The study of fine roots (FR) (roots < 2 mm in diameter) in the boreal forests has become a focus of many forest researchers in the past decade in an effort to better understand belowground processes and improve current carbon (C) models to better predict possible C sinks and sources. The objectives of this study were: 1) to determine the inter-annual variability in FR C production in relation to C cycling and other fluxes for four Saskatchewan boreal sites during a four year period, 2) to determine if minirhizotron (MR) estimates of root biomass were similar to root coring estimates, 3) to determine how root production, mortality, turnover, and longevity vary with root diameter class and soil depth, and 4) to determine if image collection orientation influenced estimates of FR biomass and production. Four Saskatchewan boreal sites including aspen (Populus tremuloides) (OA), black spruce (Picea mariana) (OBS), and two jack pine (Pinus banksiana) (mature OJP, young HJP94) stands were selected and MR were installed in July of 2002. Minirhizotron images were collected monthly from the end of May through September from 2003 to 2006. Total ecosystem C was estimated to be 47.5, 78.1, 163.1, and 450.5 Mg ha-1 for HJP94, OJP, OA, and OBS, respectively. The FR component of the ecosystem carbon storage ranged from 0.7 Mg ha-1 (1%) at HJP94 to 1.2 Mg ha-1 (< 1%) at OBS. Fine roots were found to contribute a very large portion of C production with estimates of 1.0, 0.6, 1.2, and 1.5 Mg ha-1 yr-1 accounting for 47, 27, 25, and 54% of total ecosystem C production at HJP94, OJP, OA, and OBS, respectively. In a one time comparison of MR and soil cores, FR biomass estimates were found to be similar at OJP, OA, and OBS, with MR estimates being significantly greater at HJP94. Approximately 85, 90, 96, and 96% of FR measured in this study were found to be less than 0.5 mm in diameter with median diameters of 0.250 ± 0.237, 0.225 ± 0.208, 0.175 ± 0.149 and 0.150 ± 0.149 (median ± SD) mm at HJP94, OJP, OA, and OBS, respectively. Fine root longevity was found to increase with increasing diameter and soil depth while turnover decreased. In many cases, it was found that even within a diameter interval of < 0.1 mm, differences in biomass, production, turnover, and longevity were detectable. This brings into question the use of the traditional 2 mm diameter class in FR studies. Fine root data, such as presented in this thesis, help to fill in some of the gaps in the knowledge base, enabling researchers to better understand the underground processes of the boreal forest and develop more complex and accurate C models.

The study of fine roots (FR) (roots < 2 mm in diameter) in the boreal forests has become a focus of many forest researchers in the past decade in an effort to better understand belowground processes and improve current carbon (C) models to better predict possible C sinks and sources. The objectives of this study were: 1) to determine the inter-annual variability in FR C production in relation to C cycling and other fluxes for four Saskatchewan boreal sites during a four year period, 2) to determine if minirhizotron (MR) estimates of root biomass were similar to root coring estimates, 3) to determine how root production, mortality, turnover, and longevity vary with root diameter class and soil depth, and 4) to determine if image collection orientation influenced estimates of FR biomass and production. Four Saskatchewan boreal sites including aspen (Populus tremuloides) (OA), black spruce (Picea mariana) (OBS), and two jack pine (Pinus banksiana) (mature OJP, young HJP94) stands were selected and MR were installed in July of 2002. Minirhizotron images were collected monthly from the end of May through September from 2003 to 2006. Total ecosystem C was estimated to be 47.5, 78.1, 163.1, and 450.5 Mg ha-1 for HJP94, OJP, OA, and OBS, respectively. The FR component of the ecosystem carbon storage ranged from 0.7 Mg ha-1 (1%) at HJP94 to 1.2 Mg ha-1 (< 1%) at OBS. Fine roots were found to contribute a very large portion of C production with estimates of 1.0, 0.6, 1.2, and 1.5 Mg ha-1 yr-1 accounting for 47, 27, 25, and 54% of total ecosystem C production at HJP94, OJP, OA, and OBS, respectively. In a one time comparison of MR and soil cores, FR biomass estimates were found to be similar at OJP, OA, and OBS, with MR estimates being significantly greater at HJP94. Approximately 85, 90, 96, and 96% of FR measured in this study were found to be less than 0.5 mm in diameter with median diameters of 0.250 ± 0.237, 0.225 ± 0.208, 0.175 ± 0.149 and 0.150 ± 0.149 (median ± SD) mm at HJP94, OJP, OA, and OBS, respectively. Fine root longevity was found to increase with increasing diameter and soil depth while turnover decreased. In many cases, it was found that even within a diameter interval of < 0.1 mm, differences in biomass, production, turnover, and longevity were detectable. This brings into question the use of the traditional 2 mm diameter class in FR studies. Fine root data, such as presented in this thesis, help to fill in some of the gaps in the knowledge base, enabling researchers to better understand the underground processes of the boreal forest and develop more complex and accurate C models.

O eucalipto apresenta bom crescimento em solos com alta acidez trocável e ativa, sendo a calagem uma prática realizada com o objetivo de fornecer Ca2+ e Mg2+. No entanto, o seu efeito fica restrito à camada superficial do solo devido à baixa solubilidade dos constituintes neutralizantes. A aplicação de gesso agrícola promove a movimentação de Ca2+ e SO4-2 no perfil do solo, possibilitando a melhora do subsolo para favorecer o crescimento radicular. A maioria das plantações de eucalipto no Brasil é estabelecida em solos de baixa fertilidade, verificando-se respostas significativas à fertilização com o fim de garantir a sustentabilidade da produção a longo prazo. O objetivo do presente estudo foi avaliar o crescimento da parte aérea e radicular do eucalipto em resposta à fontes e métodos de aplicação de cálcio em um Neossolo Quartzarênico. Para tal fim, foram mensurados: i) os teores de cálcio, magnésio e enxofre no solo e nas folhas; ii) a densidade de raiz fina (DRF) por biomassa ao longo do perfil e a umidade no solo, e; iii) o crescimento em altura e no diâmetro à altura do peito das árvores de Eucalyptus. A fertilização com calcário dolomítico e calcário calcinado em faixa promoveu aumento nos teores de Ca2+ e Mg2+ trocáveis no solo, especialmente nas camadas superficiais. Os teores foliares de Ca, Mg, K e S encontram-se na faixa adequada nas três datas de amostragem. O volume de tronco das árvores foi superior com a aplicação do calcário dolomítico em faixa comparativamente à aplicação de calcário dolomítico em área total ou incorporado. A mistura de calcário dolomítico com a maior dose de gesso aumentou os teores Ca2+ e Mg2+ trocáveis no solo nas camadas superficiais. A aplicação de gesso aumentou expressivamente os teores de SO42- abaixo dos 40 cm de profundidade. A DRF foi superior com a ausência da aplicação das fontes de cálcio. Com a aplicação de gesso agrícola misturado com calcário dolomítico se obteve um volume de madeira similar à aplicação de calcário dolomítico. / Eucalyptus plantations have a good development in soils with high exchangeable and active acidity, therefore, being the liming an activity done with the goal of providing Ca2+ and Mg 2+. However, its effect is restricted to the surface layer due to the low solubility of neutralizing constituents. The application of gypsum promotes the movement of Ca2+ and SO4-2 in the soil profile providing a more adequate root growth. Most eucalyptus plantations in Brazil were established in soils of low fertility, verifying significant responses to fertilization in order to ensure the sustainability of long-term production. The aim of this study was to evaluate the nutrition and aerial and root growth of eucalypts in response to different sources and methods of application of calcium in a Quartzipsamment. It was measured: i) calcium, magnesium and sulfur levels in soil and leaf; ii) Fine root density along the profile and soil moisture; iii) Growth in height and DBH of E. urophylla plantation. The fertilization with dolomitic and calcitic limestone in furrows promoted an increase in Ca2+ and Mg2+ levels in the soil, especially in surface layers. The Ca2+ and Mg2+ foliar levels found in the good range in three times. The volume of eucalypts was increased with dolomitic limestone in furrows comparatively broadcasted distribution and incorporation of dolomitic limestone. The mix of dolomitic limestone and the high gypsum level increases Ca2+ and Mg2+ levels in the soil in surface layers. Gypsum increases SO42- levels below 40 cm deep. The fine root density was higher without calcium fertilization. The volume wood with gypsum more dolomitic limestone applied was similar compared with dolomitic limestone applied.

O eucalipto apresenta bom crescimento em solos com alta acidez trocável e ativa, sendo a calagem uma prática realizada com o objetivo de fornecer Ca2+ e Mg2+. No entanto, o seu efeito fica restrito à camada superficial do solo devido à baixa solubilidade dos constituintes neutralizantes. A aplicação de gesso agrícola promove a movimentação de Ca2+ e SO4-2 no perfil do solo, possibilitando a melhora do subsolo para favorecer o crescimento radicular. A maioria das plantações de eucalipto no Brasil é estabelecida em solos de baixa fertilidade, verificando-se respostas significativas à fertilização com o fim de garantir a sustentabilidade da produção a longo prazo. O objetivo do presente estudo foi avaliar o crescimento da parte aérea e radicular do eucalipto em resposta à fontes e métodos de aplicação de cálcio em um Neossolo Quartzarênico. Para tal fim, foram mensurados: i) os teores de cálcio, magnésio e enxofre no solo e nas folhas; ii) a densidade de raiz fina (DRF) por biomassa ao longo do perfil e a umidade no solo, e; iii) o crescimento em altura e no diâmetro à altura do peito das árvores de Eucalyptus. A fertilização com calcário dolomítico e calcário calcinado em faixa promoveu aumento nos teores de Ca2+ e Mg2+ trocáveis no solo, especialmente nas camadas superficiais. Os teores foliares de Ca, Mg, K e S encontram-se na faixa adequada nas três datas de amostragem. O volume de tronco das árvores foi superior com a aplicação do calcário dolomítico em faixa comparativamente à aplicação de calcário dolomítico em área total ou incorporado. A mistura de calcário dolomítico com a maior dose de gesso aumentou os teores Ca2+ e Mg2+ trocáveis no solo nas camadas superficiais. A aplicação de gesso aumentou expressivamente os teores de SO42- abaixo dos 40 cm de profundidade. A DRF foi superior com a ausência da aplicação das fontes de cálcio. Com a aplicação de gesso agrícola misturado com calcário dolomítico se obteve um volume de madeira similar à aplicação de calcário dolomítico. / Eucalyptus plantations have a good development in soils with high exchangeable and active acidity, therefore, being the liming an activity done with the goal of providing Ca2+ and Mg 2+. However, its effect is restricted to the surface layer due to the low solubility of neutralizing constituents. The application of gypsum promotes the movement of Ca2+ and SO4-2 in the soil profile providing a more adequate root growth. Most eucalyptus plantations in Brazil were established in soils of low fertility, verifying significant responses to fertilization in order to ensure the sustainability of long-term production. The aim of this study was to evaluate the nutrition and aerial and root growth of eucalypts in response to different sources and methods of application of calcium in a Quartzipsamment. It was measured: i) calcium, magnesium and sulfur levels in soil and leaf; ii) Fine root density along the profile and soil moisture; iii) Growth in height and DBH of E. urophylla plantation. The fertilization with dolomitic and calcitic limestone in furrows promoted an increase in Ca2+ and Mg2+ levels in the soil, especially in surface layers. The Ca2+ and Mg2+ foliar levels found in the good range in three times. The volume of eucalypts was increased with dolomitic limestone in furrows comparatively broadcasted distribution and incorporation of dolomitic limestone. The mix of dolomitic limestone and the high gypsum level increases Ca2+ and Mg2+ levels in the soil in surface layers. Gypsum increases SO42- levels below 40 cm deep. The fine root density was higher without calcium fertilization. The volume wood with gypsum more dolomitic limestone applied was similar compared with dolomitic limestone applied.

O objetivo geral dessa tese foi compreender melhor o funcionamento das raízes finas (diâmetro <2 mm) de Eucalyptus. Mais especificamente, nosso trabalho teve como objetivo obter informações sobre as mudanças no padrão de absorção de nutriente pelas raízes finas em função da fertilização e profundidade do solo. Foi também, avaliar a dinâmica de crescimento das raízes finas em plantações mistas com uma espécie fixadora de nitrôgenio para testar a hípotese do gradiente de estresse. O capítulo 1 teve como objetivo estudar o efeito da fertilização mineral na especialização funcional das raízes finas de Eucalyptus grandis jovens em camadas profundas do solo (Itatinga-SP). Foram injetados macadores de NO3-15N, Rb+ (K+) e Sr2+ (Ca2+) simultaneamente em uma solução a 10, 50, 150 e 300 cm de profundidade. A determinação das concentrações foliares de Rb+, Sr2+ e a porcentagem de átomos de 15N permitiu estimar o potencial de absorção relativo (PAR) e o PAR específico, definido como PARE, obtido pela razão entre o PAR e a unidade de densidade do comprimento de raízes finas por camada de solo correspondente. O PAR de NO3-15N diminuiu rapidamente com a profundidade e os valores mais altos do PARE de NO3-15N foram encontrados a uma profundidade de 50 cm. O PARE de Rb+ e Sr2+ foi maior a 300 cm de profundidade em relação à camada superficial do solo, com um aumento do diâmetro da raiz e uma diminuição da densidade do tecido radicular com a profundidade. O PARE de Rb+ e Sr2+ a 300 cm de profundidade foi, em média, 88% maior para árvores fertilizadas quando comparado com as árvores não fertilizadas. Os resultados sugerem que a especialização funcional das raízes finas para a absorção de nutrientes é uma característica estável do eucalipto e que pode ser reforçada pela aplicação de fertilizantes. O capítulo 2 focou nos processos ecológicos entre Acacia mangium e Eucalyptus em um gradiente de estresse nutricional. Raízes finas foram amostradas aos 16 e 34 meses após o plantio em blocos casualisados com dois tratamentos: uma mistura com 50% de cada espécie (50A:50E) com e sem fertilização. Durante este período, dois tubos de minirhizotron, perto de eucalipto e acacia, em cada tratamento e bloco, foram utilizados para monitorar o crescimento e o tempo de vida das raízes finas. Aos 16 e 34 meses após o plantio, a DRF de Eucalyptus foi maior em relação à Acacia e maior em F+ do que em F- na camada superior do solo. Este resultado mostrou que, provavelmente, há uma maior competição das raízes de eucalipto nas raízes de acacia em F+ do que em F-. Na camada superficial, a DRF de Eucalyptus em F- foi maior aos 34 meses e perto de árvores de Acacia comparado aos eucaliptos, o que seria consistente com uma maior facilitação de N da Acacia para os Eucalyptus em ambiente com maior deficiência de N (hipótese de gradiente de estresse). A mesma concentração de N nas folhas de Eucalyptus em F + e F- também está de acordo com essa hipótese. A produção de raízes finas de eucalipto entre as duas datas de amostragem foi maior em F- que em F+ em paralelo ao aumento de DRF de eucaliptos perto das acacias. Não foi possível estimar o tempo de vida da raiz, pois não houve mortalidade radicular durante o período de estudo para ambas as espécies. Futuros estudos poderiam ser realizados para uma melhor compreensão dos mecanismos de captação de nutrientes pelas árvores visando um manejo mais sustentável das plantações florestais. / The main objective of this thesis was to better understand the functioning of Eucalyptus fine roots (diameter < 2 mm). More specifically, our work aimed at getting insights into the changes in fines roots nutrient uptake changes depending on soil depth and fertilization. Root growth dynamics was also evaluated in mixed plantations with a nitrogen fixing species to test the stress gradient hypothesis. The first chapter aimed at studying the effect of fertilization on the functional specialization of young Eucalyptus fine roots in deep soil layers (Itatinga-SP). We injected NO3-15N, Rb+ (K+) and Sr2+ (Ca2+) tracers simultaneously in a solution at 10, 50, 150 and 300 cm in depth. Determination of foliar Rb+, Sr2+ concentrations and 15N atom % made it possible to estimate the relative uptake potential (RUP), and the Specific RUP, defined as SRUP, per unit of fine root length density in the corresponding soil layer. The RUPs of NO3-15N decreased sharply with depth and the highest values of the SRUPs of NO3-15N were found at a depth of 50 cm. The SRUP of Rb+ and Sr2+ were higher at 300 cm in depth than in the topsoil with an increase in root diameter and a decrease in root tissue density with depth. The SRUP of Rb+ and Sr2+ at a depth of 300 cm was on average 88% higher for fertilized trees than for unfertilized trees. The results suggest that functional specialization of fine roots for nutrient uptake is a stable characteristic of Eucalyptus that can be enhanced by fertilization application. Chapter 2 focused on the ecological processes between Acacia mangium and Eucalyptus under a gradient of nutrient stress. Fine roots were sampled at 16 and 34 months after planting in a randomized block design with two treatments: a mixture with 50% of each species (50A:50E), with and without fertilization. For each treatment, soil samples were collected in 3 blocks at 0-15; 15-30; 30-50 and 50-100 cm at various distances of Eucalyptus and Acacia trees. During this period, two tubes of minirhizotron near eucalypt and Acacia trees in each treatment and block were used to monitoring fine roots growth and turnover. At 16 and 34 months after planting, fine root mass density (RMD) of Eucalyptus was 30% higher than of Acacia and higher in F+ than in F- in the top soil layer (0-15 cm). This result likely showed higher competition of eucalypt roots on Acacia roots in F+ than in F-. In the superficial layer, RMD of Eucalyptus in F- were higher at 34 months near Acacia trees than Eucalyptus trees, that would be consistent with greater N facilitation of Acacia on Eucalyptus in higher N-deficient environment (stress gradient hypothesis). The same N concentration in Eucalyptus leaves in both F+ and F- was also consistent with this hypothesis. Production of Eucalyptus fine roots between the two sampling dates was higher in F- than in F+ in parallel to the increase of RMD of Eucalyptus near Acacia trees. It was not possible to estimate root life span as no root mortality occurred during the study period for both species. Furthers studies should be conducted to better understand the mechanisms of tree nutrient uptake promoting a better sustainable management of forest plantations.

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The root systems of five tree species (Populus deltoides × nigra clone DN-177, Juglans nigra, Quercus rubra, Picea abies, and Thuja occidentalis) are described following non-intrusive imaging using ground penetrating radar (GPR). This research aimed to 1) assess the utility of GPR for in situ root studies and 2) employ GPR to estimate tree root biomass and distribution in an agroforestry system in southern Ontario, Canada. The mean coarse root biomass estimated from GPR analysis was 54.1 ± 8.7 kg tree-1 (± S.E.; n=12), within 1 % of the mean coarse root biomass measured from matched excavations. The vertical distribution of detected roots varied among species, with T. occidentalis and P. abies roots concentrated in the top 20 cm and J. nigra and Q. rubra roots distinctly deeper. I evaluate these root systems based on their C storage potential and complementary root stratification with adjacent crops.

The root systems of five tree species (Populus deltoides × nigra clone DN-177, Juglans nigra, Quercus rubra, Picea abies, and Thuja occidentalis) are described following non-intrusive imaging using ground penetrating radar (GPR). This research aimed to 1) assess the utility of GPR for in situ root studies and 2) employ GPR to estimate tree root biomass and distribution in an agroforestry system in southern Ontario, Canada. The mean coarse root biomass estimated from GPR analysis was 54.1 ± 8.7 kg tree-1 (± S.E.; n=12), within 1 % of the mean coarse root biomass measured from matched excavations. The vertical distribution of detected roots varied among species, with T. occidentalis and P. abies roots concentrated in the top 20 cm and J. nigra and Q. rubra roots distinctly deeper. I evaluate these root systems based on their C storage potential and complementary root stratification with adjacent crops.

O objetivo geral dessa tese foi compreender melhor o funcionamento das raízes finas (diâmetro <2 mm) de Eucalyptus. Mais especificamente, nosso trabalho teve como objetivo obter informações sobre as mudanças no padrão de absorção de nutriente pelas raízes finas em função da fertilização e profundidade do solo. Foi também, avaliar a dinâmica de crescimento das raízes finas em plantações mistas com uma espécie fixadora de nitrôgenio para testar a hípotese do gradiente de estresse. O capítulo 1 teve como objetivo estudar o efeito da fertilização mineral na especialização funcional das raízes finas de Eucalyptus grandis jovens em camadas profundas do solo (Itatinga-SP). Foram injetados macadores de NO3-15N, Rb+ (K+) e Sr2+ (Ca2+) simultaneamente em uma solução a 10, 50, 150 e 300 cm de profundidade. A determinação das concentrações foliares de Rb+, Sr2+ e a porcentagem de átomos de 15N permitiu estimar o potencial de absorção relativo (PAR) e o PAR específico, definido como PARE, obtido pela razão entre o PAR e a unidade de densidade do comprimento de raízes finas por camada de solo correspondente. O PAR de NO3-15N diminuiu rapidamente com a profundidade e os valores mais altos do PARE de NO3-15N foram encontrados a uma profundidade de 50 cm. O PARE de Rb+ e Sr2+ foi maior a 300 cm de profundidade em relação à camada superficial do solo, com um aumento do diâmetro da raiz e uma diminuição da densidade do tecido radicular com a profundidade. O PARE de Rb+ e Sr2+ a 300 cm de profundidade foi, em média, 88% maior para árvores fertilizadas quando comparado com as árvores não fertilizadas. Os resultados sugerem que a especialização funcional das raízes finas para a absorção de nutrientes é uma característica estável do eucalipto e que pode ser reforçada pela aplicação de fertilizantes. O capítulo 2 focou nos processos ecológicos entre Acacia mangium e Eucalyptus em um gradiente de estresse nutricional. Raízes finas foram amostradas aos 16 e 34 meses após o plantio em blocos casualisados com dois tratamentos: uma mistura com 50% de cada espécie (50A:50E) com e sem fertilização. Durante este período, dois tubos de minirhizotron, perto de eucalipto e acacia, em cada tratamento e bloco, foram utilizados para monitorar o crescimento e o tempo de vida das raízes finas. Aos 16 e 34 meses após o plantio, a DRF de Eucalyptus foi maior em relação à Acacia e maior em F+ do que em F- na camada superior do solo. Este resultado mostrou que, provavelmente, há uma maior competição das raízes de eucalipto nas raízes de acacia em F+ do que em F-. Na camada superficial, a DRF de Eucalyptus em F- foi maior aos 34 meses e perto de árvores de Acacia comparado aos eucaliptos, o que seria consistente com uma maior facilitação de N da Acacia para os Eucalyptus em ambiente com maior deficiência de N (hipótese de gradiente de estresse). A mesma concentração de N nas folhas de Eucalyptus em F + e F- também está de acordo com essa hipótese. A produção de raízes finas de eucalipto entre as duas datas de amostragem foi maior em F- que em F+ em paralelo ao aumento de DRF de eucaliptos perto das acacias. Não foi possível estimar o tempo de vida da raiz, pois não houve mortalidade radicular durante o período de estudo para ambas as espécies. Futuros estudos poderiam ser realizados para uma melhor compreensão dos mecanismos de captação de nutrientes pelas árvores visando um manejo mais sustentável das plantações florestais. / The main objective of this thesis was to better understand the functioning of Eucalyptus fine roots (diameter < 2 mm). More specifically, our work aimed at getting insights into the changes in fines roots nutrient uptake changes depending on soil depth and fertilization. Root growth dynamics was also evaluated in mixed plantations with a nitrogen fixing species to test the stress gradient hypothesis. The first chapter aimed at studying the effect of fertilization on the functional specialization of young Eucalyptus fine roots in deep soil layers (Itatinga-SP). We injected NO3-15N, Rb+ (K+) and Sr2+ (Ca2+) tracers simultaneously in a solution at 10, 50, 150 and 300 cm in depth. Determination of foliar Rb+, Sr2+ concentrations and 15N atom % made it possible to estimate the relative uptake potential (RUP), and the Specific RUP, defined as SRUP, per unit of fine root length density in the corresponding soil layer. The RUPs of NO3-15N decreased sharply with depth and the highest values of the SRUPs of NO3-15N were found at a depth of 50 cm. The SRUP of Rb+ and Sr2+ were higher at 300 cm in depth than in the topsoil with an increase in root diameter and a decrease in root tissue density with depth. The SRUP of Rb+ and Sr2+ at a depth of 300 cm was on average 88% higher for fertilized trees than for unfertilized trees. The results suggest that functional specialization of fine roots for nutrient uptake is a stable characteristic of Eucalyptus that can be enhanced by fertilization application. Chapter 2 focused on the ecological processes between Acacia mangium and Eucalyptus under a gradient of nutrient stress. Fine roots were sampled at 16 and 34 months after planting in a randomized block design with two treatments: a mixture with 50% of each species (50A:50E), with and without fertilization. For each treatment, soil samples were collected in 3 blocks at 0-15; 15-30; 30-50 and 50-100 cm at various distances of Eucalyptus and Acacia trees. During this period, two tubes of minirhizotron near eucalypt and Acacia trees in each treatment and block were used to monitoring fine roots growth and turnover. At 16 and 34 months after planting, fine root mass density (RMD) of Eucalyptus was 30% higher than of Acacia and higher in F+ than in F- in the top soil layer (0-15 cm). This result likely showed higher competition of eucalypt roots on Acacia roots in F+ than in F-. In the superficial layer, RMD of Eucalyptus in F- were higher at 34 months near Acacia trees than Eucalyptus trees, that would be consistent with greater N facilitation of Acacia on Eucalyptus in higher N-deficient environment (stress gradient hypothesis). The same N concentration in Eucalyptus leaves in both F+ and F- was also consistent with this hypothesis. Production of Eucalyptus fine roots between the two sampling dates was higher in F- than in F+ in parallel to the increase of RMD of Eucalyptus near Acacia trees. It was not possible to estimate root life span as no root mortality occurred during the study period for both species. Furthers studies should be conducted to better understand the mechanisms of tree nutrient uptake promoting a better sustainable management of forest plantations.

Orientador: Jean-Paul Laclau / Resumo: As mudanças climáticas têm causado alterações na temperatura e também nos regimes de precipitação do planeta, aumentando a probabilidade de ocorrência de secas mais severas, o que, no cenário florestal, pode resultar na mortalidade de florestas ao redor do mundo. Assim, é necessário um conhecimento mais detalhado sobre a dinâmica de absorção de água e nitratos pelas raízes das árvores, que explique o comportamento das árvores sob extrema seca. O objetivo do estudo foi avaliar a distância máxima do tronco e a profundidade máxima de absorção de nutrientes e água pelas raízes das árvores em florestas crescendo sobre Neossolos Quartzarênicos muito profundos, utilizando o 15N como marcador. As consequências do status social das árvores, comparando árvores dominantes e dominadas do mesmo genótipo numa floresta monoclonal foram estudadas em plantios de um clone híbrido de Eucalyptus urophylla x Eucalyptus grandis durante a estação seca. Os efeitos da sazonalidade (comparando as estações seca e chuvosa) foram estudados em três espécies do Cerrado: i) Xylopia aromatica (Lam.) Mart.; ii) Coussarea hydrangeifolia (Benth.) Müll.Arg.; and iii) Miconia albicans (Sw.) Steud. Além disso, foi avaliada a existência de uma complementaridade de nicho no solo entre essas espécies do Cerrado, com uma absorção do marcador em camadas diferentes. O marcador NO3--15N foi aplicado em talhões de eucalipto com 7 meses, 1,2 anos, 2,2 anos e 6,4 anos de idade, a várias profundidades do solo em 60 pontos, s... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Doutor