum juice using the flocculating yeast Saccharomyces cerevisiae F118 strain. Ragauskas, A.J.; Beckham, G.T.; Biddy, M.J.; Chandra, R.; Bioresource technology. 265: 542-547. Chen, F.; Davis, M.F.; Langan, P. (2014). Lignin valorization: improving lignin processing in the biorefinery. Zabed, H.; Sahu, J.N.; Boyce, A.N.; Faruq, G. (2016). Fuel Science. 344(6185): 1246843. ethanol production from lignocellulosic biomass: an overview on feedstocks and technological approaches. Ratnavathi, C.V.; Chakravarthy, S.K.; Komala, V.V.; Chavan, Renewable and Sustainable Energy Reviews. 66: 751-774. U.D.; Patil, J.V. (2011). Sweet sorghum as feedstock for biofuel production: a review. Sugar Technology. 13(4): 399- Zabed, H.; Sahu, J.N.; Suely, A.; Boyce, A.N.; Faruq, G. (2017). 407. Bioethanol production from renewable sources: Current perspectives and technological progress. Renewable and Saini, J.K.; Saini, R.; Tewari, L. (2015). Lignocellulosic Sustainable Energy Reviews. 71: 475-501. agriculture wastes as biomass feedstocks for second- generation bioethanol production: concepts and recent Zhu, J.Y.; Pan, X.J. (2010). Woody biomass pretreatment for developments. 3 Biotechnology. 5(4): 337-353. cellulosic ethanol production: technology and energy consumption evaluation. Bioresource technology. 101(13): Saucedo, J.; Castro, A.; Rico, J.; Campos-García, J. (2010). 4992-5002. Optimización de hidrólisis ácida de bagaso de Agave tequilana Weber. Revista Mexicana de Ingeniería Química. 9: 1665-2738. 67

Enríquez-Díaz et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 16(2): 68-78, 2020 Impactos causados en suelos por pecaríes de labios blancos en cautiverio en la Reserva Ecológica “La Otra Opción” en Catemaco, México Ángel-Antonio Enríquez-Díaz 1*, Gilberto Vela-Correa1, Carlos González-Rebeles-Islas2, Edith Carrera-Sánchez3 1Universidad Autónoma Metropolitana - Xochimilco. Departamento El Hombre y su Ambiente. Calzada del Hueso 1,100. Colonia Villa Quietud. C. P. 04960. Alcaldía de Coyoacán, Ciudad de México. 2Universidad Nacional Autónoma de México. Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia. Circuito de la Investigación Científica s/n. Ciudad Universitaria. C. P. 04510. Alcaldía de Coyoacán, Ciudad de México. 3Coordinadora de la Reserva Ecológica “La Otra Opción”. Catemaco, estado de Veracruz, México. Artículo recibido 22 de mayo de 2020 y aceptado el 16 de julio de 2020 Impacts caused in soils by peccaries white lipped in the Ecological Reserve “The Other Option” in Catemaco, Mexico. Abstract In the Ecological Reserve \"The Other Option\", work is being done on the re-introduction of white-lipped peccary (Tayassu pecari), for the purposes of reproduction and conservation as an alternative to the extensive management of cattle grazing, which is frequent in areas that have been deforested to enable them as paddocks in the region. Therefore, the objective of this work was to determine the impacts caused by white- lipped peccaries for one year on the soils of the Ecological Reserve “The Other Option” in Veracruz, Mexico, for which purpose, work was carried out on the enclosures where they hold captives at a herd of 39 animals. Two pens are assigned, four quadrants of 20 x 10 meters each were drawn, and a soil sample was taken at a depth of 0 - 20 cm. Subsequently, each sample was determined: humidity, bulk and particle density, porosity, texture, pH, CEC, OM, Corg, Ca2 +, Mg2 +, Na+ and K+. Among the results, we have that the impacts caused by peccaries in the soil show an increase in porosity, contrary to pastures with cattle. There was also a slight increase in OM, Corg., as well as Ca2+, Mg2+, Na+ and K+, the latter being estimated from the balanced foods that peccaries are fed with. In conclusion, the re-introduction of Tayassu pecari had a positive impact on soils, particularly on eight of the chemical properties, rather than on physical ones, where only porosity increased. It is considered that the re-introduction of this species can be an alternative for the recovery of ecosystems, as long as the size of the enclosures is redesigned and allows better conditions for peccaries in the higher income Key words: Soils, Catemaco, deforestation, re-introduction of species, pasture. Veracruz. Resumen En la Reserva Ecológica “La Otra Opción”, se trabaja en la re-introducción de pecarí labios blancos (Tayassu pecari), con fines de reproducción y conservación, como una alternativa, al manejo extensivo del pastoreo de ganado vacuno el cual es frecuente en las áreas que se han deforestado para habilitarlas como potreros en la región. Por lo anterior el objetivo de este trabajo fue determinar los impactos causados durante un año por los pecaríes de labios blancos en los suelos de la Reserva Ecológica La Otra Opción en Veracruz, México, para lo cual, se trabajó en los encierros donde tienen cautivos a una piara de 39 animales. Se tienen destinados dos *Autor de correspondencia Email: [email protected] ISSN 2594-0384 (Electrónica) DOI: https://doi.org.1033154/rlrn.2020.02.03 68

Enríquez-Díaz et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 16(2): 68-78, 2020 corrales, se trazaron cuatro cuadrantes de 20 x 10 m cada uno, y se tomaron muestras de suelo a una profundidad de 0 - 20 cm. Posteriormente, a cada muestra se le determinó: la humedad, densidad aparente y real, porosidad, textura, pH, CIC, MO, Corg, Ca2+, Mg2+, Na+ y K+. Entre los resultados, se tiene que los impactos causados por los pecaríes en los suelos, muestran un incremento en la porosidad, contrario a los potreros con ganado vacuno. También hubo un ligero aumento en MO, Corg., así como de Ca2+, Mg2+, Na+ y K+, estos últimos se estima provenientes de los alimentos balanceados con que son alimentados los pecaríes. En conclusión, la re-introducción de Tayassu pecari tuvo un impacto positivo en los suelos, particularmente en ocho de las propiedades químicas, más que en las físicas, donde solo la porosidad se incrementó. Se considera que la re-introducción de esta especie, puede ser una alternativa para la recuperación de los ecosistemas, siempre y cuando se rediseñe el tamaño de los encierros y permita tener mejores condiciones a los pecaríes. Palabras claves: Suelos, Sierra de Santa Marta, re-introducción de especies, potreros, Veracruz. Introducción especies en su hábitat natural (Serio-Silva et al., 2002). Lamentablemente cada año disminuyen En México, las regiones húmedas y subhúmedas se muchas especies, algunas inscritas en la Unión han convertido en las áreas preferidas para la Internacional para la Conservación de la Naturaleza extensión de la ganadería en los últimos 35 años, lo (UICN), como amenazadas o en peligro de que ha provocado la deforestación de grandes extinción como es el caso del pecarí de labios superficies de selvas y bosques. En la sierra de los blancos (Tayassu pecari), de tal suerte que muchas Tuxtlas en el estado de Veracruz, se estima que la son re-introducidas para manejos intensivos como el deforestación es de 4% anual en su territorio, caso de los Centros de Investigación de la Vida quedando aproximadamente el 14% de la superficie Silvestre (CIVS), o bien en las Unidades de Manejo original cubierta por selva, mientras que, en la sierra Ambiental (UMA). de Santa Marta, también en el mismo estado, es Un ejemplo se presenta en la Reserva Ecológica “La apenas una tercera parte de lo que existía hace más Otra Opción” donde en las últimas décadas en la de veinte años. Se considera, que este proceso de zona de Catemaco, en el estado de Veracruz se ha deforestación es ocasionado por la práctica de la trabajado con la reproducción y posible ganadería, sobre todo donde los animales pastorean reintroducción de pecarí de labios blancos, que son libremente, desconociendo el impacto que estos animales de cuerpo robusto y compacto, cabeza pueden tener sobre la flora, fauna nativa y grande y extremidades cortas. Su color general es degradación de los suelos (Domínguez-Machín y negro, a veces con tonos de café, y los carrillos Silva-López, 2005). blancos. Estos animales adultos pesan entre 25 a 42 A su vez Snuder et al. (1991); Bustamante y Grez kg y se distribuyen en los estados de Veracruz, (1995), señalan que este tipo de prácticas pueden Oaxaca, Chiapas, Campeche y Quintana Roo en ocasionar la extinción local o regional de especies, México (Aranda-Sánchez, 2012). genera la pérdida de los recursos genéticos, Sin embargo, no solo existe el riesgo de la pérdida aumento en la ocurrencia de plagas, disminución en de flora y fauna nativa sino que también hay un la polinización de cultivos, alteración de los creciente deterioro en la calidad de los suelos, ya procesos de formación y mantenimiento de suelos, que al ser estos deforestados y utilizados como disminuye la recarga de los mantos acuíferos y se potreros para la cría de ganado vacuno para alteran los ciclos biogeoquímicos, entre otros engorda, su fertilidad ha disminuido, incrementado procesos de deterioro ambiental. su susceptibilidad a erosionarse, debido a que la Diversos estudios señalan que la diversidad mayoría de los potreros se encuentran en laderas biológica se reduce día tras día, y diversos que al eliminar su vegetación natural y quedar programas de conservación pretenden regresar descubiertos sus suelos, se incrementan estos animales a su hábitat natural, bajo circunstancias procesos. que permitan la evolución por selección natural. Sin En la región de los Tuxtlas, los suelos son de origen embargo, son escasos los éxitos en la reinserción de volcánico y es posible encontrar una gran variedad 69

Enríquez-Díaz et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 16(2): 68-78, 2020 de ellos, debido a las elevaciones, orientación, edad provocadas por la densidad de animales, y de los materiales, así como de las distintas encontrase la mayoría de la veces en laderas con geoformas y condiciones de clima. Entre los suelos fuertes pendientes, hace necesario determinar el más característicos de la región se encuentran los impacto que los pecaríes puedan ocasionar en luvisoles y acrisoles (Campos, 2004), que se algunas propiedades de los suelos en la Reserva caracterizan por ser ácidos, con poco contenido de Ecológica La Otra Opción, ya que al reintroducir materia orgánica cuando se deforestan, por lo que esta especie, se espera que también se mejoren las son de baja productividad, a no ser que se aporte condiciones del recurso suelo y este a su vez material orgánico o fertilizantes, pero que además repercuta en el restablecimiento de las condiciones presentan el problema de inmovilizar el fósforo, que naturales de la vegetación natural del lugar. es un elemento indispensable para la fijación del nitrógeno al suelo (Fink et al., 2016). Materiales y Métodos A pesar de la preocupación creciente sobre la degradación del suelo, la disminución en su calidad El sitio en estudio y su impacto en el bienestar de la humanidad y el La Reserva Ecológica La Otra Opción, se encuentra ambiente, no hay criterios universales para evaluar en la Sierra de Santa Marta, específicamente en la los cambios en su calidad (Arshad y Coen, 1992). comunidad de Miguel Hidalgo en el estado de Por lo que es preciso contar con variables que Veracruz, México. Geográficamente se encuentra en puedan servir para evaluar la condición del suelo. los 18º22ʼ50.51ʼʼN, 94º56ʼ5.33ʼʼW y Estas variables se conocen como indicadores, pues 18º22ʼ7.60ʼʼN, 94º55ʼ14.36ʼʼW (Figura 1), cuenta representan una condición y conllevan información con una superficie de 136 ha que están en un rango acerca de los cambios o tendencias de esa condición altitudinal de 847 a 1,100 msnm (Carrera-Sánchez (Dumanski et al., 1988). Los indicadores son et al., 2015). Limita con la zona núcleo II de la instrumentos de análisis que permiten simplificar, Sierra de Santa Marta en la Reserva de la Biosfera cuantificar y comunicar fenómenos complejos, y Los Tuxtlas, que está conformada por una serie de ellos pueden ser algunas propiedades físicas, conos volcánicos, lo que contribuye a que su relieve químicas y biológicas, o procesos que ocurren en él sea escarpado (Jiménez-Trejo y Vásquez-Vargas, (SQI, 1996). Entre algunas condiciones que deben 2008). tener los indicadores se encuentran las siguientes: La vegetación dominante corresponde a un bosque Describir procesos del ecosistema; integrar mesófilo de montaña, con especies como Palo de propiedades físicas, químicas y biológicas del suelo; perdiz (Bernoullia flammea), Ramón (Brosimum reflejar los atributos de sostenibilidad que se alicastrum), Pochote (Ceiba pentandra), Burra quieren medir; ser sensitivos a variaciones de (Dussia mexicana), Higuerón (Ficus insipida), climáticas y de manejo; ser accesibles a muchos Guabito (Lonchocarpus sericeus), Mastate usuarios y aplicables a condiciones de campo; ser (Poulsenia armata), Sangre de drago (Pterocarpus reproducibles; ser fáciles de entender; y cuando sea rohrii) y Amargoso (Vatairea lundellii), entre otras posible integrarlos a una base de datos (Doran y (Jiménez-Trejo y Vásquez-Vargas, 2008; Parkin, 1994). CONABIO, 2011). El clima en la Reserva de los Considerando lo anterior, en la región de los Tuxtlas según la clasificación climática de Köppen Tuxtlas, la pérdida de especies nativas y las especies es tropical húmedo (tipo A), en los sitios con introducidas, han causado cambios en las elevaciones bajas y medias, y húmedo con inviernos condiciones de los suelos, como es mayor suaves (tipo C), en elevaciones altas donde se compactación y resistencia a la penetración, una presenta una precipitación anual que supera los 4 disminución de la capacidad de infiltración de agua, 000 mm, siendo el mes más seco mayo y perdida de materia orgánica, y una mayor acidez presentándose las precipitaciones desde julio a (Domínguez-Machín y Silva-López, 2005; noviembre (Carrera-Sánchez et al., 2015), mientras Sadeghian et al., 2000; Fragoso y Rojas, 2010). Por que la temperatura es de 21.8° C durante enero que lo que al considerar la posible re-introducción de se considera el mes más frío y a lo largo del año en pecaríes de labios blancos en áreas que promedio es de 28.8 °C (Gutiérrez-García, 2011). anteriormente eran utilizadas como potreros y estaban sujetas a prácticas intensas de pastoreo, 70

Enríquez-Díaz et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 16(2): 68-78, 2020 Figura 1. Ubicación de la Reserva Ecológica “La Otra Opción”. Trabajo de gabinete, en campo y laboratorio además de ser utilizado para su exhibición al turismo (Figura 3). Los encierros, se encuentran a Se llevó a cabo una recopilación bibliográfica de los una altitud de 1 018 msnm y los atraviesa un arroyo, trabajos elaborados por Sowls (1997), Donkin además de encontrase en laderas con pendientes que van de 7 a 24º de inclinación. (1985) y Reyna et al. (2010), utilizándolos como Los encierros están delimitados con malla ciclónica borreguera de 2.40 m de altura, el cobertizo referencia para el estudio del Tayassu pecari principal está construido con lamina acanalada galvanizada sobre una estructura de herrería, con mientras que para estudio de suelos se trabajó con pisos de mampostería, para protección de las pezuñas de los animales; es un punto importante en base en SEMARNAT, (2002). el confinamiento intensivo de los animales que debe tener en cuenta que esta especie en particular Los encierros de los pecaríes de labios blancos recorre en vida libre más de 8 kilómetros al día. (Tayassu pecari), se encuentran en el predio Dentro del encierro hay regeneración natural de conocido como el Bastonal, que tiene una superficie de 2 hectáreas; dividido en dos secciones: El corral A que tiene una superficie de 9 000 m2 y el corral B de 11000 m2 (Figura 2). Ambos corrales cuentan con un espacio de 100 m2 donde se realiza el manejo de la especie y se les proporciona alimento, 71

Enríquez-Díaz et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 16(2): 68-78, 2020 Figura 2. Panorámica de los corrales. Figura 3. Área de manejo y comederos vegetación arbórea como Dalbegia glomerata, que atraviesa el terreno y la vegetación, aunque no Liquidadambar estyraciflua, Meliosa alba, es homogénea en todo el lugar, tiene zonas de Manikara zapota, etc, arbustos como Solanum sp., sombra, donde les gusta exhibirse y no sentirse Trichilia moscata y herbáceas como Crotalaria amenazados, así como de algunos árboles con frutos spectabilis, etc. El corral cuenta con 39 animales, y cortezas que están dentro de su dieta. tiene zonas donde se acumula agua por el caudal El muestreo de suelos, se realizó considerando un 72

Enríquez-Díaz et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 16(2): 68-78, 2020 mapa base de los corrales sobre el que se trazaron acuerdo con Rodríguez y Rodríguez (2002); y los ocho círculos con un diámetro de 25 m para cada iones intercambiables de Ca2+, Mg2+, Na+ y K+ por círculo, cuatro en el corral A (sin animales), y Jackson (1999). cuatro en el corral B (con animales) (Figura 4). En cada círculo se tomó una muestra de suelo con una Resultados y discusión profundidad de 0 - 20 cm y de 1.5 kg de peso, estas se guardaron en bolsas de polietileno, etiquetadas y Los suelos estudiados se analizaron durante dos selladas para su procesamiento en el laboratorio. períodos de tiempo, el primero durante la época de Entre las determinaciones que se realizaron fueron: lluvias con pecaríes y el segundo durante la humedad por el método gravimétrico (USDA, temporada de estiaje sin pecaríes, obteniendo los 2004), color en húmedo y seco por comparación en siguientes resultados: la tabla de Munsell (1994), densidad aparente (Da), mediante el método de la probeta, densidad real Propiedades físicas de los suelos (Dr), mediante el método del picnómetro, y textura La humedad en promedio en el suelo del corral por el método de Bouyoucos (SEMARNAT, 2002). durante el año que estuvo sin animales fue cercana Se determinó la capacidad de intercambio catiónico al 60% mientras que con animales ésta disminuyó (CIC); pH relación 1:2.5 en H2O por medio del un 10%; la densidad aparente mantuvo en promedio potenciómetro con electrodo de vidrio; materia 1.1 g cm-3, lo que a su vez se refleja en un aumento orgánica (MO), y carbono orgánico mediante los de casi un 3% en la porosidad total del suelo cuando métodos del manual de laboratorio elaborado por el no están los pecaríes en el corral. En cuanto a la USDA (2004); el nitrógeno total se estimó de fracción mineral, hubo un incremento de arenas en Figura 4. Croquis de los encierros de pecaríes. 73

Enríquez-Díaz et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 16(2): 68-78, 2020 un 6%, mientras que los limos disminuyeron un 2% estima que en promedio aumentó un 0.2% de y las arcillas en casi 5%. Estas últimas corresponden a las fracciones < 2 mm de diámetro, por lo que componentes orgánicos, que a su vez repercutió en pueden desplazarse con mayor facilidad, un incremento del 0.04% de nitrógeno total (Nt). considerando que en la zona se presenta una precipitación mayor a 1 000 mm anuales y sus Por otra parte, los suelos debido a las condiciones laderas tienen pendientes de 30 a 60°, además de que la cobertura vegetal no es mayor al 60% (Tabla climáticas de la región, como las intensas 1). La humedad de los suelos en el corral B con precipitaciones, hacen que estén sujetos a un presencia de pecaríes fue de 9.93% contrario a lo que sucede en el corral A cuando está vacío, ya que continuo lavado de bases, lo que, aunado a su origen en promedio es del 26.6%. Se estima que el tránsito de los animales sobre el suelo compacta los volcánico, han favorecido un proceso de acidez primeros 20 cm, ocasionando una disminución en el potencial, y una baja capacidad de intercambio contenido de humedad y la porosidad. catiónico. Cuando la piara no está en los corrales, la Propiedades químicas de los suelos CIC fue de 12.61 cmol (+)·kg-1, pero ésta llega a ser Los suelos en la reserva ecológica son fuertemente muy baja 8.98 cmol (+)·kg-1, cuando en los corrales ácidos, aunque su pH disminuyó ligeramente en el corral con la presencia de los pecaríes, posiblemente están los pecaríes. Esta disminución en la CIC es por el incremento de materia orgánica (0.7%), y posible, ya que los encierros al encontrase en carbono orgánico total (0.4%), debido a las excretas de los animales (Vázquez-Alarcón, 1997; García- laderas con fuertes pendientes y los suelos al Cruz et al., 2008). Esto es ligeramente superior a lo reportado por Trejo-Escareño et al. (2013), donde carecer de una cobertura vegetal adecuada, y estar señalan que se presentó un incremento en materia orgánica de 2.5% en suelos, después de aplicar 40 sujetos al ramoneo y constante remoción por parte Mg·ha-1 de estiércol de bovino durante cinco años, equivalente a un aporte anual de 0.5%. La piara en de la piara de pecaríes, provocan que sea mayor el la Otra Opción, está compuesta por 39 pecaríes, y se arrastre de materiales edáficos por escurrimiento superficial y disminuya su fertilidad (Tabla 2). Sin embargo, durante el proceso de rotación de la piara de pecaríes en los corrales, los iones de Ca2+, Mg2+, Na+ y K+ se incrementan, siendo dominantes el Ca2+ y Mg2+ lo que se atribuye en parte a que los alimentos que se les proporcionan en su dieta, son ricos en éstos minerales (Tabla 2). Lo mismo sucede con los iones de Na+ y K+ que retornan a los suelos en las excretas sólidas y líquidas. Se debe considerar que la reintroducción de esta especie es importante para el mantenimiento de la fertilidad del suelo, en particular en sistemas estabulados Tabla 1. Propiedades físicas de los suelos. Muestra Densidad Porosidad Humedad Fracción mineral Textura aparente real arenas limos arcillas C (g cm-3) Ca ------------------%-------- --- ----- Ca C Corral A (sin pecaríes) Ca 1 0.9 2.2 60.96 60.00 45.76 38.72 15.52 Ca Ca 2 1.1 2.0 57.34 45.00 59.48 24.00 16.52 3 1.0 1.8 59.01 44.44 63.48 23.00 13.52 4 1.4 2.0 59.58 30.00 48.20 30.28 21.52 Corral B (con pecaríes) 5 0.9 2.2 60.00 45.80 62.66 25.65 11.69 6 1.2 2.1 42.86 57.58 60.30 27.00 12.70 7 1.0 1.8 44.44 49.65 64.48 27.00 8.52 8 1.5 2.2 31.82 42.25 57.48 31.16 11.36 Ca Textura: C = Franca; Ca = Franco-arenosa 74

Enríquez-Díaz et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 16(2): 68-78, 2020 (Sadeghian et al., 2000). y sin presencia de pecaríes, debido al aumento de la Baldizán et al. (2006), menciona que el pisoteo y la materia orgánica, por un lado, además se debe deposición de excretas, son los primeros efectos del considerar que los pecaríes son excelentes aradores animal sobre los suelos. Sus excrementos presentan del suelo, que no permite que la materia orgánica se el mismo patrón que los del jabalí, sólo que los integre rápido (Tabla 2). paquetes son más pequeños e irregulares por lo que se compactan menos y se disgregan fácilmente Impacto en los suelos (Canevari y Fernández, 2003), por lo que la acidez Se determinó el impacto positivo (+) y/o negativo de los suelos puede aumentar por la continua (-), que pueda tener en una propiedad del suelo, la incorporación de excretas. Sin embargo, la presencia o ausencia de los pecaríes en los corrales disminución del pH se registra en la época de estiaje de la Reserva Ecológica La Otra Opción (Tabla 3). Tabla 2. Propiedades químicas de los suelos. Muestra pH MO Nt Corg CIC Iones intercambiables Ca2+ Mg2+ Na+ K+ --------%--------- (cmol (+) kg-1) - - - - - - - - - - - -meq 100 g-1 - - - - - - - Corral A (sin pecaríes) 11.40 0.57 6.60 12.60 6.20 2.00 0.50 0.50 1 5.3 2 5.9 8.90 0.45 5.20 11.92 6.50 1.20 1.30 0.40 3 4.9 10.60 0.53 6.20 11.50 2.70 5.40 1.50 0.30 4 4.9 11.30 0.57 6.50 14.40 7.50 1.23 0.40 0.10 Corral B (con pecaríes) 9.30 0.47 5.40 7.20 11.25 4.80 1.40 0.60 5 4.9 6 4.8 12.10 0.61 7.00 9.40 9.25 5.30 1.60 0.70 7 5.0 15.80 0.79 9.20 12.10 16.50 3.50 1.50 0.60 8 5.0 7.80 0.39 4.50 7.20 9.20 11.50 1.10 0.50 MO = Materia orgánica; Nt = Nitrógeno total; Corg = Carbono orgánico total; CIC = Capacidad de Intercambio Catiónico Tabla 3. Impacto en los suelos. No Propiedad Corral B (con pecaríes) Diferencia Impacto A (sin pecaríes) 1 Densidad aparente (g cm-3) 1.10 1.15 -0.05 - 2 Densidad real (g cm-3) 2.00 2.08 -0.08 - 3 Porosidad (%) 59.22 44.78 14.44 - 4 Arenas (%) 54.98 61.23 -6.25 - 5 Limos (%) 29.00 26.91 2.09 - 6 Arcillas (%) 16.77 11.07 5.70 + 7 Humedad (%) 44.86 48.82 -3.96 - 8 pH 5.00 4.93 0.07 - 9 Materia orgánica (%) 10.55 11.25 - 0.70 + 10 Nitrogeno total (%) 0.53 0.57 - 0.04 + 11 Carbono organico (%) 6.13 6.53 - 0.40 + 12 CIC (cmol (+) kg-1) 12.61 8.98 3.63 - 13 Ca2+ (meq 100 g-1) 11.55 + 14 Mg2+ (meq 100 g-1) 5.73 6.28 - 5.82 - 15 Na+ (meq 100 g-1) 2.46 1.40 - 3.82 + 16 K+ (meq 100 g-1) 0.93 0.60 - 0.47 + 0.33 - 0.27 75

Enríquez-Díaz et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 16(2): 68-78, 2020 Esto se realizó tomando en cuenta que si se compactación del suelo, por el constante paso de los presentaba un incremento o en su caso disminuía el animales. Esta situación hace necesario considerar valor de algunos de los parámetros analizados en que el tamaño de la piara debe ser menor o en su laboratorio, tomando como base el trabajo de caso ampliar el tamaño de los encierros, ya que se Lanfranco y Marlats (1993), donde determinan sigue el esquema de potreros para ganado vacuno y algunos índices edáficos cuantitativos para definir la no uno adaptado para este tipo de animales; por lo calidad de sitio forestal. Es importante indicar que que el tiempo de resiliencia del encierro, es el en este caso no se asignó puntaje al impacto, solo se tiempo en el cual los animales son trasferidos de consideró como positivo si mejoraba o negativo si vuelta al mismo. perjudicaba, algunas propiedades de los suelos. También se debe considerar que un mayor número Bajo este tenor, se tiene que, durante la presencia de de encierros, permitiría una rotación más los pecaríes, se incrementó la porosidad, y la prolongada en los corrales de los animales y humedad en los suelos, contrario a lo que se ha ayudaría a llevar un mejor control. Es importante documentado en potreros con ganado vacuno, donde señalar que, en Guatemala, el pecarí de labios por su pisoteo, hay una disminución de éstas, blancos ha mostrado cierta resiliencia, para afectando los procesos de infiltración de agua y de adaptarse a las condiciones alternativas a las intercambio gaseoso (Amezquita y Pinzón, 1991). idóneas (Berry et al., 2008; Granados et al., 2016), También aumentó el contenido de materia orgánica, en áreas de bosque secundario y perturbado por carbono orgánico, Ca2+, Mg2+, Na+ y K+, que se humanos, por lo que es importante considerar estas estima se encuentran en las excretas de los pecaríes, áreas como posibles zonas de conectividad y ya que provienen de los alimentos balanceados que posibles áreas de reintroducción de la especie se les proporcionan durante su dieta en los encierros (Moreira-Ramírez et al., 2016). Considerando lo (Tabla 3). anterior, se podría realizar un segundo estudio en las Los pecaríes, tuvieron un impacto positivo en las propiedades físicas, químicas y biológicas de suelos propiedades químicas de los suelos, aunque, se con la finalidad de darle un seguimiento a los incrementó ligeramente la acidez del suelo y resultados obtenidos y poder compararlos para disminuyó la capacidad de intercambio catiónico mejorar la calidad del suelo y el estado de las (CIC), situación interesante, ya que se reportó un poblaciones de pecaríes labios blancos en la incremento en la fracción mineral gruesa y una Reserva Ecológica de La Otra Opción (Tabla 3). pérdida de la fracción fina, que químicamente estas últimas son las más activas del suelo. Esto se Conclusiones considera sucede porque los pecaríes remueven gran parte de la capa superficial del suelo, buscando La reintroducción de pecaríes de labios blancos semillas y frutos que, aunado a las pendientes de las Tayassu pecari, tuvo un impacto positivo en siete de laderas, favorecen su arrastre por el agua de lluvia, las propiedades de los suelos, particularmente en las lo que afecta la fertilidad natural de los suelos de los químicas como fue un incremento de la materia encierros. Independientemente que la piara y que el orgánica, nitrógeno y carbono orgánico total, así tamaño de los encierros es pequeño, la cobertura como en calcio, sodio y potasio. vegetal en estos es escasa o casi nula, ya que son La reintroducción de los pecaríes de labios blancos animales que requieren de grandes extensiones para al cabo de un año de evaluación en los corrales, se vivir (Hernández-Pérez et al., 2016), estando sujetos consideró que en general el impacto negativo lo los suelos a un pisoteo constante a pesar de que son tienen en las propiedades físicas ya que disminuye animales con un peso promedio de 25 – 30 kg. la porosidad y también se presentó una menor Albergar una población de 39 o más animales en cantidad de arenas y limos que se pierden al no encierros de estas dimensiones, puede no ser existir sotobosque en los corrales donde se adecuado ya que los resultados indican que afectan encuentran los pecaríes. negativamente las propiedades físicas de los suelos, Las dimensiones de los corrales no son las además de que se pueden acelerar los procesos adecuadas para el tamaño de la piara conformada erosivos, la pérdida de materia orgánica, una por 39 animales, ya que estos pueden impactar disminución en la infiltración de agua y el negativamente en las características físicas de los intercambio gaseoso ya que se incrementa la suelos, por lo que la rotación de los animales 76

Enríquez-Díaz et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 16(2): 68-78, 2020 ayudaría a llevar un mejor control, que repercutiría Introduction of Pigs to the New World. Transactions of the en la calidad del suelo y en las poblaciones de American Philosophical Society, Vol. 75, part 5. pecaríes de labios blancos en La Otra Opción. Doran, J. W., Parkin, B. T. 1994. Defining soil quality for a sustentable enviroment. Soil Science Society of America. Agradecimientos Special Publication, No. 35, Madison Wisconsin Dumanski, J. Gameda, S. Pieri, C. 1998. Indicators of land A la UAM-Xochimilco por la beca otorgada al Quality and sustainable Land Management. The World primer autor, para la realización de sus estudios en Bank, Washington, D. C. la Maestría en Ecología Aplicada, así como a Kurt Fink, J. R., Indi, A. V., Bavaresco, J., Barrón, Vidal, Torrent, J., Knopflmacher Dugelby y Arturo Miguel Bayer, C. 2016. 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Magallón-Servín et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 16(2): 79-87, 2020 Influencia de la columna de agua y eficiencia energética de dos tipos de generadores de microburbujas en un cultivo hiper-intensivo de camarón Javier Antonio Magallón-Servín1, Rafael Apolinar Bórquez-López2, Walter Quadros-Seiffert3, Francisco Javier Magallón-Barajas4, Ramón Casillas-Hernández2* 1Programa de Doctorado en Ciencias en Biotecnología del Instituto Tecnológico de Sonora. 2Departamento de Ciencias Agronómicas y Veterinarias, Instituto Tecnológico de Sonora. 3Universidad Federal de Santa Catarina, Brasil Centro de Ciencias Agrarias. 4Programa de Acuicultura, Centro de Investigaciones Biológicas del Noroeste, S.C. Artículo recibido 7 de julio de 2020 y aceptado el 30 de julio de 2020 Influence of the water column and energy efficiency of two types of microbubble generators in a hyper-intensive shrimp farming. Abstract The production of micro-bubbles and foam (ME) in hyper-intensive shrimp culture ponds are generally associated with the production of Biofloc. Using an image analysis, the water column of the highest generation of ME was found. For this, the Image Processing Toolbox from MATLAB program and an image filtering algorithm were used. For the bioassay, a 7.5 HP regenerative blower aerator was used, connected to a combined system of airlifts (box and angle type) with micro-perforated hose and a 1.0 m deep tank. Images were measured at 0.05 m intervals to the maximum water column design. The results show that ME measurements associated with the electrical consumption, depth and dynamics of the pond can help improve crop efficiency. In the practical case, it was shown that the highest ME production was between 0.40 and 0.85 m of water column with a saving in electrical consumption of 5-8%, in relation to that obtained at the maximum level of pond operation. The angular airlift was more efficient in ME generation than the box airlift. The results may vary in other cases depending on the water quality, biomass load of the pond, airlift characteristics and blower capacity. Key words: Shrimp hyper-intensive aquaculture, microbubble generators, water depth, efficiency. Resumen La producción de micro-burbujas y espuma (ME), en estanques de cultivo de camarón hiper-intensivo generalmente están asociadas a la producción de bioflóculos. Utilizando un análisis de imágenes se encontró el rango de columna de agua de mayor generación de ME. Para esto se utilizó el programa MATLAB la librería Image Processing Toolbox y un algoritmo de filtrado de imágenes. Para el bioensayo se utilizó un aireador tipo blower regenerativo de 7.5 HP conectado a un sistema combinado de airlifts (tipo caja y angular), con manguera micro-perforada y un estanque de 1.0 m de columna de agua. Las imágenes se midieron en intervalos de 0.05 m hasta la máxima columna de agua de diseño. Los resultados muestran que las mediciones de ME asociadas al consumo eléctrico, columna de agua y dinámica del estanque pueden ayudar a mejorar la eficiencia del cultivo. En el caso práctico se demostró que la mayor producción de ME estuvo entre 0.40 y 0.85 m de columna de agua con un ahorro en el consumo eléctrico del 5-8%, con relación *Autor de correspondencia Email: [email protected] ISSN 2594-0384 (Electrónica) DOI: https://doi.org.1033154/rlrn.2020.02.04 79

Magallón-Servín et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 16(2): 79-87, 2020 al obtenido en el nivel máximo de operación del estanque. El aireador airlift tipo angular fue más eficiente en la generación de micro-espuma que el aireador airlift tipo caja. Los resultados pueden variar en otros casos dependiendo de la calidad de agua, carga de biomasa del estanque, características del airlift y capacidad del blower. Palabras claves: Acuacultura hiper-intensiva de camarón, generadores de microburbujas, columna de agua, eficiencia. Introducción por el desarrollo de distintos sistemas para el monitoreo de peces y camarones ya que esta El desarrollo de la acuicultura del camarón blanco información podría mejorar la eficiencia de la Litopenaeus vannamei ha alcanzado la producción industria acuícola. La forma más común de producir de 4.966 millones de TM en 2018 (FAO 2020), en microburbujas es con la inyección de aire en el gran parte debido a la intensificación de sus líquido para su disolución, las microburbujas cultivos. Los sistemas intensivos de recirculación generadas crecen en burbujas más grandes con la acuícola (RAS, por sus siglas en inglés) aumentan la saturación del líquido, los difusores convencionales producción debido al control de todos los procesos dependen de un material poroso conectado al involucrados en la producción, entre ellos el sistema de difusión de aire el cual funciona como suministro de oxígeno disuelto que proveen los una barrera física que por presión e intercambio aireadores o Blowers (Timmons y Ebeling 2010). entre el aire y el agua forma las microburbujas Los sistemas de aireación se han dimensionado con (Zimmerman et al., 2008). La medición de la base a la aplicación de HP por toneladas de biomasa espuma en la superficie del estanque a través de de camarón producida en los estanques de imágenes, puede contribuir de manera importante en acuicultura (Boyd et al., 2020). Estos criterios si el análisis de los estanques donde las variables bien aseguran la producción, están dirigidos a físicas y químicas están en constante cambio. confrontar las condiciones que ocurren en las etapas Oliveira et al. (2010) utilizó análisis de imágenes del cultivo y determinan en gran medida la con una cámara a una escala de grises para eficiencia energética. Existen numerosos aspectos identificar la formación de floculación-flotación con que influyen en la difusión de aire en la columna de micro burbujas, y determinaron el tamaño y agua, la formación de espuma en la superficie de los distribución de las burbujas en el sistema. En estanques y que han sido poco documentados; (1) la estudios recientes el uso de imágenes tomadas a presión hidrostática en función de la columna de través de cámaras, ha podido monitorear el agua del estanque, (2) el sistema neumático de comportamiento de peces, lo cual es indispensable transmisión de aire, (3) la potencia y diseño de los para manejar el crecimiento, sanidad y bioseguridad equipos de aireación, (4) su eficiencia energética en en el cultivo (Terayama et al., 2019). El objetivo términos de m3 de aire por watt, (5) el diseño de las principal de este trabajo es analizar imágenes de líneas de transmisión eléctrica, (6) la fuente de espuma superficial, utilizando un programa de electricidad y (7) la proteína presente en el agua de análisis de datos (MATLAB), y un algoritmo de los estanques de cultivo. Por esta razón resulta filtrado de imágenes para determinar la relación fundamental precisar la difusión de aire y la entre la columna de agua del estanque, la cantidad generación eficiente de la espuma donde se forman de espuma y el consumo eléctrico. el “bioflocs” que se sabe es de gran importancia para los cultivos intensivos de camarón Moses et Materiales y Métodos al., 2018; Lara et al., 2017; Doaa et al., 2012; Tucker 2005) (Figura 1). Las obser;vaciones Estanque experimental precisas y continuas del estado y cantidad de Se utilizó un estanque de 6 m de ancho por 24 m de espuma en la superficie de los estanques de cultivo largo de la granja Fazenda Yakult de la Universidad son vitales para gestionar la calidad de agua y de Santa Catarina de Brasil. El estanque tiene una condiciones del “biofloc” para el desarrollo de los columna de agua máxima de 1.1 m. Se hicieron camarones. Actualmente existe una fuerte tendencia marcas para medir la columna de agua en tres 80

Magallón-Servín et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 16(2): 79-87, 2020 puntos del estanque, en cada punto de medición se rendimiento PLUS de 5.6 kW, trifásico, 360V y colocó una regla con marcas cada 0.05 m con un total de 1 m de columna de agua. Se orientaron las 3500 rpm; al sistema de distribución se conectaron surgencias de los airlifts, para dirigir el flujo de agua en la misma dirección, como se muestra en la 6 difusores tipo airlifts, 2 tipo caja y 4 tipo angular figura 2. con paredes de deflexión, cada uno con 13 líneas de Sistema de aireación El estanque se conectó en un sistema de distribución manguera micro perforada de 0.89 m; la manguera neumático de un blower regenerativo WEG alto soporta un flujo de aire de 2.395 m3 h-1 mL-1 con un SAE (Eficiencia estándar de aireación), de 5.36 Kg O2 h-1 kW-1, y las dimensiones de la base de los airlifts fue de 1 m de largo por 1 m de ancho (1 m2). Medidor de potencia. Se utilizó un medidor de Figura 1. Generación de micro-espuma y biofloc en una granja de camarón hiper-intensiva con airlifts tipo angular. Figura 2. Diseño experimental en la granja Fazenda Yakult, Brasil, a) Aireador tipo Blower regenerativo de 5.6 kW, b) Surgencia airlift tipo caja, c) Surgencia airlift tipo angular, d) Canal de flujo tipo raceway, e) Profundidad del tanque, f) Posición de la cámara. 81

Magallón-Servín et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 16(2): 79-87, 2020 potencia eléctrica (kW) trifásico, Efergy E2 clásico, salida del airlift. Las fotografías obtenidas se conectado al motor para evaluar el consumo recortaron con un marco para fijar el área de las energético en cada marca de la columna de agua. imágenes a 3191 x 1032 pixeles equivalentes a 4.5 Llenado del estanque y toma de imágenes. El m2 de superficie del espejo de agua analizado, para estanque se llenó con agua marina lentamente, al evitar el efecto de influencia de la micro-espuma mismo tiempo que se encendió el sistema de generada por los otros airlifts. Cada imagen se aireación. Las imágenes fueron tomadas a partir de etiquetó con la columna de agua con la que fue los 0.30 m de la columna de agua del estanque, tomada y de la surgencia airlift a la que perteneció posterior a esa columna de agua las imágenes (Figura 3). Al mismo tiempo se anotó el consumo fueron tomadas cada 0.05 m hasta que el tanque se eléctrico del aireador tipo blower regenerativo llenó a 1.0 m. asociado con dicha columna de agua obtenido del medidor de potencia eléctrica trifásica. Características de la cámara Procesamiento de imágenes Se utilizó una cámara de 8 MP con un tamaño de Para medir la eficiencia en la producción de la sensor de 1.5 µ por pixel y apertura ƒ/2.2. La micro-espuma se realizó el siguiente procedimiento: cámara se fijó en un solo punto y cada fotografía se Cada imagen se transformó a una matriz tomó con la lente de la cámara paralela al flujo de la tridimensional RGB ������ × ������ × ������ utilizando el surgencia del airlift, pero perpendicular a la boca de Image Processing Toolbox de MATLAB. Figura 3. Relación de las imágenes obtenidas de generación de espuma superficial en surgencias airlifts tipo caja y tipo angular fotografiadas a diferentes valores de la columna de agua y su consumo eléctrico asociado. 82

Magallón-Servín et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 16(2): 79-87, 2020 imagen=imread('Imagen.jpg') de la matriz ImagenFiltrada, a cada valor mayor a Con el nombre de imagen, después se generaron 3 cero, se le asignó el valor de 1, con esto se logró matrices ������ × ������ (R, G y B), para separar los colores obtener el porcentaje de números mayores e iguales R (rojo), G (verde) y B (azul), de la matriz imagen. a cero con lo cual se puede obtener el porcentaje de También se asignaron los tamaños de cada matriz. la ImagenFiltrada que es blanco y equivale a la R=imagen(:,:,1); micro espuma generada. G=imagen(:,:,2); ImagenT=reshape(ImagenFiltrada,[],1); B=imagen(:,:,3); [ITn,ITm]=size(ImagenT); [Rn,Rm]=size(R); [Gn,Gm]=size(G); MaxIT=0; [Bn,Bm]=size(B); for i=1:ITn A cada matriz se le asignó un rango de valores de 0 MaxITx=MaxIT; a 255, con los cuales se componen el espectro de s=TCP(iii); colores de la matriz imagen en RGB, por lo tanto, if s>=MaxR se definió un valor como máximo para asignarle el DDT=1; valor de blanco (255), y todos los valores menores a else este el valor de negro (0), se realizaron mediciones DDT=0; para diferentes máximos 150, 175 y 200, y la mejor end resolución se encontró con el valor 175. Entonces MaxIT=MaxITX+DDT; usando el siguiente algoritmo, se generó el filtro: MaxR=175; end MaxG=MaxR; MaxB=MaxR; Para obtener el área (m2) de ME generada en el área del marco seleccionado para los diferentes valores x=0; de la columna de agua medidos, se utilizó la for j=1:Rm variable PME (porcentaje de ME), la cual mide la relación del total de elementos de la matriz for i=1:Rn analizada con valor de 1 (blanco) asociados a la x=R(i,j); ME, contra el número total de elementos de la if x >= MaxR matriz; Rz(i,j)=255; PME=100*MaxITX/ITn else Rz(i,j)=0; Resultados end La generación de micro espuma durante el llenado end del estanque a diferentes columnas de agua y en los end diferentes airlift probados se muestran en la tabla 1. En general se observa que a partir de los 0.70 m del Después se construyó una imagen con los resultados llenado del estanque, la cantidad de espuma se de las tres matrices R, G y B filtradas incrementó de manera importante, particularmente ImagenFiltrada=cat(3, R, G, B); la generada por el airlift angular. La secuencia de La cual fue una imagen en blanco y negro con el las imágenes obtenidas por la cámara con los filtro de 175 definido. Por último, se definió un diferentes airlifts evaluados se muestra la figura 3. marco de 1.0 m2 equivalente en la imagen, para En las fotografías se muestra la generación de eliminar el efecto de la espuma remanente generada espuma superficial incluyendo además los valores por la misma surgencia airlift y que no afectara la de la columna de agua del estanque y el consumo caracterización de la micro-espuma generada en esa eléctrico asociado. Los resultados del análisis de columna de agua. Con este recorte se midió el filtrado de imágenes y la generación de micro porcentaje de color asignado a la micro espuma espuma generada a diferentes valores de la columna (todos blancos mayores o iguales a 175). Con esto de agua con los dos tipos de airlifts se muestran en se construyó la matriz ImagenT de 1 × (������ × ������ × la figura 4. En ella se observa que a partir de los ������), con la cual se obtuvo el total de los valores ITn 83

Magallón-Servín et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 16(2): 79-87, 2020 0.35 m del volumen de llenado del estanque la producción, y al estar en el mismo volumen de cantidad de micro-espuma se mantiene estable en agua, los organismos incrementan su tasa general hasta los 0.70 m del volumen del estanque; metabólica y su respiración; el uso de aireación a partir de ahí el airlift angular aumenta de manera varía desde 1-2 kW ha-1 hasta 15 a 20 kW ha-1 en importante la generación de espuma con relación al sistemas de cultivo intensivos de camarón, logrando airlift de caja. Arriba de 0.75 m del volumen del 500 a 600 kg de producción de peces o crustáceos estanque la cantidad de espuma se reduce de forma por kW de aireación (Boyd, 1997; Boyd et al., importante en ambos airlift. 2020). El aire inyectado contiene 20.95% de oxígeno y su aporte al oxígeno disuelto en el agua Tabla 1. Generación de micro espuma durante el llenado del OD, dependerá del nivel de saturación (Boyd, 1990), por lo que tener un aporte mayor de oxígeno estanque a diferentes valores de la columna de agua es de vital importancia para el cultivo. El uso eficiente de la aireación es muy importante ya que y en los diferentes Airlift probados. los requerimientos de aireación varían acorde a las semanas de cultivo, donde se tiene un requerimiento Área generada de micro espuma con el filtro de 175 en el constante de oxígeno asociado al consumido por el marco de 1.0 m2. sedimento del estanque y la columna de agua (Santa et al., 2007). Además los procesos de nitrificación Surgencia Surgencia Diferencia en sistemas de cultivo con biofloc con Litopenaeus (m2) vannamei son más eficientes con altos flujos de aire m de H2O Airlift caja Airlift angular y representan un mejor desempeño zootécnico en su (m2) (m2) acuacultura (Mariane de Morais et al., 2020). En los resultados de la figura 4, se puede observar cómo la 0.30 0.21 0.21 0.00 espuma generada permanece en el estanque, y al tener una mayor generación de microburbujas se 0.35 0.63 0.67 0.04 tiene una mejor distribución del oxígeno; donde además se ha reportado que las microburbujas 0.40 0.62 0.64 0.03 incrementan el contenido de lípidos en la producción de biomasa de algas por un 30%, con 0.45 0.58 0.64 0.06 respecto a burbujas grandes generadas por difusores convencionales (Yang et al., 2018). Por otra parte, 0.50 0.58 0.57 -0.01 la generación de burbujas permite flotación, limpieza y remoción de sólidos precipitables y 0.55 0.56 0.63 0.07 solubles, degradación de compuestos orgánicos y transferencia de calor (Xu et al., 2018). El biofloc 0.60 0.48 0.64 0.16 formado por la integración de las células de los microorganismos y partículas de materia orgánica, 0.65 0.50 0.61 0.11 mediante su adhesión a las microburbujas permite formar cúmulos (Panigrahi et al., 2018), que sirven 0.70 0.53 0.61 0.09 potencialmente de alimento para las especies a cultivar. El movimiento vertical de las burbujas, 0.75 0.44 0.76 0.32 forma una cortina de aire que induce la resuspensión del biofloc y mezcla del agua. El 0.80 0.42 0.78 0.36 arreglo de los aireadores de surgencias tipo airlifts, compuestos de mangueras microperforadas y 0.85 0.44 0.74 0.29 conectados al sistema neumático en el exterior del tanque, puede funcionar mejor y tener mayor 0.90 0.44 0.71 0.27 producción de bioflocs. Todos estos procesos en conjunto permiten una contribución al flujo de 0.95 0.39 0.73 0.35 nutrientes y al reciclamiento de la materia orgánica suspendida, a través de los caminos microbiológicos 1.00 0.30 0.50 0.21 El consumo eléctrico asociado a la columna de agua del estanque, se muestra en la figura 5. Los resultados obtenidos muestran que el aireador tipo blower regenerativo inicia su consumo eléctrico en 4.75 kW a flujo abierto, y conforme aumenta la presión hidráulica su consumo aumenta y converge al valor de la placa que es 5.59 kW (7.5 HP). También se encontró que al llegar al nivel de 1.0 m de la columna de agua, el consumo eléctrico prácticamente permanece constante, lo cual sugiere que, si se supera la presión máxima de diseño, el aireador posiblemente deje de tener un flujo de aire y no alcanza a romper la columna de agua. Discusión La aireación es una de las partes más importantes en la acuicultura intensiva o hiper-intensiva donde el costo de la aireación representa hasta un 15% del costo total de producción, por lo que la selección de los aireadores y los sistemas de difusión son muy importante (Kumar et al., 2012). Al aumentar la densidad de organismos y la biomasa de 84

Magallón-Servín et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 16(2): 79-87, 2020 0.90 Cantidad de microespuma generada (m2) 0.80 0.70 0.60 0.50 0.40 0.30 0.20 0.10 0.00 1 0.3 0.35 0.4 0.45 0.5 0.55 0.6 0.65 0.7 0.75 0.8 0.85 0.9 0.95 m de H2O Airlift tipo caja Airlift angular Figura 4. Cantidad de micro-espuma generada (m2), por dos distintas surgencias airlifts (box y angular), contra diferentes valores de la columna de agua en un canal de flujo tipo raceway, con un aireador tipo blower regenerativo de 7.5 HP. 5.6Potencia electrica (KW) 5.5 5.4 5.3 5.2 5.1 5 4.9 4.8 4.7 4.6 4.5 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 m de H2O Blower 7.5 HP Figura 5. Consumo eléctrico (kW), de un aireador tipo blower regenerativo de 7.5 HP /3ɵ/ 360V, en un sistema de aireación en un canal de flujo tipo raceway, con surgencias airlifts con respecto a diferentes valores de la columna de agua. 85

Magallón-Servín et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 16(2): 79-87, 2020 descritos arriba, y forman un sistema complejo en la análisis de imágenes en la generación de ME, se TBF convirtiendo el tanque de cultivo en un logró estimar su producción en sistemas de biorreactor de producción acuícola. En 1987 Boyd y tecnología de bioflóculos. Este puede ser empleado Ahmand reportaron que los aireadores con sistemas con diferentes sistemas de difusión y aireación que de difusión de aire tienen los valores más bajos de emplean el uso de manguera microperforada para la eficiencia en la aireación, pero Boyd en 1995 generación de ME. Además, se puede encontró que, reportó que a valores de la columna de agua de 1.0 con la sola modificación del diseño, de la surgencia m la eficiencia puede mejorar notablemente, al airlift al tipo angular, se puede lograr hasta un 10% reportar una eficiencia estándar en la aireación SAE de mejora en la producción de ME. de 6.37 kg O2 kWh-1. El resultado obtenido donde la mayor producción de micro espuma ocurrió en Agradecimientos valores de columna de agua entre 0.40 y 0.85 m, es consistente con lo que reporta Krummenauer Javier Antonio Magallón-Servín (Becario (2016), quien encontró que la columna de agua de CONACYT CVU 206292), agradece el apoyo mayor producción de camarón en sistemas de financiero del Consejo Nacional de Ciencia y tecnología de bioflóculos, en canales de flujo tipo Tecnología (CONACYT), por la beca de doctorado raceways, ocurre entre 0.4 y 0.8 m, lo cual nos y la estancia la investigación realizada en la permite entender que a mayor producción de Universidad Federal de Santa Catalina Brasil, y en espuma asociada a esa columna de agua, tenemos la granja experimental Fazenda Yakult, por haber una mejor producción de bioflóculos, los cuales permitido y apoyado el trabajo experimental. Al sirven de alimento para los camarones. Además, Ing. Gustavo Pineda en playa Eréndira B. C. S., Karthikeyan (2016), reportó que la mejor México, por permitirnos tomar imágenes. Al M.C. producción de micro algas ocurrió en canales de Ramon Carneiro, al M.C. Lucas Gomes y a M.C. flujo tipo raceways abiertos con 0.3 m de columna Isabela Pinheiro que me apoyaron en la realización de agua y uso de aireadores de paletas, lo cual del bioensayo y toma de datos. también puede permitir, si se tienen cultivos con una columna de agua menor, tener una transición Referencias entre el biofloc verde (compuesto por microalgas), y el biofloc café (compuesto por bacterias Badiola M., Basurko O.C., Piedrahita R., Hundley P., Mendiola quimiotróficas y heterotróficas), cuya composición D., 2018. Energy use in recirculating Aquaculture Systems reporta Hargreaves (2013). El biofloc verde tiene un (RAS): A review, Aquacultural Engineering. 81: 57-70. alto contenido de microalgas las cuales aportan un contenido importante de lípidos (Martins et al., Boyd, C.E., 1990. Water quality in ponds for aquaculture. 2016; Yang et al., 2018). La posibilidad de tener Agriculture Experiment Station. Auburn University, cultivos de camarón a una columna de agua menor a Alabama, 482 p. 1 m, permite una mayor generación de ME y un ahorro de energía del 5-8% en sistemas cerrados o Boyd, C.E., 1997. Pond water aeration systems. Aquacultural de recirculación, donde el uso de la energía en Engineering 18:9–40. aireación representa uno de los costos más importantes en la producción acuícola (Badiola et Boyd C.E., D'Abramo L.R., Glencross B.D., Huyben D.C., al., 2018; Crab et al., 2012; Jayanthi et al., 2020). Juarez L.M., Lockwood G.S., McNevin A.A., Tacon A.G.J., Teletchea F., Tomasso Jr J.R., Tucker C.S., Valenti W.C., Conclusiones 2020. Achieving sustainable aquaculture: Historical and current perspectives and future needs and challenges. En este trabajo se encontró que la columna de agua Review Article. Journal of World Aquaculture Society tiene un efecto directo en la producción de ME con 51:578–633. sistemas de difusión de aire de surgencia tipo airlift con el uso de blowers regenerativos en cultivos Crab, R., Defoirdt T., Bossier P., Verstraete W., 2012. Review hiper-intensivos de camarón, donde la surgencia Biofloc technology in aquaculture: Beneficial effects and tipo airlift angular mostró ser más eficiente que el future challenges. Aquaculture 356–357: 351–356. tipo caja, en la generación de ME. Con el método de De Schryver P., Crab R., Defoirdt T., Boon N., Verstraete W., 2008. The basics of bio-flocs technology: The added value for aquaculture. Aquaculture 277: 125–137. Doaa M.A., Fahmy F.H., Ahmed N.M., Dorrah H.T., 2012. Design and Control Strategy of Diffused Air Aeration System. World Academy of Science, Engineering and Technology. International Journal of Electrical and Computer Engineering. 6(3):385-389. Ebeling J.M., Timmons M.B., Bisogni J.J., 2006. Engineering analysis of the stoichiometry of photoautotrophic, autotrophic, and heterotrophic removal of ammonia-nitrogen 86

Magallón-Servín et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 16(2): 79-87, 2020 in aquaculture systems. Aquaculture 257:346-358. Moses D., Colt J., 2018. Impact of fish feed on airlift pumps in aquaculture systems, Aquacultural Engineering. 80: 22-27 FAO. 2020. The State of World Fisheries and Aquaculture 2020. Oliveira C., Rodriguez R.T., Rubio J., 2010, International Journal Sustainability in action. FAO, Rome. of Mineral Processing 96: 36-44. Hargreaves J. 2013. Biofloc Production Systems for Aquaculture. Panigrahi A., Saranya C., Sundaram M., Vinoth Kannan S.R., Das R.R., Satish Kumar R., Rajesh P., Otta S.K., 2018. Southern Regional Aquaculture Center. No 4503. Carbon: Nitrogen (C:N) ratio level variation influences microbial community of the system and growth as well as Jayanthi M., Anathaikamatchi B.A., Sakkarai S., Thiagarajan R., immunity of shrimp (Litopenaeus vannamei) in biofloc based culture system. Fish Shellfish Immunology 81: 329- Muthusamy D., Kuppusamy M., Moturi M., Bera A., 337. Ramasamy P., Shanmugam S., 2020. Assessment of the new Rios da Silva K., Wasielesky Jr.W., Abreu P.C., 2013. Nitrogen and Phosphorus Dynamics in the Biofloc Production of the generation aeration systems efficiency and water current Pacific White Shrimp, Litopenaeus vannamei. The Journal of the World Aquaculture Society 44 (1): 30-41. flow rate, its relation to the cost economics at varying Santa K. D., Vinatea L., 2007, Evaluation of respiration rates and salinities for Penaeus Vannamei culture. Aquaculture mechanical aeration requirements in semi-intensive shrimp Litopenaeus vannamei culture ponds. Aquaculture Research. 51:2112-2124 Enginnering 36: 73-80 Karthikeyan D., Muthukumaran M., Balakumar B.S., 2016. Mass Terayama K., Shin K., Mizuno K., Tsuda K., 2019. Integration of sonar and optical camera images using deep neural network Cultivation of Microalgae in Open Raceway Pond for for fish monitoring. Aquacultural Engineering 86: 102000 Biomass and Biochemical Production. International Journal Timmons, M.B., Ebeling J.M., Wheaton F.W., Summerfelt S.T., Vinci B.J., 2002. Recirculating aquaculture systems, 2nd of Advanced Research in Biological Sciences 3(2):247-260. edition. Cayuga Aqua Ventures, Ithaca, New York, USA. Krummenauer D., Poersch L. H., Fóes G., Lara G., Wasielesky Jr Tucker C., 2005. Pond Aeration. South Regional Aquaculture Center. SRAC Publication No. 3700:1-9. W., 2016. Survival and growth of Litopenaeus vannamei Yang Z., Pei H., Han F., Wang Y., Hou Q., Chen Y., 2018. reared in BFT System under different water depths. Effects of air bubble size on algal growth rate and lipid accumulation using fine-pore diffuser photobioreactors. Aquaculture 465:94-99. Algal Research 32: 293-299 Kumar A., Moulick S., Mal B.C., 2013. Selection of aerators for Xu X., Ge X., Qian Y., Zhang B., Wang H., Yang Q., 2018. Effect of nozzle diameter on bubble generation with gas self- intensive aquacultural pond. Aquacultural Engineering 56: suction through swirling flow. Chemical Engineering 71– 78. Research and Design 138: 13-20 Lara, G., Krummenauer D., Abreu P.C., Poersch L.H., Zimmerman W.B., Tesar V., Butler S., Bandulasena H.C.H., 2008. Microbubble Generation. Recent Patents on Wasielesky W., 2017. The use of different aerators on Engineering 2: 1-8. Litopenaeus vannamei biofloc culture system: effects on water quality, shrimp growth and biofloc composition. Aquaculture International, 25(1): 147-162. https://doi.org/10.1007/s10499-016-0019-8. Mariane de Morais, A.P., Abreu P.C., Wasielesky Jr W., Krummenauer D., 2020. Effect of aeration intensity on the biofilm nitrification process during the production of the white shrimp Litopenaeus vannamei (Boone, 1931) in Biofloc and clear water systems. Aquaculture 514, 734516. Martins T.G., Odebrecht C., Jensen L.V., D’Oca M.G.M., Wasielesky Jr W., 2016. The contribution of diatoms to biofloc lipid content and the performance of juvenile Litopenaeus Vannamei (Boone, 1931) in a BFT culture system. Aquaculture Research 47 (4): 1315-1326 87

Revista Latinoamericana de Recursos Naturales© Una revista multidisciplinar para el conocimiento científico de los recursos naturales en Latinoamérica Información de la revista © La Revista Latinoamericana de Recursos Naturales publica semestralmente contribuciones originales en cualquier campo relacionado con el conocimiento científico, la tecnología, la gestión y el aprovechamiento sostenible de los recursos naturales de Latinoamérica. La Revista Latinoamericana de Recursos Naturales publica tanto estudios multidisciplinarios como artículos monodisciplinarios que son de interés para cualquier disciplina relacionada con los recursos naturales. MÁS INFORMACIÓN EN: http://www.itson.mx/publicaciones/rlrn/Paginas/informacion2.aspx Información para autores © La Revista Latinoamericana de Recursos Naturales publica trabajos originales en cualquier campo relacionado con el agua, el suelo, las plantas y los recursos agropecuarios. En particular, se reciben trabajos de los ámbitos de la Hidrología, Meteorología, Biología, Biotecnología, Ecología, Geología, Microbiología, Edafología, Geomorfología, Agrobiología, Química y Recursos Agropecuarios, con énfasis en la ciencia básica, la aplicada y la generación de tecnología. Igualmente, será bienvenido cualquier estudio que verse sobre la gestión de cualquier recurso natural con énfasis en la conservación de los ecosistemas y el desarrollo sostenible de la sociedad. Los estudios de revisión de algún tema deben ser concertados primero con los editores, enviando un breve índice de los principales puntos a tratar. Más información/sugerencias/comentarios: [email protected] CONSULTE LA GUÍA DETALLADA EN: http://www.itson.mx/publicaciones/rlrn/Paginas/guia.aspx

Revista Latinoamericana de Recursos Naturales© Una revista multidisciplinar para el conocimiento científico de los recursos naturales en Latinoamérica Contenido Volumen 16, Número 2 Consejo Editorial Productividad de biomasa en sistemas silvopastoriles en fincas ganaderas de Montemorelos, Nuevo León, México / (Biomass productivity in silvopastoral systems in Montemorelos cattle farms, Nuevo León, Mexico) Ricardo Telles-Antonio, Sergio Rosales-Mata, Dora-Alicia García-García, Liliana Saucedo-Reta, Horacio Villalón-Mendoza ............................................. 55 Aprovechamiento de paja de sorgo RB-cañero para producción de etanol por Pichia stipitis / (Exploitation of sorghum straw RB-Cañero for ethanol production by Pichia stipitis) Víctor-Hugo Salazar-Segura, Edgar Ledezma-Orozco, Noé Montes-García, Guadalupe Bustos- Vázquez, San-Juana Alemán-Castillo, Guadalupe Rodríguez-Castillejos................................................... 61 Impactos causados en suelos por pecaríes de labios blancos en cautiverio en la Reserva Ecológica “La Otra Opción” en Catemaco, México / (Impacts caused in soils by peccaries white lipped in the Ecological Reserve “The Other Option” in Catemaco, Mexico) Ángel-Antonio Enríquez-Díaz, Gilberto Vela-Correa, Carlos González-Rebeles-Islas, Edith Carrera-Sánchez ..................... 68 Influencia de la columna de agua y eficiencia energética de dos tipos de generadores de microburbujas en un cultivo hiper-intensivo de camarón / (Influence of the water column and energy efficiency of two types of microbubble generators in a hyper-intensive shrimp farming) Javier Antonio Magallón-Servín, Rafael Apolinar Bórquez-López, Walter Quadros-Seiffert, Francisco Javier Magallón-Barajas, Ramón Casillas-Hernández............................................................................................ 79 Copyright © 2020 Publicado por el Instituto Tecnológico de Sonora

2020, Vol. 16 Núm. 3 Revista Latinoamericana de Recursos Naturales UNA REVISTA MULTIDISCIPLINAR Instituto Tecnológico de Sonora ISSN 2594-0384 (Versión electrónica)

Revista Latinoamericana de Recursos Naturales© Una revista interdisciplinar para el conocimiento científico de los recursos naturales en Latinoamérica. Consejo Editorial Editores: Fernando Lares Villa ([email protected]), Instituto Tecnológico de Sonora, México. Editor técnico: Marisol Cota Reyes ([email protected]), Instituto Tecnológico de Sonora, México. REVISTA LATINOMAERICANA DE RECURSOS NATURALES, Año 16, No. 34, septiembre- diciembre 2020, es una publicación tetramestral editada y publicada por el Instituto Tecnológico de Sonora (ITSON), a través de la Dirección de Recursos Naturales, con domicilio en 5 de Febrero No. 818 sur Apdo. 335 C.P. 85000, Ciudad Obregón, Sonora, México. Tel:(644)4100923, www.itson.mx, [email protected]. Editor responsable: Dr. Fernando Lares Villa. Reserva de Derechos al Uso Exclusivo No. 04-2016-041414023300-203, otorgado por el Instituto Nacional del Derecho de Autor. Responsable de la última actualización de éste número, Ing. Roberto Munguía Valencia, con domicilio en 5 de Febrero 818 Sur, Col. Centro, Ciudad Obregón, Sonora, CP. 85000, fecha de última modificación, 31 de diciembre de 2020. Las opiniones expresadas por los autores no necesariamente reflejan la postura del editor de la publicación. Queda estrictamente prohibida la reproducción total o parcial de los contenidos e imágenes de la publicación sin previa autorización del Instituto Tecnológico de Sonora. © Todos los derechos reservados.

Galavíz-Parada et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 16(3): 88-95, 2020 Registro de especies de mosquitos y riesgo epidemiológico en un centro estudiantil de Jalisco Juan Diego Galavíz-Parada1, Sergio Ibáñez-Bernal2, María del Carmen Marquetti3, José Luis Navarrete-Heredia4, Olimpia Chong-Carrillo1, Fabio Germán Cupul-Magaña5, Manuel Alejandro Vargas-Ceballos1,6, Fernando Vega-Villasante1* 1Laboratorio de Calidad de Agua y Acuicultura Experimental. Departamento de Ciencias. Biológicas. Universidad de Guadalajara. Centro Universitario de la Costa. Av. Universidad 203, Delegación Ixtapa, C.P. 48280 Puerto Vallarta. 2Instituto de Ecología A.C. (INECOL), Xalapa, Veracruz. Red Ambiente y Sustentabilidad. Carretera antigua a Coatepec # 351, El Haya 91070, Veracruz, México. 3Departamento de Control de Vectores. Instituto de Medicina Tropical “Pedro Kauri” (IPK), Ciudad de La Habana, Cuba. 4Entomología, CUCBA, Universidad de Guadalajara, Camino Ramón Padilla Sánchez 2100, Nextipac, 44600 Zapopan, Jalisco. 5Laboratorio de Biodiversidad y Servicios Ecosistémicos. Centro Universitario de la Costa. Departamento de Ciencias Biológicas. Universidad de Guadalajara. 6Centro de Investigaciones Biológicas del Noroeste, Calle IPN 195, La Paz, Baja California Sur 23096, México. Artículo recibido 21 de septiembre de 2020 y aceptado el 2 de noviembrede 2020 Registry of mosquito species and epidemiological risk in a student center in Jalisco. Abstract In Mexico, regional culicidfauna studies based on periodic and systematic collections are scarce. In the State of Jalisco, previous studies have allowed the registration of around 43 species included in eight genera. The University Center of the Coast (CUC), of the University of Guadalajara, located in the Jalisco municipality of Puerto Vallarta, is an area in which no studies have been carried out on the number of species of culicid mosquitoes. The objective of the study was to determine the species of mosquitoes present within the University Center of the Coast (CUC), of the University of Guadalajara, and their potential importance of disease transmission in the student community. The collection of larvae was carried out between the months of May 2017 to October 2018 from the visual inspection of various types of artificial water reservoirs. For their taxonomic determination, the mosquitoes were preserved in 70% ethanol to be identified at the Institute of Ecology (INECOL), in Xalapa, Veracruz, Mexico. A total of nine species of mosquitoes belonging to the genera Culex (6 species), Aedes (2 species), and Toxorhynchites (1 species), were registered. The most abundant species were Culex coronator (Dyar and Knab), with 149 specimens and Aedes aegypti (Linnaeus), with 127 specimens. These results constitute the first record of mosquito species in a suburban area of Jalisco. Most species are potential vectors of human disease. Key words: Culicids, dengue, distribution, vector. Resumen En México, los estudios regionales de culicidofauna basados en recolecciones periódicas y sistemáticas son escasos. En el Estado de Jalisco, los estudios previos han permitido el registro de alrededor de 43 especies incluidas en los géneros Aedes, Anopheles, Culex, Deinocerites, Haemagogus, Mansonia, Psorophora y Uranotaenia. El Centro Universitario de la Costa (CUC), de la Universidad de Guadalajara, enclavado en el municipio jalisciense de Puerto Vallarta es un área en la que no se han realizado estudios del número de *Autor de correspondencia Email: [email protected] ISSN 2594-0384 (Electrónica) DOI: https://doi.org.1033154/rlrn.2020.03.01 88

Galavíz-Parada et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 16(3): 88-95, 2020 especies de mosquitos culícidos. El objetivo del estudio fue determinar las especies de mosquitos presentes dentro del Centro Universitario de la Costa (CUC), de la Universidad de Guadalajara, y su potencial importancia de transmisión de enfermedades en la comunidad estudiantil. La recolección de larvas se realizó entre los meses de mayo 2017 a octubre 2018 a partir de la inspección visual de diversos tipos de reservorios artificiales de agua. Para su determinación taxonómica, los mosquitos fueron conservados en etanol al 70% para ser identificados en el Instituto de Ecología (INECOL), en Xalapa, Veracruz, México. Se registraron un total de nueve especies de mosquitos pertenecientes a los géneros Culex (6 especies), Aedes (2 especies) y Toxorhynchites (1 especie). Las especies más abundantes fueron Culex coronator (Dyar y Knab), con 149 ejemplares y Aedes aegypti (Linnaeus), con 127 ejemplares. Estos resultados constituyen el primer registro de especies de mosquitos en un área suburbana de Jalisco. La mayoría de las especies son vectores potenciales de enfermedades humanas. Palabras claves: culícidos, dengue, distribución, vector. Introducción El Centro Universitario de la Costa (CUC), de la Universidad de Guadalajara, enclavado en el Desde el punto de vista médico y veterinario, la municipio jalisciense de Puerto Vallarta es un área familia Culicidae (Insecta: Diptera), posee geográfica en donde no se han realizado estudios relevancia mundial por incluir especies que del número de especies de mosquitos culícidos. Este participan como vectores de enfermedades que espacio académico, alberga durante algún momento afectan anualmente a millones de personas que del día laboral una población de alrededor de 6700 habitan en las zonas tropicales y subtropicales personas, conformada por alumnos, académicos y (Muñoz-Cabrera et al., 2006). Entre los patógenos personal administrativo. Aunque no hay registros potencialmente transmitidos se encuentran virus, publicados sobre la morbilidad de enfermedades como los que producen el dengue, la fiebre amarilla, transmitidas por vectores en universitarios del CUC, Zika (ZIKV), Chicungunya (CHIKV), virus del ni tampoco evidencia que indique su infección en Nilo del Oeste (WNV) (Ulloa et al., 2009; Li et al., sus instalaciones, el registro taxonómico y de los 2012), encefalitis equinas y protozoarios causantes vectores potenciales es la base sobre la cual de la malaria, así como nematodos causantes de descansa cualquier programa preventivo de enfermedades de hipertrofia anormal como la enfermedades transmitidas por vector (Muñoz- filariasis (WHO, 2017). Se ha sugerido que el Cabrera et al., 2006; Espinoza-Gómez et al., 2013). cambio climático global (modificaciones en En este trabajo se dan a conocer las especies de temperatura, precipitaciones y humedad), ha mosquitos presentes en el CUC y se menciona su afectado la biología y ecología de los vectores de importancia como vectores de enfermedades que estas enfermedades, propiciando la ampliación de su potencialmente pueden afectar a la comunidad rango de distribución hacia zonas en las que no se universitaria. habían registrado con anterioridad (Githeko et al., 2000). Materiales y Métodos En México, los estudios regionales de culicidofauna basados en recolecciones periódicas y sistemáticas Descripción del área de estudio son escasos (Muñoz-Cabrera et al., 2006). El CUC se localiza en los suburbios del poblado de Específicamente en el Estado de Jalisco, los Ixtapa, Jalisco, México, entre los 20° 42’19” N y estudios previos han permitido el registro de 105° 13’ 11” O (IIEG, 2018) (figura 1). Sus alrededor de 43 especies incluidas en los géneros instalaciones se extienden en un área de 13 Aedes (Meigen), Anopheles (Meigen), Culex hectáreas, donde una proporción está cubierta por (Linneo), Deinocerites (Theobald), Haemagogus áreas verdes con vegetación, ornamental introducida (Williston), Mansonia (Blanchard), Psorophora y nativa. Se observan parches de bosque tropical (Robineau-Desvoidy) y Uranotaenia (Heinemann y subcaducifolio perturbado; además, el terreno es Belkin, 1977). atravesado por arroyos naturales intermitentes y presenta un estanque artificial de 1700 m2 resultado 89

Galavíz-Parada et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 16(3): 88-95, 2020 Figura 1. Ubicación del Centro Universitario de la Costa, en el municipio de Puerto Vallarta, Jalisco. de la extracción por décadas de arcilla para la (Knight y Stone, 1977; Darsie y Ward, 1981; elaboración de ladrillos. Ibáñez-Bernal y Martínez-Campos, 1994; Carpenter El clima de la región es cálido subhúmedo con y La Casse, 1995; Zapata-Peniche et al., 2007). El temporada de lluvias de junio a octubre, donde son material entomológico se encuentra bajo resguardo frecuentes los encharcamientos temporales como el en el Laboratorio de Calidad de Agua y Acuicultura estanque del campus, así como el llenado del arroyo Experimental del CUC. Los nombres de los géneros y cubierto por campos de cultivo. se abrevian de acuerdo con la propuesta de Wilkerson et al. (2015). Recolección identificación de larvas de mosquitos Entre los meses de mayo a octubre (meses de la Resultados temporada de lluvias) de 2017 y 2018, se realizaron dos muestreos por mes, de reservorios dentro del Se determinaron taxonómicamente a 486 larvas que campus y se colectaron las larvas encontradas. correspondieron a tres géneros Aedes, Culex y Los especímenes mejores encontrados se Toxorhynchites, con las siguientes especies: Aedes preservaron en etanol al 70% para su traslado al (Stegomyia) aegypti (Linnaeus, 1762), Ae. laboratorio en el Instituto de Ecología (INECOL), (Georgecraigius) epactius Dyar y Knab, 1908, en Xalapa, Veracruz, México. Las muestras en mal Culex (Culex) bidens Dyar y Knab, 1922, Cx. (Cux.) estado no se tomaron en cuenta para la coronator Dyar y Knab, 1906, Cx. (Cux.) determinación; se recolectaron 849 larvas de interrogator Dyar y Knab, 1906, Cx. (Cux.) mosquitos. nigripalpus Theobald, 1901, Cx. (Cux.) thiriambus La identificación y determinación se efectuó con Dyar, 1921, Cx. (Phenacomyia) lactator Dyar y apoyo de un microscopio estereoscópico Nikon Knab, 1906, y una especie no identificada del SMZ800 y los trabajos de mosquitos de los autores género Toxorhynchites. 90