Estudio de vigilancia tecnológica en remediación de suelos de cultivos contaminados por cadmio MINISTERIO DE DESARROLLO AGRARIO Y RIEGO INSTITUTO NACIONAL DE INNOVACIÓN AGRARIA DIRECCIÓN DE GESTIÓN DE LA INNOVACIÓN AGRARIA Estudio de vigilancia tecnológica en remediación de suelos de cultivos contaminados por cadmio MINISTERIO DE DESARROLLO AGRARIO Y RIEGO INSTITUTO NACIONAL DE INNOVACIÓN AGRARIA DIRECCIÓN DE GESTIÓN DE LA INNOVACIÓN AGRARIA Estudio de vigilancia tecnológica en remediación de suelos de cultivos contaminados por cadmio Estudio de Vigilancia Tecnológica en Remediación de Suelos de Cultivos Contaminados por Cadmio Ministro de Desarrollo Agrario y Riego Editor general: Federico Bernardo Tenorio Calderón Eliana Alviárez Gutierrez, D.Sc. Viceministro de Desarrollo de Agricultura Familiar e Revisión de contenido: Infraestructura Agraria y Riego Comité de Edición y Publicaciones del INIA José Alberto Muro Ventura Diseño y diagramación: Viceministra de Políticas y Supervisión del Desarrollo Abner Fernando Mio Torrejón Agrario María Isabel Remy Simatovic Publicado: Julio, 2021 Jefe del INIA Jorge Luis Maicelo Quintana, Ph. D. Primera edición: Julio, 2021 © Instituto Nacional de Innovación Agraria-INIA Tiraje: Autores: Publicación digital Paolo Cayetano Terrel Karla Mónica Peña Pineda Impreso en: Evelyn Lissete Olivarez Rivera Instituto Nacional de Innovación Agraria - INIA Sandra Marilia Vargas Cisneros RUC: 20131365994 Teléfono: (51 1) 240-2100 / 240-2350 Editado por: Dirección: Av. La Molina 1981, Lima- Perú Instituto Nacional de Innovación Agraria - INIA Web: www.inia.gob.pe Equipo Técnico de Edición y Publicaciones Av. La Molina 1981, Lima- Perú (51 1) 240-2100 / 240-2350 ISBN: www.inia.gob.pe 978-9972-44-078-6 Hecho el Depósito Legal en la Biblioteca Nacional del Perú N° 2021-07041 Prohibida la reproducción de este libro por cualquier medio, total o parcialmente, sin permiso expreso. Tabla de contenido Presentación 6 1. Resumen ejecutivo 8 2. Vigilancia tecnológica 10 3. Metodología 12 4. Análisis de patentes 14 4.1 Búsqueda de patentes 14 4.2 Resultados 14 4.3 Ciclo de vida de patentes 15 4.4 Países líderes 16 4.5 Líderes tecnológicos en patentes 18 4.5.1 Compañías líderes 18 4.5.2 Instituciones líderes 20 4.6 Principales tecnologías 21 4.6.1 Remoción y disminución de cadmio mediante componentes químicos 21 4.6.2 Remoción y disminución de cadmio mediante componentes biológicos 23 Tabla de contenido 5. Análisis de publicaciones científicas 25 5.1 Búsqueda de publicaciones científicas 25 5.2 Resultados 25 6. Contexto tecnológico nacional 28 6.1 Solicitudes de patentes 28 6.2 Instituciones financieras de proyectos de I+D+i: 29 6.2.1 FONDECYT 29 6.2.2 Innóvate Perú 29 6.3 Tesis y publicaciones 29 6.4 Proyectos desarrollados en el INIA 29 7. Conclusiones 33 Anexos 35 Ins�tuto Nacional de Innovación Agraria Estudio de vigilancia tecnológica en remediación de suelos de cul�vos contaminados por cadmio Presentación El cadmio (Cd⁺²), es un metal pesado muy tóxico para animales y plantas que es adquirido por actividades antropogénicas como la combustión de hidrocarburos, uso de aguas residuales y empleo de fertilizantes fosfatados. Es muy conocido que su absorción y transporte en plantas resulta en la bioacumulación de los tejdios de raíces, tallos, hojas, nudos y semillas. El reglamento de la Unión Europea N°488/2014, publicado en mayo del 2014 establece un límite máximo de cadmio en diversos productos alimenticios, entre ellos los derivados del cacao. Sobre este escenario es importante identificar y conocer la fuente de contaminación del cadmio en los alimentos. Por esta razón instituciones académicas y de investigación vienen realizando diversas acciones para generar alternativas que puedan ser implementadas para reducir la acumulación de cadmio en los cultivos. El presente estudio de vigilancia tecnológica en remediación de suelos de cultivos contaminados por cadmio, tiene como objetivo dar a conocer las nuevas tecnologías, tendencias y líderes tecnológicos enfocados en este tema. En este trabajo se identifican las principales patentes tecnológicas en dos áreas de interés: a) La remoción y disminución de cadmio mediante componentes químicos y b) La remoción y disminución de cadmio mediante componentes biológicos. Este estudio está dirigido a los investigadores, gestores de la I+D+i y actores del Sistema Nacional de Innovación Agraria (SNIA) para una adecuada toma de decisiones orientadas a desarrollar nuevas propuestas de investigación y desarrollo de tecnologías en el sector agrario del Perú. Jorge Luis Maicelo Quintana, Ph. D. Jefe del INIA 6 Ins�tuto Nacional de Innovación Agraria Estudio de vigilancia tecnológica en remediación de suelos de cul�vos contaminados por cadmio 7 Ins�tuto Nacional de Innovación Agraria Estudio de vigilancia tecnológica en remediación de suelos de cul�vos contaminados por cadmio 1. Resumen ejecutivo El presente documento muestra información tecnológica como alternativa para la remoción o disminución de cadmio en suelos destinados a la agricultura, con el objetivo de dar a conocer las nuevas tecnologías, tendencias y líderes tecnológicos a nivel mundial. Se ha identificado las principales invenciones en dos áreas de interés sobre la remoción y disminución de cadmio mediante componentes químicos y componentes biológicos. En el Perú existe una solicitud de patente, actualmente sin vigencia. De la búsqueda de información para conocer los avances tecnológicos se encontraron 1201 invenciones y 1244 solicitudes de patentes, en los últimos 20 años. En este periodo se aprecia una tendencia al incremento de solicitudes e invenciones, siendo China el país líder, seguido por Japón, Corea del Sur y los Estados Unidos. Se resalta también la importancia que juegan las compañías privadas y universidades, como la empresa Denki Kagaku Kogyo K.K. y Taiheiyo Cement Corporation con doce invenciones cada una y Sichuan Agricultural University con cuarenta y seis invenciones. Se identificaron 384 publicaciones científicas en la base de datos de publicaciones Scopus, donde se observa una evolución durante el periodo 2010 – 2020. Los países que lideran el ranking son China, seguido por Irán, India y los Estados Unidos. Las instituciones con más publicaciones científicas son: Chinese Academy of Sciences con 31 publicaciones, seguido 8 Ins�tuto Nacional de Innovación Agraria Estudio de vigilancia tecnológica en remediación de suelos de cul�vos contaminados por cadmio por Ministry of Education of the People's Republic of China y Ministry of Agriculture of the People´s of China con 25 y 24, respectivamente. Los 11 proyectos de investigación financiados por el FONDECYT están relacionados a tecnologías para la disminución de cadmio en cacao. Por otro lado, el programa Innóvate Perú ha financiado siete proyectos relacionados al objeto de búsqueda. El INIA1 y Bioversity International, desarrollaron un proyecto financiado por la Secretaría Técnica de CGIAR2 relacionado a la prevención y mitigación de cadmio en cacao. Finalmente, a junio de 2020, en el Perú se identificaron dos tesis y un artículo científico relacionado a la remoción y disminución de cadmio en cultivos. 1 INIA. Instituto Nacional de Innovación Agraria 2 CGIAR: Consultative Group on International Research 9 Ins�tuto Nacional de Innovación Agraria Estudio de vigilancia tecnológica en remediación de suelos de cul�vos contaminados por cadmio 2. Vigilancia tecnológica La vigilancia es una herramienta fundamental en el marco de los sistemas de gestión de I+D+i puesto que a través de ella se recolectan datos e información que son la base para generar conocimiento que serán utilizados en generar productos o procesos, nuevos o mejorados en función a las necesidades que identifiquemos. Mediante el proceso de vigilancia se detecta, difunde, comunica y explota la información técnica útil para la organización, alerta sobre las innovaciones científicas y técnicas que puedan generar oportunidades o amenazas3. El proceso de la vigilancia orientado a tecnologías inicia con la identificación de las necesidades de la información, continua con la planificación, la búsqueda y tratamiento de la información, la puesta en valor y finaliza con la distribución y almacenamiento de los productos generados. El presente documento es un producto de la vigilancia tecnológica en un tema específico. El proceso de toma de decisiones a partir de este documento de vigilancia tecnológica permitirá obtener resultados que corresponden a procesos de inteligencia. 3 INACAL. Norma Técnica Peruana NTP 732.004 del 2019. Gestión de la I+D+i. Sistema de vigilancia e inteligencia. Requisitos. 2019. 10 Ins�tuto Nacional de Innovación Agraria Estudio de vigilancia tecnológica en remediación de suelos de cul�vos contaminados por cadmio Figura 1. Proceso de Vigilancia e inteligencia. Fuente: INACAL. Norma Técnica Peruana NTP 732.004 del 2019. Gestión de la I+D+i. Sistema de vigilancia e inteligencia. Requisitos. 2019. 11 Ins�tuto Nacional de Innovación Agraria Estudio de vigilancia tecnológica en remediación de suelos de cul�vos contaminados por cadmio 3. Metodología Existe una amplia variedad de metodologías para realizar el proceso de vigilancia tecnológica. Para este estudio se tomó como referencia el proceso de Vigilancia e Inteligencia de la Norma Técnica Peruana NTP 732.004 del 2019. • Identificación: Consiste en reconocer las necesidades de información, en este caso la búsqueda de información se basó en: Tecnologías de remoción y disminución de cadmio. • Planificación: El presente documento fue realizado por especialistas en vigilancia tecnológica y revisado por especialistas del Instituto Nacional de Innovación Agraria para su aprobación. • Búsqueda y tratamiento: La búsqueda de la información se realizó durante los primeros días de junio del 2020. Para el caso de patentes, se utilizó la base de datos de Patent Inspiration y Patentscope; para la búsqueda de publicaciones científicas se utilizó la base de datos Scopus® y Scielo. Para la búsqueda de proyectos financiados se utilizaron las bases de datos del CONCYTEC (Consejo Nacional de Ciencia, Tecnología e Innovación Tecnológica), del PNIA e Innóvate Perú. 12 Ins�tuto Nacional de Innovación Agraria Estudio de vigilancia tecnológica en remediación de suelos de cul�vos contaminados por cadmio • Puesta en valor: Se realizó el análisis de la información en función a su pertinencia y aplicabilidad. • Distribución y almacenamiento: Se realiza luego que el documento de Vigilancia Tecnológica esté concluido. El objetivo es el almacenamiento y el libre acceso del documento en el repositorio institucional del INIA. 13 Ins�tuto Nacional de Innovación Agraria Estudio de vigilancia tecnológica en remediación de suelos de cul�vos contaminados por cadmio 4. Análisis de patentes 4.1 Búsqueda de patentes Al utilizar la base de datos Patent Inspiration® (www.patentinspiration.com), se consideró patentes de enero del 2001 a diciembre del 2020. Las palabras clave se relacionaron a tecnologías para la remoción y disminución de cadmio (Cd); para la estrategia de búsqueda se emplearon los siguientes criterios: • Campos de título, resumen y palabra clave: (Cadmi*) • Se limitó el objeto de búsqueda a las siguiente Clasificación Internacional de Patentes: B09C: Remediación de Suelos Contaminados 4.2 Resultados A diciembre del 2020, se encontró un total de 1201 invenciones (familias de patentes), de los cuales 757 corresponden a los últimos cinco años, 271 al periodo 2011-2015 y 173 al periodo 2001-2010. Además, se encontró un total de 1244 solicitudes de patentes de las cuales 809 corresponden a los últimos cinco años, 278 al periodo 2011-2015, y 157 al periodo 2001-2010 (Figura 2). 14 Ins�tuto Nacional de Innovación Agraria Estudio de vigilancia tecnológica en remediación de suelos de cul�vos contaminados por cadmio Se observa un constante crecimiento tanto en solicitudes como en invenciones, resaltando el período de los últimos cinco años (2016 – 2020), lo cual evidencia un mayor interés por parte de la academia y del sector empresarial en el desarrollo de tecnologías relacionado a la remediación o disminución de suelos contaminados con cadmio. Figura 2. Análisis del acumulado de invenciones y solicitudes. Fuente: Elaboración propia a partir de la base de datos Patent Inspiration 4.3 Ciclo de vida de patentes El ciclo de vida de una patente refleja la evolución de una tecnología a través de los años. Se observa un incremento sostenido del número de invenciones y solicitudes de patentes durante los últimos años, llegando a 193 invenciones y 218 solicitudes en el 20194 (Figura 3). Este análisis indica que las tecnologías para la remoción y disminución de cadmio se encuentran en crecimiento, es decir, que las empresas e instituciones siguen desarrollando nuevas tecnologías y buscando mejoras, así como la protección de las mismas. Cabe mencionar que, a partir del 2016 el número de invenciones y 4 No se consideró el análisis del año 2020 debido a que las solicitudes de patentes suelen ser confidenciales al menos por 18 meses. 15 Ins�tuto Nacional de Innovación Agraria Estudio de vigilancia tecnológica en remediación de suelos de cul�vos contaminados por cadmio solicitudes ha tenido un incremento considerable, sin embargo, se observa que el número de invenciones y solicitudes son muy cercanos, lo que refleja que los solicitantes no buscan extender la protección de sus tecnologías otros países. Figura 3. Análisis del Ciclo de Vida del número de invenciones y solicitudes de patentes. Fuente: Elaboración propia a partir de la base de datos Patent Inspiration 4.4 Países líderes El análisis respecto al número de invenciones y solicitudes de patentes por país evidencia que la China sobresale respecto al resto de países. China cuenta con 590 invenciones y 606 solicitudes de patentes, seguido por Japón y Corea del Sur con 97 y 19 invenciones, respectivamente, así como 106 y 19 solicitudes de patentes (Figura 4 y 5). 16 Ins�tuto Nacional de Innovación Agraria Estudio de vigilancia tecnológica en remediación de suelos de cul�vos contaminados por cadmio Figura 4. Análisis del Ciclo de Vida respecto al número de invenciones y solicitudes de patentes en cada país. Fuente: Elaboración propia a partir de la base de datos Patent Inspiration. 17 Ins�tuto Nacional de Innovación Agraria Estudio de vigilancia tecnológica en remediación de suelos de cul�vos contaminados por cadmio Figura 5. Análisis del Ciclo de Vida respecto al número de invenciones y solicitudes de patentes en cada país, no incluye a China. Fuente: Elaboración propia a partir de la base de datos Patent Inspiration. 4.5 Líderes tecnológicos en patentes 4.5.1 Compañías líderes En el ámbito internacional, Denki Kagaku Kogyo K.K. y Taiheiyo Cement Corporation son las compañías que lideran con 12 invenciones relacionadas al cadmio. Como se puede observar las principales compañías con el mayor número de invenciones en este tema son de nacionalidad japonesa y china. Cabe resaltar que existen 339 compañías con tan solo una invención, 60 con dos y 39 con tres a más invenciones (Figura 6). Esto puede indicar que las compañías generalmente no se orientan en internacionalizar estas invenciones sino que protegen únicamente el o los procesos o productos que vienen utilizando. 18 Ins�tuto Nacional de Innovación Agraria Estudio de vigilancia tecnológica en remediación de suelos de cul�vos contaminados por cadmio Mitsubishi Materials Techno Corporation KNU Industry Cooperation Foundation Hunan Soil and Fertilizer Institute Guangxi Academy of Agricultural Sciences Guangdong Kaiyuan Environmental Technology Company Ltd Changzhou Shuimu Environmental Protection Technology Company Ltd Wuhan Botanical Garden Tosoh Corporation Obayashi Corporation Nanjing Institute of Soil Science Mitsubishi Materials Corporation Mitsubishi Chemical Corporation Hunan Yonker Environmental Protection Company Ltd Hunan NewWorld Science and Technology Company Ltd Guangzhou Ecological Restoration Company Ltd Guangdong Institute of Eco-environmental Science and Technology Geological Survey of Jiangsu Province China City Environment Protection Engineering Company Ltd Institute of Genetics and Developmental Biology Jiangsu Academy of Agricultural Sciences Institute of Plant Protection and Soil Fertilizer Hunan Taigu Ecology Engineering Company Ltd Guangdong Institute of Eco-environmental and Soil Sciences Environmental Management & Recycling Dowa Eco-System Company Ltd Chinese Research Academy of Environmental Sciences Agro-Environmental Protection Institute Ministry of Agriculture Kobe Steel Ltd Hunan Yonker Environmental Protection Institute Company Ltd Guangxi Bossco Environmental Protection Technology Company Ltd Hunan Agricultural Biotechnology Research Center Zhejiang Academy of Agricultural Science Shenyang Institute of Applied Ecology Taiheiyo Cement Corporation Denki Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha 0 5 10 15 Invenciones Figura 6. Compañías líderes en el desarrollo de invenciones relacionadas a tecnologías de remoción de cadmio. Fuente: Elaboración propia a partir de la base de datos Patent Inspiration (2020). 19 Ins�tuto Nacional de Innovación Agraria Estudio de vigilancia tecnológica en remediación de suelos de cul�vos contaminados por cadmio 4.5.2 Instituciones líderes China es el país que lidera el grupo de universidades e instituciones de investigación con el mayor número de invenciones. Sichuan Agricultural University (China) cuenta con 46 invenciones, seguida por Hunan Agricultural University con 28 invenciones. Así mismo, se observa que 93 universidades e instituciones de investigación poseen dos a más invenciones cada una y, 109 cuentan con una sola invención, lo que demuestra un interés especial en dicho país por el desarrollo de tecnologías para la remoción de cadmio en suelos de cultivo (Figura 7). Guilin University of Technology Nanjing Agricultural University Institute of Soil Science Southwest University of Science and Technology (SWUST) Sichuan Agriculture University Sun Yat Sen University South China Agricultural University Huazhong Agricultural University Changzhou University Central South University Zhejiang University Institute of Applied Ecology Hunan Agricultural University Sichuan Agricultural University 0 20 40 60 Invenciones Figura 7. Instituciones líderes en el desarrollo de invenciones. Fuente: Elaboración propia a partir de la base de datos Patent Inspiration. 20 Ins�tuto Nacional de Innovación Agraria Estudio de vigilancia tecnológica en remediación de suelos de cul�vos contaminados por cadmio 4.6 Principales tecnologías Se han identificado las principales invenciones para la remoción y disminución de cadmio en dos áreas de interés mediante: componentes químicos y componentes biológicos. 4.6.1 Remoción y disminución de cadmio mediante componentes químicos Existen diversas invenciones para la remoción de cadmio mediante componentes químicos como el uso de pasivadores, fertilizantes, fijación química de metales pesados, manejo de residuos de cultivos, manejo de electrones, agentes quelantes, derivados de arcilla, residuos fosfatados y dispersores, entre otros componentes; así como métodos para disminuir el cadmio principalmente en cultivos de arroz y tabaco; estas invenciones pueden ayudar a desarrollar innovaciones en la remoción del cadmio en el cultivo de cacao en el Perú (Anexo 1). El documento de patente CN110423618A titulada “Composite passivator for effectively reducing cadmium in rice and preparation and application methods of composite passivato”, desarrolla un compuesto pasivador para reducir eficazmente el cadmio en el cultivo de arroz y los métodos de preparación y aplicación. El pasivador está formado por 150 partes de biomasa de carbono, dos partes de fosfatos de dihidrógeno de potasio, nueve partes de ácido carbónico y nueve partes de sepiolitas, logrando reducir eficazmente el cadmio en el arroz en un rango de disminución del 40 – 51 %, sin la reducción del rendimiento del cultivo. El documento de patente CN110408407A titulada “Cadmium passivating agent for tobacco planting soil and preparation method thereof”, elaboró un agente pasivador que precipita con el cadmio, reduciendo su disponibilidad en el suelo y su absorción por la planta de tabaco. Se reduce sustancialmente el contenido de cadmio en el suelo una semana después de su aplicación. El documento de patente CN110257073A titulada “Rice cadmium reducer and application method thereof”, describe el uso de un fertilizante como agente reductor de cadmio en el arroz, así como el método de administración. Este fertilizante es utilizado en los campos del cultivo de arroz durante la etapa inicial de macollamiento. Se logra que la 21 Ins�tuto Nacional de Innovación Agraria Estudio de vigilancia tecnológica en remediación de suelos de cul�vos contaminados por cadmio concentración de cadmio en el cultivo de arroz se reduzca en un 30 – 60 %, debido a la capacidad de adsorción que tiene el fertilizante. El documento de la patente AU2019100801A4 titulada “Method for controlling heavy metal contamination of peanut”, reduce significativamente la biodisponibilidad y el contenido de metales pesados (cadmio, cromo, plomo, cobre y zinc) en el suelo, mediante una tecnología de control combinado con fijación química durante la siembra de maní y la fitorremediación después de su cosecha, de modo que el contenido de metal pesado en el grano de maní se reduce considerablemente. El documento de patente CN110063224A titulada “Safe production crop rotation mode of spring open field watermelons and autumn sweet corns in cadmium polluted area”, se basa en un patrón de rotación de cultivos, donde el segundo cultivo (maíz) aprovecha los residuos del primer cultivo (sandía). Este sistema de manejo puede mejorar la utilización de tierras de cultivo en áreas contaminadas por cadmio, respetando los límites de cadmio en cultivos. El documento de patente US2018237693A1 con título “Heavy metal cadmium deactivator for activating activity of sulfur-reducing bacteria in rice field soil, and application thereof”, refiere a un desactivador de cadmio constituido de lanzaderas de electrones o una combinación de lanzaderas de electrones con donadores de electrones. De esta forma, se acelera el proceso de reducción de azufre y hierro en el suelo para facilitar la fijación del cadmio. La absorción y acumulación de cadmio se ve reducida en el arroz, de esta forma se logra una producción segura en campos moderadamente o ligeramente contaminados por cadmio. El documento de patente CN108405594A con título “Acid cadmium polluted soil conditioning method for restraining rice cadmium accumulation”, refiere que, en un suelo ácido contaminado con cadmio, se utiliza el método de opsonización para inhibir la acumulación de cadmio en el arroz con cáscara. Se emplea un fertilizante alcalino (fosfato cálcico) que es vertido uniformemente sobre el suelo ácido contaminado con cadmio, luego se usa estiércol y se mezcla, y posteriormente se hace el trasplante de arroz, logrando la reducción de cadmio en el suelo en 48.6 %. 22 Ins�tuto Nacional de Innovación Agraria Estudio de vigilancia tecnológica en remediación de suelos de cul�vos contaminados por cadmio 4.6.2 Remoción y disminución de cadmio mediante componentes biológicos Existen diversas invenciones y solicitudes de patentes relacionadas a la remoción de cadmio mediante componentes biológicos (Anexo 2). El documento de patente CN110468080A con título “Microorganism microbial agent for promoting growth of rice and reducing cadmium and preparation method and use method of microorganism microbial agent”, describe un agente inoculante microbiano para promover el crecimiento del arroz y la reducción de cadmio, así como, el método de preparación y uso del mismo. Esta invención consiste en un tratamiento microbiano para reducir la contaminación por metales pesados. Los inoculadores utilizados para esta patente son: Listeria grayi, Burkholderia spp., Pseudomonas stutzeri, Bacillus subtilis y Micromonospora echinospora, que han demostrado una influencia activa en la absorción de cadmio para el crecimiento del arroz. El agente bacteriano microbiano, proporcionado por la invención, tiene y promueve la potencialidad de crecimiento del arroz (32.90 %). Además, puede reducir efectivamente la concentración de cadmio en el tallo y hojas en un 79 % y 90 %, respectivamente. El documento de patente CN110408407A con título “Cadmium passivating agent for tobacco planting soil and preparation method thereof”, describe un tipo de pasivador de cadmio para el suelo del cultivo de tabaco y el método de preparación del mismo. Este pasivador precipita con el cadmio, reduciendo efectivamente el cadmio disponible en el suelo después de una semana de su aplicación y en la cosecha de tabaco como consecuencia del mismo. El documento de patente AU2019100801A4 con título “Method for controlling heavy metal contamination of peanut”, describe el método para controlar la contaminación por metales pesados en maní. Este método reduce la biodisponibilidad y el contenido de metales pesados (cadmio, cromo, plomo, cobre, zinc) en el suelo mediante una tecnología combinada de fijación química (durante la siembra de maní) y la fitorremediación (después de cosechar maní), consiguiendo de esta forma que el contenido de metales pesado en el grano de maní se reduzca considerablemente. 23 Ins�tuto Nacional de Innovación Agraria Estudio de vigilancia tecnológica en remediación de suelos de cul�vos contaminados por cadmio El documento de patente CN109848205A con título “Method for reducing cadmium accumulation in lettuce by applying Solanum photeinocarpum Straw”, describe el método para la aplicación de Solanum photeinocarpum, el cual reduce la acumulación de cadmio en la lechuga romana. Esta invención promueve el crecimiento de la lechuga romana y reduce significativamente la acumulación de cadmio en esta. Los resultados mostraron que, la reducción de cadmio ha sido significativa, donde se ha llegado a obtener 10 mg/kg como máximo valor del cadmio en el sitio de siembra de lechuga romana y disminución de la concentración de cadmio en la parte aérea de la misma. El documento de patente CN107488620A con título “Cadmium- contaminated paddy field soil microbial passivating agent”, describe un tipo de pasivador microbiano para un arrozal contaminado con cadmio donde el pasivador contiene: Pseudomonas alcaligenes, Bacillus subtilis, bacterias reductoras de sulfato; nutrientes y portadores de estos microorganismos. Se resalta que, la aplicación de esta tecnología es de costo bajo, fácil de operar y su aplicación es de gran valor, ya que esta invención ha mostrado que reduce la absorción del ion cadmio en el arroz por la aplicación del pasivador. El documento de patente CN106914488A con título “Soil restoring agent for cadmium pollution paddy field and application”, describe a un agente de reparación del suelo conformado por: despojos de carbón, sepiolita, diatomita, polvo quemado ligero, cal, fosfato de calcio y magnesio, y fertilizante de zinc. El agente de reparación del suelo se rocía uniformemente y se forma una mezcla con el suelo lo suficiente para abarcarlo en su totalidad. Se observó una alta eficiencia, donde se obtuvo que la cantidad de aplicación de la invención es de 100 – 300 kg / mus para restaurar un arrozal contaminado con cadmio. El documento de patente CN106424130A con título “Restoration method for cadmium-contaminated rice field”, describe un método de restauración para un arrozal contaminado con cadmio, mediante la siembra previa de Sedum plumbizincicola la que es eliminada luego de un cierto tiempo para luego sembrar arroz. Al arrozal se le incluye biochar y luego de la cosecha de arroz, se detecta el contenido de cadmio en el campo y en los granos de arroz. Gracias a la solidificación del biochar se logra una tasa de eliminación adecuada para el cadmio en los arrozales. 24 Ins�tuto Nacional de Innovación Agraria Estudio de vigilancia tecnológica en remediación de suelos de cul�vos contaminados por cadmio 5. Análisis de publicaciones científicas 5.1 Búsqueda de publicaciones científicas Se utilizó principalmente la base de datos Scopus® (scopus.com); para la estrategia de búsqueda se empleó los siguientes criterios de búsqueda, campos de título, resumen y palabras clave: TITLE-ABS-KEY ( ( soil OR suelo OR farm ) AND ( cadm* W/3 ( regen* OR remed* OR remov* OR elimin* ) ) ) AND PUBYEAR > 2000 AND PUBYEAR < 2021 AND ( LIMIT-TO ( DOCTYPE , “ar” ) ) AND ( LIMIT-TO ( SUBJAREA , “ENVI” ) OR LIMIT-TO ( SUBJAREA , “AGRI” ) ) 5.2 Resultados Se encontró un total de 384 publicaciones relacionadas a la remoción y disminución de cadmio en suelos de cultivo. Se observa un incremento en materia de producción científica durante los últimos años, pasando de 49 a 67 publicaciones en los años 2019 y 2020, respectivamente. Del periodo 2011 – 2020 se encontraron 292 publicaciones, reportándose el menor registro en el año 2013 (Figura 8, Anexo 3). 25 Ins�tuto Nacional de Innovación Agraria Estudio de vigilancia tecnológica en remediación de suelos de cul�vos contaminados por cadmio Figura 8. Total de publicaciones científicas anuales relacionadas a la remediación de suelos de cultivos contaminados por cadmio. Fuente: Elaboración propia a partir de la base de datos Scopus Del análisis en materia de producción científica por país, sobresale China con 201 publicaciones, seguido por India con 30, Irán con 22 y los Estados Unidos con 20. El único país de América Latina que sobresale es Brasil con 6 publicaciones (Figura 9). Figura 9. Países líderes en materia de producción científica. Fuente: Elaboración propia a partir de la base de datos Scopus. 26 Ins�tuto Nacional de Innovación Agraria Estudio de vigilancia tecnológica en remediación de suelos de cul�vos contaminados por cadmio Las instituciones líderes en publicaciones científicas son Chinese Academy of Sciences con 31, seguido por Ministry of Education of the People's Republic of China con 25 y el Ministry of Agriculture of the People's Republic of China con 24. Por otro lado, Sichuan Agricultural University solo cuenta con seis publicaciones siendo la última de las doce primeras instituciones que lideran el ranking internacional. Tsinghua University Beijing Normal University Indian Institute of Technology Banaras Hindu University Jinan University The University of Hong Kong Central South University of Forestry and Technology South China Normal University Motilal Nehru National Institute of Technology Allahabad Southwest University Institute of Geographical Sciences And Natural Resources Research Northwest Agriculture and Forestry University Central South University Institute For Agro-Environmental Sciences National Taiwan University Sichuan University South China Agricultural University Shenyang Institute of Applied Ecology University of Tehran Technical University of Crete Sichuan Agricultural University Mahidol University Hunan Agricultural University University of Chinese Academy Of Sciences Ministry of Agriculture of the People'S Republic of China Ministry of Education of the People'S Republic of China Chinese Academy of Sciences 0 20 40 Invenciones Figura 10. Instituciones líderes en materia de producción científica. Fuente: Elaboración propia a partir de Scopus. 27 Ins�tuto Nacional de Innovación Agraria Estudio de vigilancia tecnológica en remediación de suelos de cul�vos contaminados por cadmio 6. Contexto tecnológico nacional 6.1 Solicitudes de patentes De la búsqueda realizada durante el periodo 2001 – 2020, solo se ha identificado un registro de solicitud de patente en el Perú5, presentado el 14 de julio del 2012 por el solicitante ABBA GAIA, S.L. (España), expediente con estado actual caduco. Esta solicitud de patente con código PCT/ES2009/070080, titulada “Método de recuperación de espacios degradados mediante uso de especies vegetales genéticamente modificadas”, está basada en la búsqueda y elección de vegetales silvestres adaptados a condiciones edafológicas severas en suelos contaminados por elementos contaminantes, que tengan capacidad de sobrevivir en la mayor parte del mundo y que no puedan entrar en la cadena trófica. Su transformación genética aumenta su capacidad de almacenamiento y velocidad de absorción de metales, así como favorece que dicha absorción abarque la mayoría de los elementos contaminantes o nocivos. 5 https://servicio.indecopi.gob.pe/portalSAE/Expedientes/consultaOIN.jsp?pListar=&pNroExpediente=1739&pAnioExpediente =2011&pCaptcha=8vh6 28 Ins�tuto Nacional de Innovación Agraria Estudio de vigilancia tecnológica en remediación de suelos de cul�vos contaminados por cadmio 6.2 Instituciones financieras de proyectos de I+D+i: 6.2.1 FONDECYT El Fondo Nacional de Desarrollo Científico, Tecnológico y de Innovación Tecnológica – FONDECYT, es una iniciativa del CONCYTEC encargada de captar, gestionar y canalizar recursos para financiar proyectos de investigación, desarrollo e innovación. A la fecha de presentación de este estudio, el FONDECYT ha financiado 11 proyectos relacionados a la remoción de cadmio en cultivos de cacao (Anexo 4). 6.2.2 Innóvate Perú El programa busca incrementar la productividad empresarial a través del fortalecimiento de los actores del ecosistema de la innovación (empresas, emprendedores y entidades de soporte) y facilitar la interrelación entre ellos. A la fecha de presentación de este estudio, ha financiado siete proyectos relacionados a la remoción de cadmio en cultivos (Anexo 5). 6.3 Tesis y publicaciones De la búsqueda realizada en el periodo 2010-2019 se identificaron un artículo científico con afiliación a la Universidad Nacional Agraria La Molina y dos tesis de pregrado, una afiliada a la Universidad Nacional de la Selva y otra a la Universidad Nacional de Cajamarca (Anexo 6). 6.4 Proyectos desarrollados en el INIA El INIA realizó un proyecto de investigación titulado “Estudio sobre la prevención y mitigación de la acumulación del cadmio en cacao mediante un mejor uso de la diversidad genética, inoculación de micorrizas y manejo del suelo”, desarrollado en alianza con Bioversity International en colaboración con la Cooperativa Agraria Norandino, Inkan Negro, Bioxlab S.A.C., Universidad Nacional Agraria La Molina (UNALM), Universidad Nacional de Piura (UNP) y el Ministerio de Desarrollo Agrario y Riego (ex MINAGRI). Este proyecto fue presentado a la convocatoria 2017 de la Secretaría Técnica de Cooperación del CGIAR 6. 6 CGIAR: Consultative Group on International Research 29 Ins�tuto Nacional de Innovación Agraria Estudio de vigilancia tecnológica en remediación de suelos de cul�vos contaminados por cadmio Se observa una disminución porcentual significativa de cadmio (en ppm) respecto al uso de biochar. Asimismo, el uso de biochar – levadura también disminuye este porcentaje, sin embargo, esta disminución no es tan marcada como en el primer caso, encontrándose relativamente cerca a los valores de la muestra control. Por otro lado, los fertilizantes disminuyen ligeramente estas concentraciones, pero tienen menor eficacia que el uso de biochar (Figura 11). Figura 11. Cambio porcentual del cadmio en granos seis meses después de la aplicación de enmiendas. Fuente: Cámara Peruana del Café y Cacao. Convenio Nacional del Café y Cacao 2019. Visto en: https://camcafeperu. com.pe/convencion/ A mediano plazo, el cadmio no se acumula por igual en las diferentes especies de plantas, ni en las diferentes variedades y genotipos; y, el cacao no es una excepción, la variabilidad de acumulación de cadmio en los genotipos de cacao es diferente. Los genotipos de muy alta absorción presentan mayor acumulación de cadmio y su descenso es progresivo, según el genotipo. Un ejemplo de estudio a largo plazo es la identificación de genotipos nativos de baja acumulación de cadmio para ser empleados como patrones. En este estudio se muestrearon plantas nativas de cacao en diversos departamentos del Perú donde se desarrolla el cacao nativo. En este proyecto los especialistas del SENASA realizaron ocho viajes de muestreo a los departamentos de Tumbes, Piura, Cajamarca, Amazonas, Pasco, Junín, Cusco, Ayacucho, Huánuco, Madre de Dios, Ucayali, y San Martín. Las muestras conformadas por suelo, micorrizas, hojas y 30 Ins�tuto Nacional de Innovación Agraria Estudio de vigilancia tecnológica en remediación de suelos de cul�vos contaminados por cadmio frutos de 1023 plantas de cacao de 193 fincas, fueron analizadas por el SENASA, INIA, SGS y la UNALM (Figura 12). Este proyecto identificó que, en Cusco, la mayoría de las cuantificaciones presentaron menores concentraciones de cadmio en granos de cacao (Figura 13). También se evidenció una menor concentración de este metal en la región de Piura a diferencia de otros departamentos. Las investigaciones de corto, mediano y largo plazo están orientadas a generar innovaciones en el manejo de cacao, con la finalidad de reducir los niveles de absorción de cadmio, y aportar al comercio sostenible del cacao peruano. Por último, el proyecto busca validar la posibilidad de usar el marcador genético TC- SNP636 para detectar la capacidad genética de los genotipos de cacao con el fin de disminuir la acumulación de cadmio en tejidos, principalmente aéreos. Largo plazo: Identificado de genotipos nativos de baja acumulación para usarlos como padrón • 8 viajes de campo con técnicos de SENASA (Tumbes, Piura, Cajamarca, Amazonas, Junín, Pasco, Cusco, Ayacucho, Huánuco, Ucayali y Madre de Dios, Ahora San Martín) • Muestreo de 1023 árboles en 193 fincas (suelo, microrriza, hoja y fruto) • Capacitación de > 60 técnicos en 10 regiones • Muestras procesadas y analizadas por SENASA, INIA, SGS, y UNALM. Figura 12. Identificación a largo plazo de genotipos nativos de baja acumulación de cadmio para uso como patrón. Fuente: Cámara Peruana del Café y Cacao. Convenio Nacional del Café y Cacao 2019. Visto en: https://camcafeperu.com.pe/convencion/ 31 Ins�tuto Nacional de Innovación Agraria Estudio de vigilancia tecnológica en remediación de suelos de cul�vos contaminados por cadmio Identificado de posibles genotipos para uso como patrón Genotipos acumulando poco cadmio Figura 13. Identificación de genotipos que posiblemente tengan capacidad de ser empleados como patrón para reducir la absorción de cadmio. Fuente: Cámara Peruana del Café y Cacao. Convenio Nacional del Café y Cacao 2019. Visto en: https://camcafeperu. com.pe/convencion/ 32 Ins�tuto Nacional de Innovación Agraria Estudio de vigilancia tecnológica en remediación de suelos de cul�vos contaminados por cadmio 7. Conclusiones • Respecto al desarrollo de tecnologías, China y Japón son los países líderes en invenciones y solicitudes de patentes relacionadas a la remoción y disminución de cadmio en suelos de cultivo; asimismo, entre las compañías privadas y universidades destacan Denki Kagaku Kogyo K.K. (Japón) y Taiheiyo Cement Corporation, así como la Sichuan Agricultural University (China), respectivamente. • Del análisis sobre el número de invenciones y solicitudes de patentes se observó que las compañías generalmente no se orientan en internacionalizar sus invenciones, sino que protegen únicamente el o los procesos y productos que vienen utilizando. Las invenciones y solicitudes de patentes identificadas se basan principalmente en dos áreas de interés: a) la remoción y disminución de cadmio mediante componentes químicos y, b) la remoción y disminución de cadmio mediante componentes biológicos. • Respecto a las publicaciones científicas, se evidenció una tendencia al incremento destacándose China como el país líder, seguido por India, Irán y los Estados Unidos. • Respecto al contexto tecnológico nacional, solo existe una solicitud de patente en el Perú sin vigencia en la actualidad. Asimismo, existen 11 proyectos financiados por FONDECYT relacionados a disminuir el cadmio en cacao y siete proyectos 33 Ins�tuto Nacional de Innovación Agraria Estudio de vigilancia tecnológica en remediación de suelos de cul�vos contaminados por cadmio financiados por Innóvate Perú. Se encontraron dos tesis y un artículo científico relacionado al cadmio en el sector agrícola. Finalmente, se encontró un proyecto realizado por el INIA relacionado a la prevención y mitigación del cadmio en cacao mediante un mejor uso de la diversidad genética, inoculación de micorrizas y manejo del suelo. 34 Ins�tuto Nacional de Innovación Agraria Estudio de vigilancia tecnológica en remediación de suelos de cul�vos contaminados por cadmio Anexos Anexo 1. Remoción y disminución de cadmio en suelos para cultivo utilizando componentes químicos. Número de Título en idioma publicación original Resumen Solicitante Blueberry cultivating soil La invención muestra un agente reparador del suelo, que se encuentra repairing agent as conformado por la materia prima de partes de Disporopsis aspera CN108277009A well as preparation (acacetina), Rabdosia rubescens, suspensión de coco, entre otras. method and Muestra datos favorables en la reducción de cadmio del suelo para Ma Jun. application el cultivo de arándanos. thereof. Heavy metal passivator for remediating cadmium El pasivador está compuesto por: ácido húmico soluble, polvo de contamination hierro nanométrico, agentes nutricionales, promotor, cal, fosfato de CN107033920A in rice field and potasio y agua. Este logró obtener una disminución del contenido de Tepp Environment preparation cadmio en los cultivos de arroz. Technology Co. Ltd. method and application method thereof Un regulador de oligoelementos basado en minerales de arcilla es Clay mineral-based usado para tratar la contaminación por cadmio en los campos de trace element arroz. El regulador de oligoelementos contiene EDTA (Na₂Mn), dióxido Research Center for Eco- CN106590678A regulator used for de silicio, sulfato de zinc, sulfato de magnesio, sulfato ferroso, óxido Environmental Sciences, treating rice field de calcio y mineral de arcilla). Se demostró que la biodisponibilidad Chinese Academy of cadmium pollution del cadmio en el suelo se reduce con la aplicación de esta técnica Sciences.y consecuentemente se disminuye la concentración de cadmio en el arroz. Se describe un método de remediación de pasivación in situ en In-situ passivation arrozales contaminados con cadmio. Se emplea una mezcla de remediation sepiolita, lodo rojo y turba, que se dispersa y mezcla en el suelo del CN106424115A method for arrozal contaminado con cadmio. Posteriormente, se realiza el riego Hunan Modern cadmium polluted y trasplante de arroz, que es manejado de acuerdo con las labores Environmental rice soil agrícolas normales del cultivo. Los resultados mostraron que el Technology Co Ltd. método propuesto tiene una alta estabilidad al momento de reducir el cadmio en los arrozales. Method for Se refiere a un método para reducir la acumulación de metales reducing pesados en las plantas de arroz. Consiste en la dilución en agua del accumulation of ramnolípido del agente quelante biodegradable de modo que se Hengshan Shaoxiang CN105964676A heavy metal in rice obtiene un diluyente que es aplicado al campo de arroz dos veces, Agricultural plants through logrando reducir el contenido de metales pesados de los granos de Development Co. Ltd. biodegradable arroz. Los resultados demostraron que 1 mol del producto tiene el chelating agent poder de complejidad máxima de 0.2 mol de Cd²⁺. 35 Ins�tuto Nacional de Innovación Agraria Estudio de vigilancia tecnológica en remediación de suelos de cul�vos contaminados por cadmio Número de Título en idioma publicación original Resumen Solicitante La invención proporciona un método de tratamiento para residuos Treatment method fosfatados y un agente de restauración del suelo con los efectos de for phosphated adsorción y fijación de iones de metales pesados, especialmente residues, soil cadmio. El agente de restauración del suelo fue preparado mezclando CN105838383A restoration agent residuos fosfatados, que contienen azufre, ácido sulfámico, ácido Shanghai Lichang and method for húmico y arcilla silicatada. Se debe resaltar que el agente de Environment Engineering reducing content restauración del suelo es bajo en costo. Co. Ltd. of cadmium in rice La invención dio como resultado la eliminación de iones de metales pesados y concentración de cadmio en el suelo, mejorándolo a través del agente de restauración para plantar el arroz. Un producto preparado en base a una solución de silicato de sodio y dihidrógeno fosfato de potasio, el cual se rocía uniformemente en el Method for suelo. Posteriormente la zeolita y la lignina alcalina son mezcladas e Changsha Company CN105598157A reducing cadmium incorporadas al suelo por medio de un arado profundo; esto permite of Hunan Tobacco content in la mezcla homogénea de todos los productos utilizados, quedando Company; Hunan tobaccos listo el suelo para la instalación del cultivo de tabaco. El método sirve Agricultural University. para reducir el contenido de cadmio, específicamente en las hojas de tabaco. Combined remediation Un método combinado de remediación para suelos de arrozales method for contaminados con cadmio es descrito En primer lugar, se forma un cadmium – proceso de secado con alternancia de humectación (riego ahorrador polluted paddy de agua) para promover la transformación del cadmio en el arrozal en field soil by una forma disponible para la planta. Luego se promueve la migración CN105521991A drying and de cadmio de forma disponible soluble en agua a una región del Hohai University. wetting control in cátodo en forma de suministro de energía solar. El método puede combination with promover la transformación y absorción de metales pesados (en electrodynamic especial cadmio), logrando la remediación en suelos ligeramente force and contaminados. La remediación en suelos ligeramente contaminados. hyperaccumulators Competitive- La invención describe un método de restauración rápida in situ para adsorption arrozales contaminados con cadmio. Para ello, se realiza una solución – based in-situ acuosa de un agente complejante, el cual se rocía en el suelo del CN104874601A quick restoration arrozal contaminado con cadmio. Los iones de cadmio se disuelven Tianjin Polytechnic method for en el agua y se libera un agente complejante, el cual es usado en los University. cadmium-polluted arrozales. El método ahorra energía, es rápido y beneficioso con el paddy field. medio ambiente para los arrozales contaminados por el cadmio. Se describe un método para separar metales pesados nocivos en arrozales. Para ello, el suelo se transforma en coloide y usando Method for un dispersor se deja fluir en el campo de arroz y la adsorción de separating harmful desplazamiento se realiza usando un desplazador de agregación. CN104772330A heavy metals in Luego, se utiliza un sistema de separación para separar los metales Lei Zhigang. paddy field pesados nocivos como el plomo, cadmio, arsénico, cromo y mercurio en el suelo. De esta forma, se puede cumplir el objetivo de restaurar el campo de arroz contaminado por el metal pesado nocivo. 36 Ins�tuto Nacional de Innovación Agraria Estudio de vigilancia tecnológica en remediación de suelos de cul�vos contaminados por cadmio Número de Título en idioma publicación original Resumen Solicitante Chongqing Tobacco Method for Se proporciona una tecnología para reducir efectivamente el cadmio y Monopoly Bureau, effectively plomo acumulados en las hojas de tabaco. Para ello, antes de realizar Southwest University, reducing heavy un trasplante de las plántulas de tabaco, se aplica una cierta cantidad Tobacco Science CN103551377A metal cadmium de ácido húmico en el suelo para reducir adecuadamente la absorción Research Institute, and lead in de cadmio y plomo del suelo disminuyendo su contenido en las hojas Chongqing City Company tobacco leaves de tabaco, siendo la tasa de reducción de cadmio es de 34.13 %. Of China National Tobacco Corporation. Heavy metal Un agente pasivante usado en arrozales y su método de preparación composite son descritos. El agente pasivante compuesto de metales pesados se passivating agent prepara a partir de tres materias primas, polvo mineral de espuma de Institute of Subtropical CN102174326A used for paddy soil mar, óxidos de hierro y manganeso y cal viva. Los resultados muestran Agriculture. and preparation que el agente pasivante reduce el cadmio del suelo de un arrozal en method thereof un 39.7 a 53.8 %. Anexo 2. Remoción y disminución de cadmio en suelos para cultivo utilizando componentes biológicos. Número de Título en idioma publicación original Resumen Solicitante Esta invención describe un agente inoculante microbiano para Microorganism promover la reducción de cadmio y el crecimiento del arroz. La microbial agent invención, describe el método de preparación y uso del mismo. for promoting Esta invención consiste en un tratamiento microbiano para reducir growth of rice and la contaminación por metales pesados. Los inoculadores utilizados Hunan Sanye reducing cadmium para esta patente son: Listeria monocytogenes, Burkholderia spp., Environmental CN110468080A and preparation Pseudomonas schneiderei, Bacillus subtilis y Micromonospora Protection Technology method and spinosporum, quienes han mostrado una influencia activa en Co Ltd Hunan use method of la absorción de cadmio para el crecimiento del arroz. El agente Agricultural University. microorganism bacteriano microbiano, proporcionado por la invención, tiene y microbial agent promueve la potencialidad de crecimiento del arroz (32.90%). Además, puede reducir efectivamente la concentración de cadmio en el tallo y hojas en un 79% y 90%, respectivamente. Cadmium La presente invención proporciona un tipo de pasivador de cadmio passivating para el suelo con cultivo de tabaco y el método de preparación agent for tobacco del mismo. Este pasivador precipita con el cadmio, reduciendo Changsha Kaize CN110408407A planting soil efectivamente el Cd disponible en suelo. El pasivador obtenido Engineering Design Co and preparation reduce sustancialmente el contenido de cadmio en el suelo después Ltd. method thereof una semana de su aplicación y, el contenido de cadmio en el tabaco de cosecha se reduce como consecuencia del mismo. 37 Ins�tuto Nacional de Innovación Agraria Estudio de vigilancia tecnológica en remediación de suelos de cul�vos contaminados por cadmio Número de Título en idioma publicación original Resumen Solicitante Method for La invención reduce la biodisponibilidad y el contenido de metales controlling pesados (cadmio, cromo, plomo, cobre, zinc) en el suelo mediante heavy metal una tecnología combinada de fijación química (durante la siembra Shandong Peanut AU2019100801A4 contamination of de maní) y la fitorremediación (después de cosechar maní). Research Institute. peanut Consiguiendo de esta forma que el contenido de metales pesado en el grano de maní se reduzca considerablemente. La presente invención proporciona un método en el cual la aplicación Method for de Solanum photeinocarpum reduce la acumulación de Cd en la reducing cadmium lechuga romana. La invención puede promover el crecimiento de accumulation la lechuga romana y reducir significativamente la acumulación CN109848205A in lettuce by de cadmio en esta. Los resultados mostraron que, la reducción de Sichuan Agricultural applying Solanum cadmio ha sido significativa, donde se ha llegado a obtener 10 mg University. photeinocarpum kg-¹ como máximo valor del cadmio en el sitio de siembra de lechuga straw romana y disminución de la concentración de cadmio en la parte aérea de la misma. La presente invención describe un tipo de pasivador de microorganismos para un arrozal con contaminación por cadmio. Cadmium- Donde el pasivador contiene: Pseudomonas alcaligenes, Bacillus contaminated subtilis, bacterias reductoras de sulfato, nutrientes y portadores de Chengdu Institute CN107488620A paddy field estos microorganismos. of Biology, Chinese soil microbial Se resalta que, la aplicación de esta tecnología es de costo bajo, fácil Academy of Sciences. passivating agent de operar y su aplicación es de gran valor, ya que esta invención ha mostrado que puede reducir la absorción del arroz al ion cadmio por la aplicación del pasivador. Respecto al agente de reparación del suelo, este se conforma por: Soil restoring despojos de carbón, sepiolita, diatomita, polvo quemado ligero, agent for cal, fosfato de calcio y magnesio, y fertilizante de zinc. El agente de cadmium pollution reparación del suelo se rocía uniformemente y se forma una mezcla CN106914488A Hunan Soil and Fertilizer paddy field and con el suelo lo suficiente para abarcarlo en su totalidad. Se observó application una alta eficiencia, donde se obtuvo que la cantidad de aplicación Institute. de la invención es de 100 300 kg/ mu para restaurar un arrozal contaminado con cadmio. Describe un método de restauración para un arrozal contaminado Restoration con cadmio, mediante la siembra previa de Sedum plumbizincicola method for la que es eliminada luego de un cierto tiempo para luego sembrar CN106424130A cadmium- arroz. Al arrozal se le incluye biochar y luego de la cosecha de arroz, Hunan University of contaminated rice se detecta el contenido de cadmio en el campo y en los granos de Science and Engineering. field arroz. Gracias a la solidificación del biochar se logra una tasa de eliminación adecuada para el cadmio en los arrozales. Un método para mejorar la capacidad de eliminación de cadmio en el suelo del tabaco se basa en el uso de una tecnología de fertilización Method for y cosecha. Se trasplantaron plántulas de tabaco a suelo contaminado improving soil con cadmio, se realiza el manejo convencional con aplicaciones de cadmium removal fertilizantes y se cosechan las plántulas. Se realiza nuevamente el capability of cultivo convencional y se incorporan fertilizantes adicionales para Hunan Agricultural CN105964681A tobacco by use promover el crecimiento del tabaco regenerado, con el propósito de University. of fertilization eliminar cadmio en el suelo. El método es simple y de bajo costo, y and harvesting se pueden obtener hasta dos cosechas. Al mejorar la capacidad de technology eliminación del cadmio, el tabaco obtiene mayor cantidad proteica sirviendo de este modo como alimento, y se puede evitar que metales pesados entren nuevamente en la cadena alimentaria. 38 Ins�tuto Nacional de Innovación Agraria Estudio de vigilancia tecnológica en remediación de suelos de cul�vos contaminados por cadmio Número de Título en idioma publicación original Resumen Solicitante Combined remediation method for cadmium – Se describe un método combinado de remediación para suelos de polluted paddy arrozales contaminados con cadmio. En primer lugar, se forma un field soil by proceso de secado con alternancia de humectación (riego ahorrador CN105521991A drying and de agua). De esta forma se busca promover la transformación del Hohai University. wetting control in cadmio en el arrozal en una forma disponible para la planta, luego combination with se promueve la migración de cadmio de forma disponible soluble en electrodynamic agua a una región del cátodo en forma de suministro de energía solar. force and hyperaccumulators Cadmium- resistant bacteria and method for Se emplean bacterias resistentes al cadmio y a un método para CN103952333A inhibiting heavy inhibir la absorción de cadmio en el arroz con cáscara. Las bacterias Fujian Agriculture metal cadmium resistentes al cadmio son Pseudomonas sp. and Forestry University. absorption of paddy rice La invención se refiere a la tecnología de producción segura de Agricultural cultivos en suelos contaminados con cadmio. Para ello, la col safety production plantada en el campo absorberá el cadmio del suelo. La parte de operating method la raíz de la planta es tratada adecuadamente para garantizar la CN101745519A by utilizing seguridad de los alimentos. Los resultados mostraron que, el cadmio Institute of Applied low cadmium- excesivo en el suelo contaminado se puede extraer continuamente, y Ecology. accumulation el contenido de cadmio en la parte comestible de la col china cumple Chinese cabbage con el estándar de seguridad vegetal, lo cual puede ser distribuido como alimento no contaminado. Se desarrolló un método para controlar el contenido de granos de Method for arroz, en base a la preparación de la tierra antes del trasplante de controlling the plántulas en el campo de arroz. Se aplica un ferroquelato al suelo accumulation of para una mezcla homogénea. El ferroquelato también puede ser China National Rice CN101133710A the heavy metal aplicado en las etapas de formación de espigas y llenado de arroz. Research Institute. cadmium in the Este método puede hacer que el contenido de cadmio en los granos rice corn de arroz sea inferior a 0.2 mg kg-1, lo cual convierte a este método como eficaz en controlar la acumulación de este metal pesado. 39 Ins�tuto Nacional de Innovación Agraria Estudio de vigilancia tecnológica en remediación de suelos de cul�vos contaminados por cadmio Anexo 3. Principales publicaciones científicas. Título Año Autores Revista Rice intercropping with alligator flag (Thalia dealbata): Wang J., Lu X., Zhang A novel model to produce safe cereal grains while 2020 J., Ouyang Y., Wei G., Journal of Hazardous Materials remediating cadmium contaminated paddy soil. Xiong Y. Simultaneous removal of arsenic, cadmium, and lead from soil by iron – modified magnetic 2020 Wan X., Li C., Biochar. Parikh S.J Environmental Pollution Mechanisms for cadmium adsorption by magnetic biochar Khan Z.H., Gao M., Qiu composites in an aqueous solution. 2020 W., Islam M.S., Song Z. Chemosphere Remediation of cadmium and lead polluted soil using Fan J., Cai C., Chi H., thiol-modified biochar. 2020 Reid B.J., Coulon F., Journal of Hazardous MaterialsZhang Y., Hou Y. A novel phytoremediation method assisted by magnetized Autores: Luo J., He W., water to decontaminate soil Cd based on harvesting 2020 Qi S., Wu Journal of Hazardous Materials senescent and dead leaves of Festuca arundinacea J., Gu X.S. Phytoremediation of cadmium – contaminated wetland soil with Typha latifolia L. and the underlying mechanisms 2020 Yang Y., Shen Q. Environmental Science and involved in the heavy-metal uptake and removal. Pollution Research Zeng X., Zou D., Wang A., Remediation of cadmium – contaminated soils using Zhou Y., Liu Y., Li Z., Liu Journal of Environmental Brassica napus: Effect of nitrogen fertilizers. 2020 F., Wang H., Zeng Q., Management Xiao Z Anexo 4. Proyectos financiados por FONDECYT – CONCYTEC. Tipo de concurso Entidad solicitante Título Proyectos de Investigación Uso potencial de inoculantes micorrizicos nativos en la Aplicada y Desarrollo Universidad Nacional de San Martin regulación del transporte de cadmio suelo-planta en el cacao Tecnológico 2020 peruano (Theobroma cacao L.) Proyectos de Investigación Universidad Nacional Toribio Rodríguez de Fitoextracción de cadmio con hierba mora (Solanum nigrum Básica 2019-01 Mendoza de Amazonas L.) en suelos cultivados con cacao (Theobroma cacao L.) en Amazonas Proyectos de Investigación Efecto de la zeolita, sulfato de zinc y enmiendas liquidas Básica 2019-01 Universidad Nacional Agraria de la Selva orgánicas en la mitigación y control del cadmio en el suelo y en las almendras de cacao 40 Ins�tuto Nacional de Innovación Agraria Estudio de vigilancia tecnológica en remediación de suelos de cul�vos contaminados por cadmio Tipo de concurso Entidad solicitante Título Proyectos de Investigación Estudio del mecanismo de transporte de cadmio (Cd) en el cacao Básica 2019-01 Universidad Nacional de San Martin criollo Theobroma cacao L., y la implicancia de sus posibles transportadores genéticos Proyectos de Investigación Universidad Nacional Mayor de San Deposición de cadmio (Cd2+) en la estructura de la semilla Básica 2019-01 Marcos de cacao (Theobroma cacao) e impacto de la estrategia de fermentación en su eliminación. Aislamiento y caracterización dependiente e independiente Proyectos de Investigación de cultivo de rizobacterias tolerantes a cadmio asociadas a los Básica 2019-01 Universidad Nacional de Piura cultivos de cacao (Theobroma cacao) en la región Piura y su potencial uso como estrategia de biorremediación para generar una producción segura de granos cacao. Proyectos Investigación Biorremediación con micorrizas arbusculares nativas en el Aplicada y Desarrollo Universidad Católica Sedes Sapientiae control del cadmio de clones de Teobroma cacao como estrategia Tecnológico 2018 sostenible a la seguridad alimentaria ecológica en la amazonia peruana. Proyectos Investigación Aplicada y Desarrollo Universidad Nacional Toribio Rodríguez de Disminución de la absorción del cadmio en el cacao peruano Mendoza de Amazonas mediante la edición genética de sus transportadores empleando Tecnológico 2018 la tecnología CRISPR Cas9 Proyecto de Investigación Universidad Nacional Toribio Rodríguez de Estudio del mecanismo de transporte de cadmio (Cd) en el cacao Básica 2018-01 Mendoza de Amazonas criollo Theobroma cacao l., y la implicancia de sus posibles transportadores genéticos Ideas Audaces 2016-01 Bioxlab S.A.C. FERTILEV: Reducción ecológica de cadmio en fruto de cacao Proyectos de Investigación Universidad Nacional Agraria de la Selva Estrategias tecnológicas para reducir el contenido de cadmio en Básica y Aplicada 2015 – 01 las almendras del cultivo de cacao Anexo 5. Proyectos financiados por Innóvate Perú. Código de proyecto Entidad solicitante Título Desarrollo de técnicas de manejo de suelos para la disminución de PIPEA-4-P-048-11 Agrícola La Venta S.A cadmio a niveles mínimos permisibles en el cultivo de esparrago (Asparagus officinalis L) verde fresco, validado científicamente para la región de Ica Desarrollo de un plan de manejo de la fertilidad orgánica de los PIPEI-4-F-153-12 Cooperativa Agraria Industrial Naranjillo suelos para reducir la acumulación del cadmio en las almendras de LTDA cacao en el ámbito de la Cooperativa Agraria industrial Naranjillo LTDA 41 Ins�tuto Nacional de Innovación Agraria Estudio de vigilancia tecnológica en remediación de suelos de cul�vos contaminados por cadmio Desarrollo e implementación de una estrategia de manejo integral PITEI-3-P-279-041-15 Cooperativa Agroindustrial ASPROC – NBT LTDA para mitigar la acumulación de cadmio en plantaciones de cacao (variedades finas) en la zona de Tocache San Martin Perú Desarrollo de una tecnología orgánica en el proceso productivo y PITEI-4-P-127-142-16 Asociación De Productores post cosecha para reducir los niveles de asimilación de cadmio en las almendras de cacao en el valle del alto Huallaga. Formular y validar “biochar” como enmienda al suelo para PIMEN-13-P-192-088-17 Ladd – Brenton Mark inmovilizar el cadmio y reducir su concentración en el grano del cacao. Startup Perú Bioxlab S.A.C. Fertilev: bioestimulante agrícola reductor de cadmio en cacao Bioprocesos Industriales Consultores Validación de prototipo de consorcio microbiano inmovilizado PVE-6-P-051-18 Sociedad Anónima Cerrada para la reducción de cadmio en plantaciones de cacao (Theobroma cacao) por bioadsorción competitiva. Anexo 6. Tesis y publicaciones nacionales Título Año Tipo de publicación Institución Resumen Se planteó biotransformar el cadmio (Cd) mediante la acción metabólica de bacterias de suelos desarrolladas en biopelículas en biorreactores Biotransformación air lift, relacionando el impacto ambiental que produce el cadmio en los de cadmio por Universidad suelos de Tingo María. Se diseñó una investigación poniendo en operación medio de bacterias 2015 Tesis de Nacional 4 biorreactores air lift en cultivo discontinuo (lote o batch) a diferentes de suelo en pregrado Agraria de concentraciones de Cd (60, 100, 200 y 300 mg/L) con – 120 mi de inóculo de biorreactores Air Lift. la Selva siembra y 680 mi de medio mínimo de sales como nutriente por un tiempo de operación de 7 días. En el biorreactor con 200 mg/L de Cd se presentó la mayor eficiencia de biotransformación con respecto a los demás, con un porcentaje del 78.58%. El objetivo del trabajo de investigación fue demostrar cuantitativamente que a La fitorremediación través de la fitorremediación es posible la recuperación de suelos degradados como alternativa para su uso agrícola. Se utilizó el método descriptivo donde se evaluaron tres en la recuperación Universidad metales pesados como plomo (Pb), cadmio (Cd) y Cromo (Cr) en parcelas de de suelos afectados 2019 Tesis de Nacional de tratamiento con cuatro especies vegetativas: Taya, asociación de rye grass y con desmontes pregrado Cajamarca. trébol rojo y maíz, de uso común para los pobladores de la zona, la evaluación de construcción – se desarrolló con las muestras de suelo que se obtuvo antes de iniciar el Cajabamba. proceso de siembra de los cultivos y al finalizar su proceso vegetativo, con los resultados se demostró que la Fitorremediación influye para que el suelo disminuya la concentración de los metales pesados. 42 Ins�tuto Nacional de Innovación Agraria Estudio de vigilancia tecnológica en remediación de suelos de cul�vos contaminados por cadmio Título Año Tipo de publicación Institución Resumen Se realizó el presente trabajo utilizando maíz como planta fitorremediadora. Para ello se emplearon los suelos agrícolas de las localidades Mantaro y Muqui Fitorremediación del valle del Mantaro, cuyos contenidos de plomo (Pb) y cadmio (Cd) en el con Maíz (Zea mays suelo superan el Estándar de Calidad Ambiental (ECA) de suelos del Perú. L.) y compost de Universidad Artículo Nacional Con ello, se pudo comprobar que la planta de maíz absorbe los metales Stevia en suelos 2018 científico Agraria La pesados del suelo como lo demuestra la mayor acumulación de plomo y degradados por Molina cadmio en la raíz de ésta, confirmando que la aplicación de las enmiendas contaminación con orgánicas contribuye a solubilizar el Pb y Cd del suelo. Sin embargo, el metales pesados. vermicompost de Stevia fue más efectivo absorbiendo los metales pesados del suelo. Los cálculos del Factor de Bioconcentración (FBC) y de Translocación (FT), indicaron que el maíz es una planta exclusora o estabilizadora. 43 Av. La Molina 1981, La Molina (51 1) 240-2100 / 240-2350 www.inia.gob.pe