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7. Las bases teóricas: constituyen enfoques y posiciones de distintos autores que permiten sustentar la investigación (NO).

8. La definición de términos: expresa el significado de los conceptos o vocablos inmersos en el problema y objetivos (NO).

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La dinámica del nitrógeno será mayor con el aumento de la concentración másica de torta residual.

La dinámica del nitrógeno no será mayor con el aumento de la concentración másica de torta residual.

Independiente: Concentración másica de torta residual

Dependiente: Dinámica del nitrógeno

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El inconveniente al que se enfrentan los residuos agroindustriales es que no existe una clara conciencia ambiental para su manejo, además de que falta capacidad tecnológica y recursos económicos para darles un destino final (Saval, 2012). Es decir, en la mayoría de los procesos agroindustriales no son aprovechados los subproductos, mismos que pueden ser utilizados para otros fines en beneficios del ambiente y la humanidad. El aprovechamiento de los residuos de la extracción de aceite de piñon posee una futura aplicación muy importante, como es la agricultura.

La Jatropha Curcaso piñónes un arbusto perenne caducifolio que puede llegar a medir hasta 8 metros de altura. Existen germoplasmas tóxicos y no tóxicos, se propaga con facilidad, es resistente a sequías y adaptable a suelos pobres, condiciones que la sitúan como la gran promesa verde para la industria de los biocombustibles.

El piñónes usado en su mayoría como cerca viva para varios cultivos, además su facilidad de cultivo en tierras deforestadas, constituye una excelente alternativa de cultivo en suelos alejados y agotados (Arias, 2014). En la extracción de aceite de piñon se obtiene un producto llamado como torta residual. La torta está compuesta por 51,9 % de carbohidratos (los glucanos representaron el 31,7 %) y 32,2 % de proteína cruda (Rodríguez, Suárez, & Támbara, 2016). Al ser una mezcla de carbohidratos, fibra, proteína y aceite que no se pudo extraer, también posee algunos componentes tóxicos, sin embargo es muy útil como biofertilizante por su alto contenido en nitrógeno (Pérez, García, López, Atala, & Pavón, 2007).

Los abonos orgánicos o compost son el resultado de un proceso controlado de descomposición de materiales orgánicos debido a la actividad de alimentación de diferentes organismos del suelo en presencia de aire. El abono compostado es un producto estable, que se le llama humus y son recomendados para aquellas tierras sometidas a cultivo intenso con el fin de mejorar la estructura del suelo y con ello aumentarla capacidad de retención de agua y la disponibilidad de nutrimentos para las plantas.

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En nuestro entorno productivo agrícolamente se demanda ampliamente el compost para ser aplicado en sus cultivos, debido a que uno de sus objetivos prioritarios es el mantenimiento de la fertilidad del suelo y su actividad biológica ypara ello se hace necesaria la incorporación de materia orgánica. Por otra parte, una de las fuentes de estamateria orgánica que tradicionalmente ha sido el estiércol, es cada vez más escasa y se hace cada vez máspatente que la cantidad de estiércol existente en un futuro cercano será insuficiente para cubrir esademanda.

Para disminuir el deterioro ambiental y precautelar la salud humana es importante utilizar abonos orgánicos como métodos de fertilización alternativa de los cultivos (Cajamarca, 2012). De acuerdo a datos de la Organización para la Alimentación y la Agricultura (FAO), los países que emplean más abono son China, Estados Unidos, India y Brasil, en ese orden (Merino, 2012). La aplicación de compost está ayudando a la regeneración de la vida microbiana de la tierra y con el objetivo de mejorar la textura y composición química del suelo (Instituto nacional de eficiencia energética y energías renovables , 2013).

Cuando se descompone la materia orgánica, el nitrógeno es liberado en forma de amonio que junto con los nitratos, son las únicas formas inorgánicas de asimilación de este elemento por las plantas (Romero, 2013). El compost es obtenido por descomposición aeróbica o anaeróbica, es decir, con presencia de oxígeno o con ausencia de oxígeno respectivamente. Por medio de la reproducción masiva de bacterias aerobias termófilas se da un proceso de fermentación o descomposición de la biomasa (Arce, 2011).

Entonces se puede decir que el compostaje es un proceso dinámico, biológico, aerobio y en consecuencia termófilo donde se necesita materia orgánica, población microbiana inicial y las condiciones óptimas para que ésta se desarrolle con multiplicidad de funciones y actividades sinérgicas y para ello deberá mantener una serie de equilibrios: aire/agua, biopolímeros y nutrientes.

Las condiciones de un proceso de fermentación dependen de lo que se quiere producir, es por ello que todo proceso posee condiciones diferentes. Normalmente las condiciones de un compost son: volumen, grado de trituración, pH entre 5-8, nutrientes, oxígeno entre 15-20%, temperatura, humedad entre 50-60% y población microbiana.

Cualquiera sea la forma de expresar la concentración másica ésta se refierea la cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de disolvente, dicho de otro modo, para este caso de compostaje es la cantidad de gramos de una determinada sustancia (mezcla de residuos de torta Jatropha curcas y otros residuos) vertidos es un litro de agua. Estas cantidades pueden expresarse en unidades de masa, cantidad de sustancia o volumen.

Por ello es muy importante realizar estudios físico-químicos al sustrato o residuos inicialmente, esto se realiza con el fin de obtener concentraciones iniciales de diferentes componentes que constituyan al sustrato y, de igual modo, es recomendable realizar análisis al producto para obtener un correcto balance del consumo de nutrientes u otros componentes.

El nitrógeno nitrógeno es un elemento indispensable para la fotosíntesis, es decir, para que las plantas fijen el carbono del aire, acumulen materia seca y produzcan rendimientos económicamente atractivos. Sin embargo, el N es un nutriente casi universalmente deficiente por las pérdidas de este elemento causadas por el mal manejo a que han sido sometidos los suelos y por la agresión que se hace de sus reservas orgánicas. Ello ocasiona que, en general, el N se deba agregar al suelo en grandes cantidades como fertilizante nitrogenado o abono orgánico, para satisfacer la demanda de los cultivos.

Sólo una parte de este nitrógeno adicionado puede ser usado por las plantas en el corto plazo, y el resto se escapa hacia estratos más profundos del suelo o hacia la atmósfera. Cualquier esfuerzo que se haga para conservar el nitrógeno adicionado y el nativo en la zona de máxima absorción de las raíces, contribuye a aumentar la eficiencia de uso del fertilizante nitrogenado, se traduce en ahorro para productores y causa menor daño al medio ambiente.

Los valores de la dinámica del nitrógeno son parámetros considerados indicadores de estabilidad de la materia orgánica (Acosta, Zárraga, Maziad, Rosales, & Zamora, 2014), es decir, estos datos pueden demostrar estabilidad y madurez en el producto final o compost. También este estudio de dinámica ayuda a identificar las características de diferentes fracciones orgánicas minerales y su selección en un potencial biológico encargado del recambio de dichos elementos (Cerón & Aristizábal, 2012).

La tecnología empleada para la elaboración de compost son los reactores de tambor rotativo, se han utilizado durante muchos años, principalmente en las instalaciones municipales de residuos sólidos urbanos a gran escala y, a una escala mucho más pequeña, para el compostaje de residuos de jardín domésticos (Alcívar, 2013). Dentro de estos reactores ocurre la siguiente reacción: Materia Orgánica +  + bacterias à nuevas bacterias + compost+  +  + .

Los reactores de tambor rotativo son dispositivos sencillos, diseñado para ser cargado por lotes, cumplen un buen ejercicio de mezclado y crea bastantes superficies para el ataque de microorganismos, también permite controlar la humedad y la compactación. Un compost obtenido por este método tarda unos 25 días en estabilizarse y unos 20 días más para que se purifique y terminen de degradarse restos de material orgánico.

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1.      ANTECEDENTES

Los abonos orgánicos se han recomendado en aquellas tierras sometidas a cultivo intenso para mejorar la estructura del suelo; con ello, se aumentan la capacidad de retención de agua y la disponibilidad de nutrimentos para las plantas. Actualmente se realizan investigaciones sobre la dinámica del nitrógeno bajo diferentes rotaciones, sistemas de labranza y manejo de residuos en el cultivo de trigo(Vidal, Etchevers, & Fischer, 2002), donde se cuantificó el comportamiento del trigo en distintas rotaciones, sistemas de labranza y manejo de residuos y, se midió la mineralización y absorción de nitrógeno (N) bajo estas diferentes condiciones de manejo, empleando microlisímetros enterrados en el suelo.

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Los abonos orgánicos se han recomendado en aquellas tierras sometidas a cultivo intenso para mejorar la estructura del suelo; con ello, se aumentan la capacidad de retención de agua y la disponibilidad de nutrimentos para las plantas. Actualmente se realizan investigaciones sobre la dinámica del nitrógeno bajo diferentes rotaciones, sistemas de labranza y manejo de residuos en el cultivo de trigo(Vidal, Etchevers, & Fischer, 2002), donde se cuantificó el comportamiento del trigo en distintas rotaciones, sistemas de labranza y manejo de residuos y, se midió la mineralización y absorción de nitrógeno (N) bajo estas diferentes condiciones de manejo, empleando microlisímetros enterrados en el suelo.