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El metano (CH4) y el óxido nitroso (N2O) son gases traza atmosféricos con una contribución creciente y poco comprendida al efecto invernadero global. Los procesos que intervienen en la emisión de estos gases desde los ecosistemas terrestres y acuáticos hacia la atmósfera, y la cuantificación efectiva de estas emisiones es materia de interés científico significativo, dado que se especula sobre un papel más importante de ellos en el cambio climático global en las próximas décadas. Uno de los ecosistemas con contribuciones significativas de CH4 y N2O hacia la atmósfera son los humedales tropicales. Este proyecto enfoca el estudio de procesos y dinámicas de su emisión en estas áreas a través de un consorcio de instituciones a nivel mundial, liderado por la Universidad de Stanford.
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Estudiar la regeneración natural del ecotono de la línea forestal de la Puna impactado a largo plazo, restaurando la función del ecosistema y aumentando la resiliencia. Permitiendo procesos de sucesión natural, como la migración altitudinal de la línea de árboles en respuesta al cambio climático, al tiempo que retiene los servicios críticos de los ecosistemas de almacenamiento de carbono y cuencas hidrográficas
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El balance hídrico aplicado a plantas define la relación entre la disponibilidad de agua para captura por las raíces y la demanda evapotranspirativa. Balances negativos resultan en reducciones en la acumulación de biomasa e impactan en lo que los ecólogos denominan Productividad Primaria Neta (NPP). La estimación de balances hídricos es clave en temas agrícolas y ecosistémicos naturales frente a situaciones de limitación esporádica o crónica de agua. Esto adquiere particular relevancia frente al cambio climático global, en donde alteraciones en los distintos componentes del ciclo del agua a nivel local o regional van a definir el destino de tierras agrícolas o perfiles y composición de ecosistemas naturales. Estos últimos, en particular los ecosistemas forestales, van a determinar el impacto que vaya a tener el incremento en la concentración atmosférica de gases invernadero. Un criterio similar aplica a cultivos agrícolas perennes, donde si luz y temperatura no son factores limitantes, el balance hídrico determina directamente la productividad anual y de largo plazo. En este proyecto se desea implementar tecnología novedosa para estimar balances hídricos a lo largo de dos temporadas completas de crecimiento para un ecosistema natural de bosque tropical y un cultivo tradicional de la costa peruana como lo es el olivo. Se desea utilizar dos metodologías en paralelo para validación comparativa combinando el desarrollo e implementación de redes inalámbricas de sensores de volumen de agua en suelo y dendrómetros digitales que miden variaciones submilimétricas en el diámetro del tronco para estimar flujos de agua junto a sistemas de covarianza de flujos turbulentos (covarianza eddy) que permiten estimaciones precisas de la productividad y balance hídrico en un olivar de la región Ica y en una parcela de bosque de la Reserva Nacional Tambopata.
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La maca (Lepidium meyenii, Walpers) es un cultivo importante de la dieta y medicina tradicionales de los Andes Centrales, a la que se le asigna propiedades energizantes y neuroregenerativas, además de beneficios para la salud reproductiva. Las macamidas (bencil alcamidas de ácido graso) son compuestos característicos de la maca, a los cuales se les creía presentes tanto en tejidos frescos intactos como en hipocótilos secos. No obstante, recientemente se ha demostrado que las macamidas sólo se generan durante el secado de los hipocótilos, en campo u horno industrial, de manera que su formación es exclusiva del procesamiento postcosecha. Se ha propuesto que la hidrólisis de glucosinolatos y el metabolismo de los isotiocianatos reactivos resultantes es responsable de la acumulación de bencilamina la cual reaccionaría con ácidos grasos libres, bajo condiciones no aclaradas, para formar macamidas. Este proyecto busca completar los vacíos de información existentes y encontrar condiciones óptimas para la acumulación de amidas y otros compuestos bioactivos durante el procesamiento postcosecha de la maca con miras a obtener un producto homogéneo y con un alto contenido de macamidas y macaenos, los cuales son un indicador de calidad en el mercado internacional. Esto hace al producto más atractivo para el mercado nutracéutico de forma similar a otros productos que dependen de procesamiento postcosecha como el cacao, vainilla o café.
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La maca es una Brasicacea andina parcialmente domesticada que crece por encima de los 4000msnm. Su órgano primario de reserva consiste de la fusión de hipocotilo con raíz que se desarrolla principalmente a partir del tercer mes de crecimiento. Su perfil de metabolitos secundarios es muy variado e incluye al sistema defensivo glucosinolato-mirosinasa, alcaloides y flavonoides, entre otros. La generación de estos compuestos durante la etapa de cultivo depende de factores climáticos y edáficos, pero también de factores bióticos como la presencia de micorrizas, bacterias simbióticas y de hongos patógenos, insectos, y otros depredadores. La intensa radiación ultravioleta existente por encima de los 4000msnm genera estrés fisiológico en los tejidos vegetales, que incluye daños al ADN, alteraciones en la fotosíntesis, en la regulación de la síntesis de metabolitos secundarios y en las relaciones entre tejidos fuente de nutrientes (hojas) y los de almacenamiento o sumidero (raíz). La adaptación a la altura tiene un costo químico, alterando el contenido de metabolitos secundarios que responden a este estrés UV, tales como fenilpropanoides, antocianinas y flavonoides, y potencialmente afectan los procesos de transporte entre fuente y sumidero de glucosinolatos. Estos compuestos son, en parte, responsables de las propiedades nutracéuticas de la maca. Los Andes centrales son zonas en las que se predice cambios significativos en irradiancia y niveles UV debido a periodos de sequía, baja humedad atmosférica y reducción de ozono estratosférico. Los impactos sobre la fisiología de cultivos altoandinos no pueden ser aun estimados. Este proyecto pretende estudiar, bajo condiciones parcialmente controladas, los cambios fisiológicos y bioquímicos que se producen en la maca durante su cultivo en respuesta a niveles de radiación ultravioleta y cómo se altera la calidad química y organoléptica del producto final como consecuencia de ello.
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La generación de modelos predictivos del clima global futuro requiere, entre otros, de un conocimiento cada vez mas detallado de los procesos biológicos y químicos involucrados en el ciclo planetario del carbono. Entre los sumideros de carbono terrestre, los bosques tropicales son elementos muy dinámicos y extremadamente susceptibles a variables climáticas y del entorno que no son bien conocidas. Cambios en la composición y diversidad de especies vegetales en bosques tropicales debido a alteraciones climáticas pueden resultar en alteraciones funcionales significativas en estos ecosistemas y alterar su papel como reservorios netos de carbono. Esta propuesta enfoca dos componentes del ciclo de carbono en bosques de la Reserva Nacional Tambopata, región de Madre de Dios. El primer componente consiste en el monitoreo de las emisiones de isopreno y monoterpenos (BVOCs) y su correlación con variaciones climáticas diurnas y estacionales y con las emisiones de dióxido de carbono, vapor de agua y metano. De manera paralela se desea caracterizar bioquímicamente la degradación de hojarasca en suelo del bosque para intentar correlacionar las emisiones de dióxido de carbono y metano desde el suelo con el contenido y tipo de lignina y estructura del material en proceso de degradación. Este proyecto se inserta dentro de la iniciativas RAINFOR y GEOCARBON (Univ. de Leeds, Oxford, Edimburgo, Glasgow, Stanford y Sao Paulo) para el estudio a largo plazo de la dinámica del ciclo de carbono en bosques amazónicos. Con la puesta en marcha a fines del 2011 de la torre SAGES de monitoreo de flujos turbulentos (eddy covariance) para gases invernadero se hace la transición a técnicas de monitoreo instrumental automatizado de mayor envergadura. El proyecto también es parte de los objetivos estratégicos del contrato de administración para la Reserva Nacional Tambopata, a cargo de la ONG AIDER (convenio PUCP-AIDER).
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El proyecto tiene como objetivo principal mejorar la predicción de la vida de anaquel del esparrago verde mediante instrumentación analítica, lo que repercutirá indefectiblemente en mejorar el tiempo de vida promedio en anaquel del espárrago verde producido por la empresa CAI BETA.
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Las Universidades de Oxford y la Pontificia Universidad Católica del Perú (PUCP) se comprometen a colaborar en el análisis de la dinámica del ciclo del carbono expresados en forma de velocidad de degradación de biomasa vegetal y de la diversidad microbiana (filogenias y la composición de las especies) presente en los suelos del bosque tropical del Perú, enfocado principalmente en la gradiente altitudinal del Parque Nacional del Manu y la selva baja de la Reserva Nacional Tambopata.
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