Tese de mestrado integrado. Engenharia Civil (Área de Especialização de Hidráulica). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2012

Allelopathy is a biochemical interaction mechanism among plants that is considered a form of defensive chemical plant adaptation. Produced by a plant, biomolecules are released, on this phenomenon, into the environment and they influence the growth and development of the neighboring plants. The seed germination and early development of seedlings are used to evaluate the allelopathic effect and is often used plant extracts or isolated allelochemicals. The test plants are Chrysopogon zizanioides (L.) Roberty and Paspalum millegrana Schrad species, aromatic medicinal plants of the Poaceae family. They were introduced on San Francisco waterfront aimed at increasing soil cohesion and stabilization of the slope, however it was possible to realize few species develop in the stretch where vetiver was introduced, signaling possible allelopathic effects. The study also was done with the native plant paspalum, because vetiver is an exotic plant. The objective of this study was to evaluate the allelopathic effect of Chrysopogon zizanioides (L.) Roberty and Paspalum millegrana Schrad species in Lactuca sativa L. seed-tests. Aqueous extracts were prepared of two techniques (maceration and infusion), from the aerial part and the root in three concentrations, 1%, 3% and 5%, for both species, totaling 25 treatments. The physical and chemical parameters of the extracts by pH, electrical conductivity (EC), total soluble sugars (TS) and chromatographic profiles were analyzed. Germination tests were carried out in quadruplicate with 50 seeds to with gearbox, in according to RAS recommendations. For each treatment, it was calculated the germination percentage (% G), the germination speed index (GSI), the percentage of the first germination count (PCG%), the mean germination time (MGT), and the length of the aerial part (CPA), roots (CR) and the embryonic axis (EEC) lettuce seedlings. We used the Scott-Knott mean test at 5% probability and the design was completely randomized. The pH, EC and AST parameters in extracts showed normal. It could be observed with the chromatographic profiles, the existence and variability in relation to the concentrations and types of flavonoids in treatments. There was a statistical difference among the means of the %PCG, %G, IVG and TMG. The lowest percentages of PCG were obtained with aqueous extracts of vetiver root in the three concentrations, for both techniques, and the aqueous extract of the root of paspalum 1% maceration. The lower %G and IVG was obtained with the aqueous extract of 1% vetiver root, followed by concentrations of 3 and 5% and the aqueous extract paspalum root of 1%, all by maceration. There was also a statistical difference among the average of the CPA, CR and CEE. The aqueous extracts of vetiver grass and paspalum grass revealed allelopathic potential showing different responses (inhibition or promotion). / A alelopatia é um mecanismo de interação bioquímica entre vegetais, considerada uma forma de adaptação química defensiva das plantas. Neste fenômeno, biomoléculas produzidas por uma planta são liberadas para o meio ambiente e influenciam no crescimento e desenvolvimento de plantas vizinhas. A germinação de sementes e o desenvolvimento inicial de plântulas são utilizados para avaliar o efeito alelopático, sendo frequentemente usados extratos vegetais ou aleloquímicos isolados. As plantas em estudo são da espécie Chrysopogon zizanioides (L.) Roberty e Paspalum millegrana Schrad., plantas medicinais aromáticas da família Poaceae. Elas foram introduzidas na margem do rio São Francisco visando o aumento da coesão do solo e estabilização do talude, no entanto percebe-se que poucas espécies se desenvolvem no trecho onde o vetiver foi implantado, sinalizando possíveis efeitos alelopáticos. Também foi feito o estudo com a planta nativa paspalum, já que o vetiver é uma planta exótica. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito alelopático das espécies Chrysopogon zizanioides (L.) Roberty e Paspalum millegrana Schrad em sementes-testes de Lactuca sativa L. Foram preparados extratos aquosos por duas técnicas (maceração e infusão), a partir da parte aérea e da raiz em três concentrações, 1%, 3% e 5%, para as duas espécies, totalizando 25 tratamentos. Foram analisados os parâmetros físico-químicos dos extratos através do pH, condutividade elétrica (CE), açúcares solúveis totais (AST) e perfis cromatográficos. Os testes de germinação foram realizados em quadruplicata com 50 sementes para cada gerbox, seguindo as recomendações da RAS. Para cada tratamento, foi calculado o percentual de germinação (%G), o índice de velocidade de germinação (IVG), o percentual da primeira contagem de germinação (%PCG), o tempo médio de germinação (TMG), e o comprimento da parte aérea (CPA), das raízes (CR), e do eixo embrionário (CEE) das plântulas de alface. Foi utilizado o teste de médias Scott-knott a 5% de probabilidade e o delineamento utilizado foi o inteiramente casualizado. Os parâmetros de pH, CE e AST nos extratos apresentaram dentro da normalidade. Foi possível perceber com os perfis cromatográficos, a existência e variabilidade em relação às concentrações e tipos de flavonoides nos tratamentos. Ocorreu uma diferença estatística entre as médias do %PCG, %G, IVG e TMG. Os menores percentuais da PCG foram obtidos com os extratos aquosos da raiz do vetiver nas três concentrações, para as duas técnicas, e com o extrato aquoso da raiz do paspalum a 1% por maceração. O menor %G e IVG foi obtido com o extrato aquoso da raiz do vetiver a 1%, seguido das concentrações de 3 e 5% e do extrato aquoso da raiz do paspalum a 1%, todos por maceração.Também ocorreu uma diferença estatística entre as médias do CPA, CR e CEE. Os extratos aquosos do capim-vetiver e do capim-paspalum evidenciaram potencialidades alelopáticas mostrando diferentes respostas (inibição ou promoção).

Considering the degradation scenery of riparian vegetation along the São Francisco River. This work discusses through the evaluation of forest species with potential use in soil in a Natural Engineering techniques, the floristic rebuilding of the riverbank. The first chapter consists of the presentation of the problem of bank erosion and the necessary restoration of riparian vegetation in the riparian agroecosystems associated with soil in natural engineering techniques as a mitigation measure of this form of environmental degradation. The second chapter consists of the proposed riparian restoration, by assessing the development of seedlings of forest species on the right bank of the São Francisco River, an important determinant in the choice of species to be used in biotechnical planned for the waterfront. The third chapter tests shrubs / trees to determine which species that have potential for biotechnical composition of soil in natural engineering techniques, assessing morphological species, so that these can contribute in reducing the erosion of river banks. / Diante do cenário de degradação da vegetação ciliar nas margens do Rio São Francisco. O presente trabalho objetiva discutir por meio de avaliação de espécies florestais com potencial uso em técnicas de Engenharia Natural, a recomposição florística da margem do rio. O primeiro capítulo consiste na apresentação da problemática da erosão marginal e a necessária recomposição da vegetação ciliar nos agroecossistemas ribeirinhos associado às técnicas de Engenharia Natural como medida mitigadora dessa forma de degradação ambiental. O segundo capítulo consiste na proposta de recomposição ciliar, através da avaliação do desenvolvimento de mudas de espécies florestais na margem direita do rio São Francisco, importante na determinação nas escolhas das espécies a serem utilizadas nas biotécnicas planejadas para a margem do rio. O terceiro capítulo testa espécies arbustivas/arbóreas a fim de determinar quais espécies que possuem potencial biotécnico para composição de técnicas de Engenharia Natural, avaliando dados morfológicos das espécies, de modo que esses possam contribuir na redução do processo erosivo das margens fluviais

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The vegetation to be employed in techniques proposed by the natural engineering or soil bioengineering needs to fill out some requisites related to ecological, phytossociological and of reproduction aspects. The techniques in natural engineering use the plants in different angles in relation to the land. For this reason, the present work aims to evaluate the effects of different angles of stem cuttings planting of Phyllanthus sellowianus Müll. Arg., Salix humboldtiana Willd. and Sebastiania schottiana (Müll. Arg.) Müll. Arg., in order to determine the most suitable form to the planting of these species. The experiment was conducted in the Laboratory of Silviculture, in the Federal University of Santa Maria (UFSM), Santa Maria, Rio Grande do Sul, in the period of August to November of 2007. The treatments consisted in the three species of stem cuttings planting, in three different angles of planting in relation to the land (10°, 30° and 90°). The stem cuttings with 30 cm of length, with variable diameter from 1.0 to 4.5 cm, were collected in the central region of the state of the Rio Grande do Sul, in the final of August month. Two thirds of the stem cutting s bases were inserted in inert substrate (sand). The experimental design was completely randomized, with 30 repetitions for treatment. After 30 and 60 days, the following parameters were observed: the number of sprouted stem cuttings, number and length of the sprouts, and after 90 days, besides these parameters, were determined the survival, the length, the diameter, and the dry mass of the shoots, and also the length, the diameter, the dry mass and the volume of the roots. The data were statistically analyzed through the statistical programs and Excel. Sebastiania schottiana did not present sprouting, not even rooting, which perhaps could be explained by the stem cuttings time of collection, where that should be tested in other periods of year. The planting angle showed influence on some variables for Phyllanthus sellowianus and Salix humboldtiana. Both the species presented high values of survival, with a tendency for major results for stem cuttings planted in angle of 10° and 90° for Phyllanthus sellowianus (100%) and in angle of 30° for Salix humboldtiana (87%). Significant correlations were observed between the variables of the air part and of the radicial system and the area of transverse section of the stem cuttings, for the different planting angles. Both the two species presented the majority of the roots located on the basis of the stem cuttings, except for the ones planted in angle of 30°, which had the roots distributed along the whole buried portion. The realization of new studies is suggested with other species and also with another angles of planting, as well as the use of bigger diametric breadth. / A vegetação a ser empregada em técnicas propostas pela engenharia natural ou bioengenharia de solos necessita preencher alguns requisitos relacionados a aspectos ecológicos, fitossociológicos e de reprodução. As técnicas de engenharia natural utilizam as plantas em diferentes ângulos em relação ao terreno. Por esta razão, o presente trabalho tem por objetivo avaliar os efeitos de diferentes ângulos de plantio de estacas de Phyllanthus sellowianus Müll. Arg., Salix humboldtiana Willd. e Sebastiania schottiana (Müll. Arg.) Müll. Arg., a fim de determinar a forma mais adequada para o plantio destas espécies. O experimento foi conduzido no Laboratório de Silvicultura, na Universidade Federal de Santa Maria (UFSM), Santa Maria, Rio Grande do Sul, no período de agosto a novembro de 2007. Os tratamentos consistiram no plantio de estacas das três espécies, em três ângulos diferentes de plantio em relação ao terreno (10°, 30° e 90°). As estacas com 30 cm de comprimento, com diâmetro variável de 1,0 a 4,5 cm, foram coletadas no final de agosto, na região central do estado do Rio Grande do Sul. Dois terços da base das estacas foram inseridos em substrato inerte (areia). O delineamento experimental foi o inteiramente casualizado, com 30 repetições por tratamento. Após 30 e 60 dias, foram observados os seguintes parâmetros: número de estacas brotadas, número e comprimento dos brotos, e, aos 90 dias, além destes parâmetros, foram determinados a sobrevivência, o comprimento, o diâmetro, a massa seca dos brotos e o comprimento, a massa seca e o volume das raízes. Os dados foram analisados estatisticamente através de programas estatísticos e Excel. Sebastiania schottiana não apresentou brotação, nem enraizamento, o que talvez possa ser explicado pela época de coleta das estacas, devendo ser testada em outras épocas do ano. O ângulo de plantio mostrou influência sobre algumas variáveis para Phyllanthus sellowianus e Salix humboldtiana. Ambas as espécies apresentaram altos valores de sobrevivência, com tendência de maiores resultados para estacas plantadas em ângulo de 10° e 90° para Phyllanthus sellowianus (100%) e em ângulo de 30° para Salix humboldtiana (87%). Observaram-se correlações significativas entre as variáveis da parte aérea e do sistema radicial e a área da seção transversal das estacas, para os diferentes ângulos de plantio. As duas espécies apresentaram a maioria das raízes localizadas na base das estacas, exceto para as estacas plantadas em ângulo de 30°, as quais tiveram as raízes distribuídas ao longo de toda a porção enterrada. Sugere-se a realização de novos estudos com outras espécies e também com outros ângulos de plantio, assim como a utilização de maior amplitude diamétrica.

Made available in DSpace on 2016-04-04T18:21:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Flavia Blaia dAvila.pdf: 19547858 bytes, checksum: b492df89170b5f41c329295c5bc184c9 (MD5) Previous issue date: 2008-05-26 / The research is based on an analysis of the changes that are occurring in trying to adapt the limitations of the planet facing the constant demands of humanity. After an initial analysis of the problems of growth of cities and the exploitation of natural resources, there is a major historical events and documents produced in the environmental area and presentation of a number of changes in the field of architecture and urbanism. There is then an analysis on techniques to improve the environment urban or peri-urban and feel the need to incorporate principles of ecology in planning and city management. The first technical deal with water resources and urban drainage, pointing the principles proposed for sustainable management of rainwater. In addition to these proposals, there is a land of bioengineering and fitorremedia??o, which are techniques for stabilization and recovery of degraded areas, especially in water courses. Shall be analysed then the permaculture, a philosophy that is creating scenarios in human space already offering a number of practices they consider the energy cycle of human actions, aimed at reduction of waste and ecological awareness in food production and actions of everyday life. The permaculture serves as the basis for ecological communities, called "ecovilas", which house thousands of people seeking to live with another form of relationship with nature around the world. The research is finished with considerations of these approaches, relating them and suggesting lines of future study. / A pesquisa baseia-se em uma an?lise sobre as mudan?as que v?m ocorrendo na tentativa de adapta??o das limita??es do planeta frente ?s constantes exig?ncias da humanidade. Ap?s uma an?lise inicial da problem?tica do crescimento das cidades e da explora??o dos Recursos Naturais, ? feita uma retrospectiva hist?rica dos principais eventos ocorridos e documentos elaborados na ?rea ambiental e apresenta??o de algumas mudan?as na ?rea de arquitetura e urbanismo. Apresenta-se, em seguida, uma an?lise sobre t?cnicas que visam melhoria do meio ambiente urbano ou peri-urbano e consideram a necessidade de incorporar princ?pios da ecologia no planejamento e gest?o das cidades. As primeiras t?cnicas tratam dos recursos h?dricos e da drenagem urbana, apontando os princ?pios propostos para um manejo sustent?vel de ?guas pluviais. Como complemento para estas propostas, destaca-se a bioengenharia de solos e a fitorremedia??o, que s?o t?cnicas para recupera??o e estabiliza??o de ?reas degradadas, sobretudo em cursos d??gua. Analisa-se em seguida a permacultura, uma filosofia que vem criando espa?o nos cen?rios humanos j? que prop?em uma s?rie de pr?ticas que consideram o ciclo energ?tico das a??es humanas, visando a redu??o de res?duos e a consci?ncia ecol?gica na produ??o de alimentos e a??es do cotidiano. A permacultura serve de base para comunidades ecol?gicas, chamadas ecovilas , que abrigam milhares de pessoas que procuram viver com outra forma de rela??o com a natureza pelo mundo todo. A pesquisa ? finalizada com considera??es sobre estas abordagens, relacionando-as e sugerindo linhas de estudo futuro.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / This study aimed to investigate the suitability of plant species for biotechnical management of slopes in oxisol soils. The studies began in March 2009, in the region of Cruz Alta-RS, South Brazil (28°23 28,14 S e 53°22 25,61 W), and it included a survey of the problems occurring in the embankments, establishing criteria for the selection of plant species, the search and selection of plant species with desirable traits, field testing the four selected species and observation of key environmental aspects. The main problems found were: laminar and furrow erosion and lack of slope stability, caused mainly by the lack of vegetation cover, excessive slope of the ramp, excessive runoff, desiccation, use and maintenance of inadequate techniques. The criteria for species selection involved biotechnical, biological, ecological and socioeconomic aspects, prioritized according to the needs of each case. The species Ipomea cairica, Pyrostegia venusta, Hedera canariensis, Mikania glomerata, Baccharis trimera, Petunia integrifolia, Rhynchosia corylifolia, Acanthospermun australe, Sambucus australis, Ateleia glazioviana, Hibiscus rosa-sinensis and Lagerstroemia indica, for their occurrences, frequencies, forms and growths, showed potential for use in the biotechnical management of slopes. The slopes can vary in fertility, temperature and humidity at levels that can impair the development of natural or cultivated revegetation. The geographic orientation of the slope and the occurrence of trees can significantly influence these factors. Ateleia glazioveana, Baccharis trimera, Pyrostegia venusta e Cynodom plectostachyus, exhibited characteristics that make them suitable for uses in the biotechnical management of slopes in oxisol soils. According to the conditions under which the trials were conducted, it can be concluded that: the results confirmed the hypothesis that there are species in southern Brazil suitable for biotechnical management and restoration of degraded areas and slopes that are not conventionally used. For growing plants on the slope, it is recommended the use of seedlings, soil fertilization and planting in periods less stringent, as important practices to ensure good survival, accelerate vegetative growth and optimize the protective effects during early development. Further studies on the biotechnical management of these species in slopes, especially on the efficiency of different methods of propagation, and the best ways of deployment and use are suggested. / Este trabalho teve como objetivo geral investigar a aptidão de espécies de plantas para o manejo biotécnico de taludes em latossolo. Os estudos iniciaram em março de 2009, na região de Cruz Alta-RS, Sul do Brasil (28°23 28,14 S e 53°22 25,61 O), incluindo o levantamento dos problemas ocorrentes nos taludes, a fixação de critérios para a escolha de espécies vegetais, a busca e seleção de espécies vegetais com características desejáveis, o teste a campo de quatro espécies selecionadas e a observação de aspectos ambientais relevantes. Os principais tipos de problemas encontrados foram: erosão laminar e por sulcos e falta de estabilidade do talude, causados principalmente pela falta de cobertura vegetal, inclinação excessiva da rampa, escoamento de águas de montante, dessecação, uso e manutenção de técnicas deficientes. Os critérios de seleção de espécies envolveram aspectos biotécnicos, biológicos, ecológicos e socioeconômicos, priorizados de acordo com as necessidades de cada caso. As espécies Ipomea cairica, Pyrostegia venusta, Hedera canariensis, Mikania glomerata, Baccharis trimera, Petunia integrifolia, Rhynchosia corylifolia, Acanthospermun australe, Sambucus australis, Ateleia glazioviana, Hibiscus rosasinensis e Lagerstroemia indica, pelas suas ocorrências, freqüências, formas e crescimentos, apresentaram potencial de uso no manejo biotécnico de taludes. Os taludes podem apresentar variações de fertilidade, temperatura e umidade em níveis capazes de comprometer o desenvolvimento da revegetação natural ou cultivada. A orientação geográfica do talude e a ocorrência de arborização podem influenciar significativamente estes fatores. Ateleia glazioveana, Baccharis trimera, Pyrostegia venusta e Cynodom plectostachyus, apresentaram características que as tornam aptas para o emprego no manejo biotécnico de taludes em latossolo. De acordo com as condições em que os estudos foram realizados, pode-se concluir que os resultados obtidos permitem confirmar a hipótese de que há espécies vegetais no sul do Brasil aptas para o manejo biotécnico e recuperação de áreas degradadas em taludes e que ainda não são convencionalmente utilizadas; para o cultivo de plantas em talude, recomenda-se o emprego de mudas, a fertilização do solo e o plantio nos períodos menos rigorosos, como práticas importantes para garantir boa sobrevivência, acelerar o crescimento vegetativo e otimizar os efeitos protetores, durante o período inicial de desenvolvimento. Sugerem-se maiores estudos sobre o manejo biotécnico destas espécies em taludes, principalmente quanto à eficiência dos diferentes métodos de propagação e das melhores formas de implantação e utilização.