Orientador : Dr. Gustavo Ribas Curcio / Coorientadores : Dr. Alexandre Uhlmann; Drª. Annete Bonnet / Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Florestal. Defesa: Curitiba, 23/02/2017 / Inclui referências : f. 91-109 / Resumo: O presente estudo teve como objetivo analisar a variação estrutural das sinúsias epifítica e arbórea ao longo de um gradiente altitudinal no Morro do Baú, Ilhota, SC, buscando correlações com as variações pedológicas (árvores) e atributos dos forófitos (epífitos). Instalamos 150 parcelas (100 m2) distribuídas equitativamente nas altitudes de 340 m (Área 1), 540 m (Área 2) e em 810 m s.n.m. (Área 3). Coletamos dados para cálculos fitossociológicos dos espécimes arbóreos com PAP ? 15 cm. Coletamos dados de solos em 28 parcelas (10 na Área 1, 10 na Área 2 e oito na Área 3). Abrimos dois perfis por patamar altimétrico, um em cada parcela, e coletamos amostras complementares de solos nas demais parcelas. Selecionamos 30 forófitos distribuídos equitativamente nos três pisos altitudinais para amostrar a sinúsia epifítica. Registramos, em cada forófito, todas as espécies epifíticas, bem como algumas características dos forófitos. Construímos modelos de regressão múltipla utilizando a estrutura das duas sinúsias (eixos da NMDS) e, no caso da epifítica, também a riqueza, como variáveis resposta. Utilizamos os atributos pedológicos como variáveis preditoras da estrutura da sinúsia fanerofítica e os dados dos forófitos para a sinúsia epifítica. Adicionamos MEMs (Moran Eigenvector Maps) aos modelos a fim de isolar o efeito da dependência espacial e testamos as suas premissas. Dentre as árvores, amostramos 3.470 indivíduos, pertencentes a 183 espécies. A riqueza decresceu conforme o aumento da altitude, tendo sido registradas 125, 103 e 47 espécies, respectivamente, nas Áreas 1, 2 e 3. Apenas nove espécies foram comuns às três Áreas. Detectamos uma forte diferença na composição da flora entre os extremos do gradiente explicados pela DCA e pela NMDS. Identificamos forte contraste também nos solos, havendo nas Áreas 1 e 2 Cambissolo Háplico e na Área 3 Espodossolo Humilúvico. Os melhores preditores da estrutura da sinúsia fanerofítica dentre os descritores pedológicos foram pH e carbono, além de dois MEMs. Dentre os epífitos, registramos 168 espécies, sendo 126 na Área 1, 120 na Área 2 e 57 na Área 3, sendo esta última Área significativamente distinta das demais. Os modelos de regressão apontaram altura do fuste e altura da copa relacionados com a riqueza e estrutura epifítica, embora também a idade da árvore figure como preditor no modelo de estrutura. Quando analisadas apenas as Áreas 1 e 2, a riqueza se relacionou com a idade dos forófitos. A seleção dos descritores pH e carbono não devem ter relação causal com a variação da vegetação arbórea e a natureza abrupta da variação deve estar relacionada com a atuação conjunta de fatores como altitude, clima, geologia e geomorfologia que afetam simultaneamente a vegetação e a formação dos solos. Dentre os preditores da riqueza e estrutura da sinúsia epifítica, além da seleção daqueles associados ao tamanho do forófito, a idade do forófito parece ser um atributo muito importante, mas pouco discutido na literatura. Palavras-chave: Gradientes altimétricos. Morro testemunho. Vale do Itajaí. Idade do forófito. / Abstract: Environmental gradients and their influence on the variation of the vegetation structure in "Morro do Baú" Botanical Park - SC. This study aims to analyze the structural variation from epiphytic and arboreal sinusiae along an altitudinal gradient in Morro do Baú, Ilhota municipality (Santa Catarina state, Southern Brazil), looking for correlations with the pedological variations (trees) and phorophytes attributes (epiphytes). We installed 150 plots (100 m2) evenly distributed in altitudes of 340 m (Area 1), 540 m (Area 2) and 810 m (Area 3). We collected data for phytosociological description from arboreal species with DBH ? 15 cm. We collected soil samples only in 28 plots (10 in Area 1, 10 in Area 2 and eight in Area 3). We digged two trenches for soil profiles description per altimetric level and collected additional soil samples in remaining 22 plots. We selected 30 phorophytes evenly distributed in the three altitudinal levels to sample the epiphytic sinusiae. We registered, in each phorophyte, all the epiphytic species, as well as some characteristics from the phorophytes. We constructed multiple regression models using the structure from the two sinusiae (NMDS axes) and also the richness (in the case of the epiphytes) as response variables. We used the pedological attributes as predictors variables of arboreal sinusiae structure and the phorophytes descriptors for the epiphytic sinusiae. We added MEMs (Moran's Eigenvector Maps) to the models to isolate the effect of spatial dependence and, finally, tested the premises of the model. Among the trees, we sampled 3.470 individuals, belonging to 183 species. The richness decreased as the altitude increased, registering 125, 103 and 47 species in Areas 1, 2 and 3, respectively. Only nine species are shared between the three Areas. We detected a strong difference in flora composition between the two extremes of the gradients as defined by the DCA and NMDS. We also identified a strong contrast in soils characteristics predominating Inceptisols in Area 1 and 2, and Histosols in Area 3. The best structure's predictors from fanerophytic sinusiae were pH and carbon, plus two MEMs. Among the epiphytes, we registered 168 species: 126 in Area 1, 120 in Area 2 and, 57 in Area 3, being the last one significantly different from others. The regression models showed that trunk height and crown height are related to richness and epiphytic structure, although age of the tree also figures as predictor in the structure model. When we analyze only Areas 1 and 2, richness was related with forophytes' age. The selected soil descriptors (pH and carbon) should have no causal relation with the arboreal vegetation's variation and the abrupt nature of the variation should be related to the joint action of factors as altitude, climate, geology and geomorphology which affect simultaneously vegetation and soils formation. Among the predictors of richness and epiphytic sinusiae structure, besides the selection of the ones associated to the phorophyte's size, phorophyte's age seems to be a very important attribute, but little discussed in literature. Key-words: Altimetric gradients. Relictual hill. Itajaí Valley. Phorophyte's age.

Título original: Avaliação dos impactos do aumento de CO2 atmosférico sobre atributos funcionais de plantas associadas à produtividade primária: um novo paradigma de modelagem / Orientador: David Montenegro Lapola / Coorientador: Tomas Ferreira Domingues / Banca: Gilvan Sampaio de Oliveira / Banca: Thiago Sanna Freire Silva / Resumo: A importância das florestas tropicais para o ciclo de carbono global e a incerteza de suas respostas a novas condições ambientais evidenciam a necessidade de aprofundar o conhecimento acerca de como as mudanças climáticas repercutirão nas dinâmicas florestais e nos processos fisiológicos associados. Essa dissertação, vinculada ao experimento AmazonFACE, objetiva avaliar como o incremento de CO2 atmosférico poderia repercutir na produtividade e eficiência no uso da água da Floresta Amazônica; se atributos funcionais envolvidos nesses processos (vcmax e g1) seriam modificados; e se ocorreriam mudanças na configuração funcional modelada da região. Para melhor caracterizar a diversidade funcional e as diferentes estratégias de sobrevivência adotadas pelas plantas em um ecossistema hiperdiverso, desenvolveu-se o CAETÊ (Carbon and Ecosystem Functional-Trait Evaluation Model) que, diferentemente dos modelos baseados em tipos funcionais, não parametriza a priori as possíveis combinações de atributos funcionais e simula um número superior de estratégicas de vida (PLS), sendo essas amostradas semi-aleatoriamente pelo modelo. Ao avaliar a performance do CAETÊ, verificou-se que a consideração de um número elevado de PLS - em vez de uma abordagem baseada em poucos tipos funcionais - simula maiores taxas de produtividade e condutância estomática; e que esse aumento tende à estabilização, com o aumento de estratégias consideradas. A aplicação do modelo foi feita utilizando a concentração de... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The importance of tropical forests in the global carbon cycle and the uncertainty of the forest's responses to new environmental conditions evidence the necessity of deepening our knowledge about how climate changes affect forest dynamics and the associated physiological processes. This dissertation, linked to the AmazonFACE experiment, aims to evaluate how increasing atmospheric levels of CO2 could influence primary productivity and water use efficiency of the Amazon Forest; if functional traits involved in such processes (vcmax e g1) would be modified; and if changes would occur in the region's modeled functional configuration. Aiming for a better characterization of the functional diversity and the different survival strategies adopted by plants in a hyperdiverse ecosystem, we developed the CAETÊ (Carbon and Ecosystem Functional-Trait Evaluation Model) which, unlike models based on functional types, does not perform a priori parameterization of the possible combinations of functional traits and simulates a superior amount of life strategies (PLS), that are semi-randomly sampled by the model. When evaluating CAETÊ's performance, we verified that the consideration high number of PLS - instead of a framework based in few functional types - simulates higher amounts of productivity and stomatal conductance; and that such increase tends to stabilization when more strategies are considered. The model was applied using the CO2 concentration to be used in AmazonFACE - 600ppm. Simul... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Tese (doutorado) - Universidade Federal do Parana, Setor de Ciencias Agrarias / Made available in DSpace on 2012-10-16T06:52:09Z (GMT). No. of bitstreams: 0

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2017-05-26T13:39:41Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1008156 bytes, checksum: 5165b57ff014e04764014933a2ed36d5 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-26T13:39:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1008156 bytes, checksum: 5165b57ff014e04764014933a2ed36d5 (MD5) Previous issue date: 2016-06-10 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O crescente cultivo de florestas plantadas de eucalipto no bioma Cerrado brasileiro, segundo maior bioma do país, e a atual preocupação com as mudanças climáticas, motivaram o atual estudo. A tese foi dividida em quatro capítulos que englobam as fases de pré corte ao pós plantio do eucalipto, fase do ciclo da cultura onde as maiores interferências físico-químicas do solo ocorrem. No primeiro capítulo foram avaliados o impacto de diferentes métodos de colheita e preparo do solo para o plantio de povoamentos de eucalipto no carbono orgânico do solo (COS) por meio dos fluxos de gases de efeito estufa (GEEs).Foi avaliada a emissão dos GEEs de solos de talhão submetido a dois métodos de colheita, Feller + Skidder (F+S) e Harvester + Forwarder (H+F), antes e após a colheita, e antes e após o preparo do solo (subsolagem) em cada método de colheita. O solo sob eucalipto colhido pelo método F+S proporciona os maiores fluxos de CO2 para atmosfera quando comparado ao H+F, devido ao distúrbio causado à superfície do solo e as cepas do eucalipto, principalmente após a subsolagem, em que se expõe o COS anteriormente protegido. Os solos sob plantio de eucalipto estudado atuam como drenos de CH4 e esses influxos não são afetados pelos sistemas de colheita, preparo do solo e manejo dos resíduos. Não foi observado emissões líquidas de N2O do solo, porém não há também indícios de sequestro desse gás. No segundo capítulo avaliou-se o efeito de diferentes fontes nitrogenadas nas emissões de N2O e CO2 em solos cultivados com eucalipto em três regiões do Brasil. As avaliações de N2O e CO2 foram realizadas em câmaras estáticas instaladas no solo sob povoamentos de eucalipto nas regiões de Monte Carmelo - MG, São Gabriel - RS e em Três Lagoas - MS. Os fluxos de N2O do solo sob povoamentos de eucalipto são baixos, mesmo sob condições favoráveis de umidade e aplicação de fertilizantes nitrogenados. Os solos sob povoamentos de eucalipto nas três regiões proporcionam emissões médias de 1,92 kg ha-1 ano-1 de N2O e de 553,53 kg ha-1 ano-1 de CO2. Os fluxos de CO2 do solo se dão nos primeiros dias após a fertilização nitrogenada do solo. No terceiro capítulo estimou-se o aporte de C ao solo via raízes finas do eucalipto manejado sob talhadia (condução) e alto fuste (reforma). Aparatos metálicos preenchidos com o solo de pastagem (C4) foram instalados no solo sob eucalipto com o propósito de avaliar a substituição da MOS por meio da alteração da razão isotópica do C. As coletas dos aparatos foram ao longo do tempo. O eucalipto manejado sob reforma proporcionou maiores incrementos de raízes finas ao solo, porém o manejado sob condução apresentou maior taxa de renovação e aporte de C ao solo. As raízes finas do eucalipto contribuíram ao ano com 17 e 13 % do C total do solo ao final de um ano. A taxa de recuperação do C aportado pelas raízes finas do eucalipto pelo solo foi de 42,5 e 28 %, respectivamente, para o manejo de condução e reforma. No último capítulo avaliou-se a dinâmica do carbono orgânico do solo e os fluxos de gases em povoamentos de eucalipto prestes a serem colhidos após serem cultivados com diferente adubação e irrigação. Amostras de solo e de gases foram coletadas em povoamentos de eucaliptos cultivados sem e com irrigação (em área total), e com diferentes adubações (comercial da empresa e potencial). O cultivo do eucalipto prestes a ser colhido apresentou potencial em acumular C-total, atuar como dreno de CO2 e CH4 atmosférico, além de recuperar a qualidade do solo, quando se avalia o perfil do solo como um todo, comparado ao cerrado nativo. / The increasing short-rotation eucalyptus cultivation in the Brazilian Cerrado biome, the second largest biome in the country, and the current concern about climate change motivated the current study. This thesis is divided into four chapters that cover the stages of pre-cut to after planting eucalyptus phase when the largest physico-chemical interference on soil occur. In the first chapter we evaluated the impact of different methods of harvesting and soil preparation for planting of eucalyptus on soil organic carbon (SOC) by measuring greenhouse gas fluxes (GHGs). The emissions of GHGs under two harvesting methods Feller + Skidder (F+S) and Harvester + Forwarder (H+F) was evaluated, before and after harvesting, and before and after site preparationfor new planting (subsoiling). The soil under eucalyptus harvested with the F+S methodled to the highest CO2 fluxes into the atmosphere as compared to the H+F module as result of greater disturbance caused to the soil surface, especially after the subsoiling, which exposes the previously protected COS. The soils under eucalyptus plantation were found to act as CH4 drains and these influxes are not affected by the wood harvesting systems, soil preparation and waste/residue management. There was no net emission of N2O soil, but there was also no evidence for net N2O gas sequestration by the soil. In the second chapter we evaluated the effect of different nitrogen sources on emissions of N2O and CO2 in soils cultivated with eucalyptus in three distinct regions in Brazil. Evaluations of N2O and CO2 were performed using static chamber installed on the soil surface under eucalyptus plantations in the regions of Monte Carmelo - MG, São Gabriel - RS and Três Lagoas - MS. The N2O fluxes of soil under eucalyptus plantations are low, even under favorable conditions of moisture and application of nitrogenous fertilizers. Emissions of N2O and CO2.by soils under eucalyptus plantations in the three regions averaged 1.92 kg ha-1 yr-1and 553.53 kg ha-1 yr-1, respectively. Most soil CO2 effluxes occured in the first days after nitrogen fertilization of the soil. In the third chapter we studied the contribution to SOC by fine roots of eucalyptus managed under coppicingor new planting. Screened stainless steel cores filled with pasture soil (most C-C4-derived C) were installed in the top soil under eucalyptusin order to assess fine root growth and turnover as well as their contribution to SOC by tracking down the changes in the 13 C natural abundance. We buried the root ingrowth cores and then sampled them over distinct time periods. Eucalyptus managed under new plantinghas greater fine roots growth, while that managed under coppicing showed a higher turnover rate and C input to soil. Fine eucalyptus roots contributed with 17 and 13% of the total soil C at the end of the first year. Therecovery rate of C contributed by the fine roots of eucalyptus to the soil was 42.5 and 28%, respectively, for stands managed under coppicing and new planting. In the last chapter we evaluated the contents of soil organic carbon fractions and gas fluxes in a eucalypt plantation at pre-harvest time as affected by fertilization and irrigation treatments. Soil samples and soil surface gas flux were collected in stands of eucalyptus grown under rainfed or irrigated conditions, either with a conventional standard fertilization or an alternative (higher potential yield) fertilization. Eucalyptus stands at pre-harvest age (7- yr old) have the potential to accumulate more SOC, and also act as net drains for atmospheric CO2 and CH4. They improve soil quality when evaluating the C accumulation and distribution in the soil profile as a whole, as compared to the soil under the native Cerrado vegetation.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2017-05-30T14:01:02Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1950608 bytes, checksum: 86ce9edf2ae6c14704b23eea6f458809 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-30T14:01:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1950608 bytes, checksum: 86ce9edf2ae6c14704b23eea6f458809 (MD5) Previous issue date: 2016-01-26 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Os fatores que regulam a dinâmica do Carbono (C) e Nitrogênio (N) do solo na rizosfera são ainda pouco compreendidos. A mineralização de C na rizosfera pode ser fortemente influenciada pelo estado nutricional da planta, a concentração de CO2 na atmosfera e a temperatura do ambiente, entre outros. Em este estudo, avaliamos o status nutricional de N em plantas de Eucalyptus spp. e sua influência na dinâmica do C e do N n a rizosfera. Realizamos um experimento usando um rhizobox dividido em dois compartimentos. No compartimento de cima plantas foram cultivadas e areia lavada e supridas com uma solução nutritiva contendo todos o nutrientes e a mesma solução porém sem N . No compartimento inferior o contato das raízes com o solo foi limitado usando uma membrana de nylon com abertura de 5 μm. Observamos uma maior razão raiz:parte aérea e maiores concentrações de CO2 no solo das plantas com deficiência de N. As raízes das plantas deficientes em N, apresentaram maiores concentrações em relação as plantas não deficientes em N, de citrato e tallose, e menores concentrações de sucrose e aminoácidos. A análise de C e N da fração de matéria orgânica ligada aos minerais , junto com os dados obtidos pela termoquimolise indicam um aumento na mineralização de C e uma modificação na dinâmica do N. Devido a impossibilidade de contato físico direto com o solo, pela presença da membrana de nylon, a única forma de modificar o solo seria então pela exsudação de compostos pelas raízes. O contrastante conteúdo de aminoácidos e açúcares na raiz, junto com os dados do extrato da solução do solo e de mineralização de C, indica que a composição destes exsudatos diferiu em razão da deficiência de N. Enquanto as plantas deficientes em N exsudaram mais ácidos orgânicos, as plantas com ótimo status nutricional foram capazes de exsudar compostos energeticamente ricos. Os dados de δ13C da matéria orgânica ligada aos minerais indica que as plantas deficientes em N afetaram um maior volume de solo que as plantas supridas de N. Tudo isto mostra que, diferentes mecanismos de efeito priming foram dominantes, dependendo do status nutricional da planta. Em plantas deficiente de N, a mineralização de C no solo foi dominada pelo mecanismo chamado de “mineração de N”, enquanto no solo das plantas supridas de N o mecanismo dominante foi a “estequiometria microbiana”. Este trabalho demostra pela primeira vez, ao nosso saber, a atuação de diferentes mecanismos de efeito priming n a mesma planta, sobre diferente status de N . Assim ressaltando, a importância do manejo de nutrientes na dinâmica do C da rizosfera. / The factors that regulate the dynamics of soil Carbon (C) and Nitrogen (N) in the rhizosphere are still poorl y understood. The soil C mineralization in the rhizosphere ca n be heavil y influenced by plant’s nutritional status, atmospheric CO2 concentration and temperature, among others. In this study, we assess the influence of Eucalyptus spp. N status on the C and N dynamics in the rhizosphere. We performed an experiment us ing two compartment rhizobox. In the upper compartment, plants were cultivated in washed sand and supplied with a solution containing all nutrients or all nutrients but N. The lower compartment limited the contact of the roots with the soil using a 5 μm mesh nylon membrane. We observed a higher root-shoot ratio for the N deficient plants and an increase in its soil CO2 concentration. The roots of the –N planted treatment had higher concentrations of citrate and tallose and lower concentration of sucrose and aminoacids, when compared to the +N planted treatment. The C and N anal ysis of the mineral associated organic matter fraction, together with the thermochemol ysis data showed an increase in C mineralization in both planted treatments and changes in N dynamics. As the roots had no physical contact with the soil due to the nylon membrane, the changes in the soil must have been consequence of root exudation. The contrasting sugar and aminoacid root content, together with the citrate concentration in soil solut ion extract and the C mineralization data, indicate that exudate composition changed due to the plants N status. The data indicates that the plants in the –N treatment exudated more organic acids than the plants of the +N treatment. Still the exudate comp osition of the plants with the +N treatment may had a higher energetic content and thus affected differentl y the soil microbial communities. The δ13C data indicate that the N deficient plants affected a higher volume of soil than the plants of the +N treatment. All this together shows different priming mechanisms were dominant due to the plants N status. As the plants were N deficient, the mineralization of soil C was driven by the “N-mining” mechanism while in the soil of the +N planted treatment the dominant mechanism was “microbial stoichiometry”. This work demonstrates, to our knowledge, by the first time using the same plants, different priming mechanisms due to the plants N status. Thus highlighting, the importance of plants nutrient management in the rhizosphere C dynamics.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2017-08-16T16:00:11Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2193125 bytes, checksum: addb63c9a423b7e9fb28376cdaf560ef (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-16T16:00:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2193125 bytes, checksum: addb63c9a423b7e9fb28376cdaf560ef (MD5) Previous issue date: 2017-01-26 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O Brasil é um dos maiores produtores mundiais de madeira e plantações de eucalipto são responsáveis por boa parte do suprimento dos produtos madeireiros no país. Além disso, essas plantações desempenham papel importante na mitigação do aumento dos gases de efeito estufa na atmosfera. No período compreendido entre a colheita de um ciclo e o estabelecimento de uma nova rotação, ou seja, os seus primeiros dois ou três anos, se concentra a maior parte das operações florestais, que podem definir o sucesso do povoamento e ao mesmo tempo causar impactos negativos em propriedades físicas e orgânicas do solo. Esta tese, dividida em três capítulos, teve como objetivo avaliar o impacto dessas operações sobre a dinâmica das florestas de eucalipto e propriedades do solo. No primeiro capítulo foi abordado como o manejo dos resíduos da colheita do eucalipto pode alterar a sua decomposição e a dinâmica de duas frações (Matéria Orgânica Particulada – MOP e Associada aos Minerais – MAM) da matéria orgânica do solo (MOS). O experimento foi conduzido em área onde pastagens naturais do Pampa Gaúcho foram recentemente convertidas em plantios de eucalipto. Foram simuladas a remoção total dos resíduos (-R), a remoção apenas da casca (-B) e a manutenção total dos resíduos (+B), combinados (+N) ou não (-N) com a adição de 200 kg ha -1 de N mineral, em um fatorial 3x2 completo com 4 repetições. Uma solução enriquecida em 10 % com 15 N foi utilizada como fonte de N para traçar o N mineral em todo o processo. Aos 0, 3, 6, 12 e 36 meses após a instalação amostras dos resíduos e do solo foram coletadas e levadas ao laboratório. Dados de todos os tempos foram utilizados para construir a curva de decomposição dos resíduos, enquanto que os teores de C, δ 13 C, N e δ 15 N associados às duas frações da MOS foram determinados no último tempo nas camadas de 0 -1 e 1 -5 cm do solo. Nessas mesmas camadas, as frações da MOS dos solos de 12 e 36 meses foram submetidas à pirolise associada com cromatografia gasosa e espectrometria de massa (Pi-CG/EM) para caracterização química e tentativa de melhor entendimento sobre os processos de formação da MOS sob os diferentes manejos de resíduos. Ao final dos três anos, cerca de 80 % de todo o resíduo tinha sido decomposto. A presença da casca (p<0,05) e do N-mineral (p=0,06) diminuíram a taxa de decomposição do resíduo. O efeito dos resíduos sobre o C e N das frações da MOS foram mais expressivos na fração particulada e camada de 0 -1 cm. Em geral, a presença dos resíduos aumentou os teores de C e N, e diminuiu os valores de δ 13 C, indicando contribuição dos resíduos para as frações da MOS. A contribuição dos resíduos é maior na presença da casca, especialmente nos tratamentos -N. A contribuição do N mineral para as frações da MOS foi inferior a 4 %, mas foi sempre maior quando os resíduos estavam presentes. Os resultados da Pi- CG/EM indicaram contribuição direta dos resíduos para a fração MOP, enquanto que a influencia na fração MAM parece ser indireta pela alteração da comunidade microbiana e seus produtos. Concluindo, foi mostrado como o manejo dos resíduos altera a composição da MOS e que a manutenção dos resíduos na área acarreta em aumento nos teores de C da MOS. No segundo capítulo, foi avaliado como dois sistemas diferentes de colheita de eucalipto alterariam propriedades físicas do solo, os teores de C e a emissão de CO 2 pelo solo, bem como o crescimento inicial das árvores após a adoção de dois sistemas silviculturais distintos. Para isso, dois talhões adjacentes localizados em Estrela do Sul/MG foram selecionados. Cada talhão foi colhido com um sistema diferente (Feller e Forwarder - F+F, ou Feller e Skidder - F+S) e propriedades físicas [Densidade do Solo (Ds), Micro (Mi), Macro (Ma), Porosidade Total (PT) e Resistência à Penetração (RP)], orgânicas (C lábil, e C associado às frações MOP e MAM), emissão de CO 2 , e mortalidade das cepas foram avaliadas antes e depois da colheita. Posteriormente, cada área foi dividida em dois sistemas silviculturais: talhadia e alto-fuste (reforma), e a emissão de CO 2 pelo solo, frações de C do solo e a altura das árvores foram analisados após um ano para avaliar como cada área se recuperaria dos impactos da colheita. Todas as avaliações foram feitas nas linhas e entrelinhas de plantio. Ambos os sistemas de colheita afetaram negativamente as propriedades físicas do solo, mas de maneira diferente. Enquanto F+F concentra o impacto nas entrelinhas, o sistema F+S não segue linhas de trafego pré-estabelecidas, causando maior compactação nas linhas de plantio e consequentemente maior mortalidade de cepas. A colheita aumentou Ds, Mi, RP e reduziu Ma e PT em todas as posições, sistemas e profundidade. A emissão de CO 2 do solo não foi alterada pela colheita. Diferenças na emissão de CO 2 só foram encontradas após o plantio, quando foi mais elevada no F+S em ambos sistemas silviculturais, e C lábil e C- MOP também estavam mais elevados. Após um ano, a mortalidade ainda era maior no sistema F+S e altura menor no sistema de talhadia. Por outro lado, as árvores no F+S sob reforma eram mais altas. A respiração do solo apresentou padrão semelhante, ou seja, mais alta em área de talhadia no F+F e mais baixa nas áreas reformadas. C lábil, C-MOP e C-MAM foram significativamente mais altos nos sistemas de talhadia. Conclui-se que cada sistema de colheita afeta linha e entrelinha de plantio diferentemente, criando diferentes zonas no talhão, que podem ser exacerbadas com a adoção de diferentes sistemas silviculturais. Essas diferenças devem ser observadas quando são avaliados impactos sobre o solo. No terceiro capítulo foram avaliados o efeito da substituição de pastagens naturais do Pampa Gaúcho por plantios de eucalipto e o efeito da adubação nitrogenada sobre o crescimento inicial, a biomassa e distribuição espacial de raízes finas de eucalipto, e teores de C, δ 13 C e N associados às frações MOP e MAM da MOS. Foram testadas 4 doses de N (24, 36, 48 e 108 kg ha^-1 de N) e o crescimento inicial das árvores foi avaliado até a idade de dois anos. Posteriormente, foram selecionadas árvores representativas que tiveram a biomassa de raízes finas (BRF) avaliadas até a profundidade de 40 cm, ao mesmo tempo em que se realizaram as avaliações da MOS também até 40 cm. Efeitos positivos da adubação nitrogenada foram observados inicialmente sobre diâmetro e altura, mas aos dois anos apenas a altura foi positivamente influenciada. A regressão ajustada para a BRF indicou aumento da BRF até 56 kg ha -1 de N, sendo que após esse nível a BRF diminui e a maior dose de N testada resultou na menor BRF observada. Foi observada anisotropia na distribuição radicular horizontal e verticalmente e, apesar de diferenças entre as doses, não foi possível traçar uma relação clara entre as doses de N e a distribuição espacial de raízes finas. Em geral, a introdução de eucalipto elevou os teores de C do solo. Os efeitos foram maiores nas camadas superficiais. 36 kg ha^-1 resultou nos maiores teores de C-MOP na camada 0 -10, enquanto que 48 kg ha^-1 resultou nos maiores C-MAM nessa camada. As dinâmicas de C e N apresentaram-se fortemente correlacionadas, especialmente na fração MAM. Os teores de C-MOP correlacionaram-se positivamente com BRF. O sistema de preparo do solo influencia os teores de C e N no solo, aumentando-os na linha de plantio, provavelmente por favorecer o desenvolvimento de raízes nessa região. Assim, verificou-se que a adição de N pode afetar positivamente o crescimento inicial do eucalipto, mas os efeitos não parecem ser duradouros. Por outro lado, o efeito do N parece ser observado por mais tempo sobre a biomassa de raízes finas e C e N das frações da MOS. Espera-se que os resultados encontrados na presente tese possam ser utilizados para nortear as práticas de manejo adotadas em plantios de eucalipto no Brasil, trazendo maior produtividade e sustentabilidade à essas florestas. / Brazil is among the world’s largest timber producers and Eucalyptus planted forests are responsible for a significant portion of wood products supply. Furthermore, these forests play an important role on mitigation of increasing atmospheric greenhouse gases. The period between harvesting and new rotation establishment, i.e. its first two or three years, concentrates the major part of forest mechanical operations that may define achievable productivity while causing harmful impacts on soil physical and organic properties. This thesis is divided in three chapters that evaluated and tried to provide a better understanding of these operations impact on eucalypt forest dynamics and soil properties. The first chapter approached how the management of eucalypt harvest residues (HR) could alter its decomposition pattern and the dynamics of two soil organic matter (SOM) fractions (Particulate Organic Matter – POM, and Associated to Minerals – MAOM). The experiment was set up in an area where natural grasslands of Pampa Biome in the Rio Grande do Sul State, Brazil, have been recently converted to eucalypt forests. Removal of all residues (-R), only bark removal (-B) and maintenance of all residues (+B), all of them combined with external 200 kg ha -1 of N addition (+N) or not (-N), were simulated in PVC micro-plots in a 3x2 full factorial with 4 replications. A 10 % 15 N-enriched solution was used as N source to track the role of mineral-N in the process. Whole micro- plots were sampled at 0, 3, 6, 12 and 36 mo. after experiment establishment and taken to the lab for further analysis. All sampling times were used to build decomposition curve, while C, δ 13 C, N and 15 N content associated with both SOM fractions were determined on 36 mo. samples in 0 -1 and 1 -5 cm soil layers. In these same layers, SOM fractions from 12 and 36 mo. samples were characterized with Pyrolysis associated with Gas Chromatography/Mass Spectrometry (Py-GC/MS) to obtain a better understanding of SOM formation pathway under different HR management. Almost 80 % of HR have been decomposed until 3 yr. Bark (p<0.05) and mineral-N (p=0.06) presence slowed down decomposition. Overall, changes in C and N content and δ 13 C due to residues presence were more expressive in 0-1 cm layer and POM fraction. +B tended to increase HR contribution, but its effect was more distinguished in -N treatments. Mineral-N fraction was always higher when HR were present, particularly in +B treatments, but its contribution to SOM fractions was always smaller than 4 %. Py-GC/MS products revealed a direct role of HR on POM formation, but their effect on MAOM seems to be indirect by altering microbial composition and its products. In summary, we showed how HR management drives SOM fractions chemistry and we conclude that a sustainable management of HR can enhance soil C accrual. In the second chapter was evaluated how two different harvest systems would change soil physical properties, soil C content and soil CO 2 efflux, and initial tree growth under two different silvicultural system. To this end, two adjacent stands located in Estrela do Sul/MG were selected. Each stand was harvested and logged with a different system (Feller + Forwarder – F+F; and Feller + Skidder – F+S) and soil physical properties [Soil Bulk Density (Ds), Micro (Mi), Macro (Ma) and Total Porosity (TP), and Penetration Resistance (PR)], SOM properties [Labile- C, C associated with Particulate (C-POM) and Mineral (C-MAOM) fractions] soil CO 2 efflux and stump mortality rate, were assessed after harvesting operations and compared with reference (before harvesting). Afterwards, each stand was divided in coppice and replanting, and we followed soil CO 2 efflux after planting and one year after planting, when trees height (H) and SOM properties were also measured in both areas and system to evaluate how areas would recover from harvesting impacts. All soil variables were assessed at planting and inter-planting row positions. Both systems affected soil density and soil pore configuration, but in different ways. F+F concentrates traffic at inter- planting row position, and therefore causes a slightly higher compaction in this region, while F+S does not follow traffic routes and impacts planting-row similarly, resulting in higher stump mortality. Harvesting operations increased Ds, Mi and PR and reduced Ma and TP at all layers. Soil CO 2 efflux was not affected by harvesting operations. Differences in soil CO 2 were found after planting, when it was higher in F+S system, that also presented higher labile-C and C-POM. One year after planting, mortality rate was still higher under coppice in F+S system, that also presented lower trees. In turn, trees were higher in replanting in this area. Soil respiration behaved similarly, i.e., higher in F+F under coppice and lower under replanting. Overall, after one year coppice system presented higher Labile-C, C-POM and C-MAOM. We concluded that each harvest system affects row and inter-row differently, creating different soil functional zones inside same area, that might be enhanced by the next silvicultural system chosen, and should be observed when assessing ecosystem services and site condition. Lastly, the third chapter evaluated the effect of land use change from natural grasslands of Pampa Biome to eucalypt plantations, as well as N fertilization effects on initial eucalypt growth, fine-root biomass (FRB) and its spatial distribution, and C, δ 13 C and N content associated with SOM fractions (POM and MAOM). 4 N-levels were tested (24, 36, 48 e 108 kg ha^-1 of N) on initial tree growth (until 2 yr.). Afterwards, representative trees were chosen to evaluate FRB until 40 cm depth, and soil samples also until 40 cm depth were collected for SOM evaluation. Positive effect of N on tree growth (diameter and height) was seen initially after fertilization, i.e., 1.5 yr., whereas at 2 yr. N effects were seen only at trees height. The FRB fitted regression showed increase of FRB until 56 kg ha^-1 of N, and after that level a decrease in FRB was observed, and the highest N level used resulted in the lowest FRB. Both horizontal and vertical anisotropy in fine-root distribution were observed, and besides differences among N levels, we could not see a clear relation between N fertilization and fine-root spatial distribution. Overall, land use change to eucalypt plantations increased soil C content, particularly in top-soil layers. 36 kg ha^-1 resulted in higher C-POM in 0 -10, while 48 kg ha^-1 resulted in higher C-MAOM in this layer. C and N dynamics were tightly correlated, especially in MAOM fraction. C-POM was positively correlated with FRB. Tillage had a strong control on soil C and N stocks, enhancing C deposition and turnover at row (ridge) region, most likely for favoring roots development in this region. Therefore, it is shown that N fertilization may alter initial tree growth, but its effects don’t seem to last longer. Nevertheless, N effects can be reflected on fine-root biomass and distribution and C and N of SOM fractions. We hope that our findings could guide the adoption of proper management practices in eucalypt plantations in Brazil, enhancing the productivity and sustainability of these forests.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2016-04-27T11:13:52Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 988082 bytes, checksum: 5b7bf41eaf9734fb56aba8bb3cc5f629 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-27T11:13:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 988082 bytes, checksum: 5b7bf41eaf9734fb56aba8bb3cc5f629 (MD5) Previous issue date: 2013-08-16 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / As florestas decíduas na Floresta Nacional de Carajás (Flona) estão submetidas às condições climaticas similares (Aw-Koppen) e incorporadas em uma matriz de vegetação distinta (Domínio Amazônico), além de um clima diferenciado em comparação com Florestas secas típicas de outras partes do Brasil. O objetivo do primeiro capítulo foi investigar o padrão de distribuição das florestas secas na Flona de Carajás através das análises de gradiente ambiental sobre a organização da comunidade de plantas, baseado nas características edáphico/topográficas. Foram feitas duas perguntas: (1) A composição e a estrutura das florestas secas são influenciadas pelas propriedades do solo? (2) Há um padrão de distribuição das espécies arbóreas em resposta ao gradiente edáfico? Foram instaladas 36 parcelas nas sequências edáfico/topográficas: Formação Arenito Águas Claras (I e II), Granito Carajás e Granito do Complexo Xingu. Indivíduos arbóreos com CAP ≥ 10 cm foram amostrados e foi realizada a coleta de amostras de solo (0-10 cm). A fim de determinar em que medida as propriedades do solo diferiram dentro e entre as quatro áreas, os dados de solos foram classificados de acordo com análises de agrupamento e ordenação. O agrupamento das parcelas expressou claramente a diferenciação entre solos estudados, indicando que estas Florestas Decíduas, ocorrem em diferentes ambientes de solos variados, em que existem claras diferenças na fertilidade e status nutricional. Em geral, os solos em todas as áreas foram ácidos e com baixo P. No entanto, houve diferenças significativas entre as propriedades do solo entre as áreas amostradas para estas e muitas outras propriedades químicas do solo. NMDS mostrou diferentes grupos floristicos altamente diferenciados e associados a cada um dos quatro grupos compõem o gradiente. Para o modelo de distribuição de espécies utilizaram-se os dados de presença-ausência das espécies mais freqüentes e abundantes e regressão logística múltipla para a construção das curvas de resposta das espécies ao gradiente edáfico. A distribuição das espécies mais freqüentes tende a obedecer a um padrão em resposta ao gradiente edáfico, sendo estas espécies mais especializadas no que diz respeito às condições locais de solo do que as outras espécies. No segundo capítulo fez-se a seguinte pergunta: considerando-se que as florestas decíduas em Carajás estão submetidas às condições climáticas semelhantes; e que a variabilidade florística e estrutural nessas florestas decíduas depende da natureza do substrato (solos desenvolvidos de rochas cristalinas, sedimentares, e vulcânica)? O objetivo foi comparar a composição florística e estrutura de quatro florestas decíduas na Flona de Carajás. No total, 370 espécies arbóreas, 61 famílias e 195 gêneros foram registrados nas florestas amostrados. Através da análise direta do gradiente florístico- estrutural foi possível destacar a presença de espécies que caracterizam fisionomicamente, cada ambiente quanto, comunidades de plantas com populações distintas entre si dispostas ao longo do gradiente do solo. DCA resumiu a variação florística em três grupos distintos. Não se observou variação estrutural notável entre as formações florestais decíduas em Carajás. No entanto, os atributos estruturais, apresentaram maior alcance de valores comparados com que aqueles reportados para florestas secas neotropicais de outros biomas e regiões do Brasil. / The dry forests of Carajás National Forest (Flona Carajás) are subject to similar climate (Aw of Koppen’s) and embedded in a matrix of Amazon Rainforest, much wetter than that of typical dry forests of other parts Brazil. In the first chapter the study aimed to investigate the distribution pattern of dry forests in the Flona Carajás through analyzes of environmental gradients on the organization of the plant community, based on edaphic and topographical characteristics. Asked: (1) Are composition and structure of dry forest formations influenced by soil properties? Are composition and structure of dry forest influenced by soil properties? (2) Is there a pattern of distribution of species in response to a soil? 36 plots were installed along the soil/topographic sequences: Águas Claras Formation Sandstone (I and II), Carajás Granite and Xingu Basement Complex. Plots were allocated with all trees ≥ 10 cm at BHC sampled; soil samples (0- 10 cm) were also collected. To determine the extent to which soil properties differed within and between the four areas, soil data were analysed by cluster analysis and ordination. Plot grouping clearly revealed the differentiation between soils, indicating that these dry forest formations occur in distinct environments, where there are clear differences in soil fertility and nutrient status. In general, all soils were acid and with low P amounts. However, significant differences in soil properties occurred between sampling sites, for these and many other soil properties. NMDS was used to describe patterns in plant species composition to assess its relationship with soil variables. Different groups of species, highly differentiated and associated with each of the four groups comprising the vegetation gradient, were found. To model the distribution of species, the presence-absence of the most frequent and abundant species was used, applying multiple logistic regression to construct the response curves of species along the soil gradient. The distribution of the most frequent species tends to follow a pattern in response to soil gradient, in which some species are more specialized with regard to local soil conditions than the others. In the second chapter asked: (1) Under the same climatic conditions, is the floristic and structural variability in these dry forests dependent on the nature of the substrate? The objective was to compare the floristic composition and structure of the four dry forest fragments of Carajás. In total, 370 tree species, 63 families and 193 genera were recorded in the dry forest formations sampled. Through direct analysis of the floristic-structural gradient, was possible highlight the presence of species that characterize physiognomically each environment as plant communities with distinct populations arranged themselves along the soil gradient. DCA were used to summarize the floristic variation into main floristic axis. Plots were clustered so that they formed três distinct groups, highlighting the difference between each Dry forest formation studied. There was no marked structural variation between studied dry forests formations in Carajás. However, the structural showed greater range of values compared with those reported for neotropical dry forests from other biomes and regions of Brazil.

Tese (doutorado) - Universidade Federal do Parana, Setor de Ciencias Agrarias / Made available in DSpace on 2016-01-08T18:41:08Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 1994

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas. Programa de Pós-Graduação em Biologia Vegetal. / Made available in DSpace on 2012-10-19T19:49:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 190802.pdf: 1070405 bytes, checksum: d0a1dcf99124abb4e7e2eb3d80659e9c (MD5) / Neste estudo procurou-se comparar os aspectos de ciclagem de nutrientes de duas comunidades vegetais de floresta ombrófila densa, de estádios sucessionais diferentes, sendo uma primária e outra secundária (capoeirão). O estande do capoeirão, em relação ao estande da floresta primária, apresentou maior produção total de serapilheira (7452,39 x 7074,71 kg/ha/ano), maior taxa de decomposição sob condições de equilíbrio dinâmico (1,39 x 1,23), porém menor serapilheira acumulada (5346,30 x 5751,25 kg/ha) e menor tempo de renovação da serapilheira (0,72 ano x 0,81 ano). As concentrações do nitrogênio, do fósforo e do potássio foram maiores na serapilheira do capoeirão do que na da floresta primária. O estande do capoeirão apresentou maior fluxo de nitrogênio, de fósforo e de potássio pela serapilheira do que o estande de floresta primária. O capoeirão praticamente alcançou os níveis de eficiência do uso de nitrogênio da floresta primária, porém, foi bem menos eficiente no uso de fósforo e potássio. Estes resultados podem ter implicações para o manejo destes sistemas.

Made available in DSpace on 2015-12-10T14:24:04Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-07-23. Added 1 bitstream(s) on 2015-12-10T14:30:13Z : No. of bitstreams: 1 000853466.pdf: 2212764 bytes, checksum: 6ea864fff62b86f1cb16c09b6db7ca80 (MD5) / A adubação por meio de resíduos celulósicos utilizada em sistemas silviculturais de eucalipto é uma excelente prática conservacionista do solo, uma vez que proporciona economia de fertilizantes, é descompactante, restabelece boas condições químicas, físicas e biológicas e, sobretudo, aumenta a produtividade da madeira, além de evitar que esses resíduos sejam depositados em locais inadequados. O objetivo deste estudo foi avaliar a variabilidade espacial da produtividade individual das árvores de Eucalyptus urograndis em função dos atributos de um Neossolo Quartzarênico com vistas a evidenciar zonas específicas de manejo no intuito de utilizar o resíduo da extração de celulose na forma de fertilizantes de maneira sustentável ao ambiente. No ano de 2014, na área experimental da Fazenda Bom Retiro de propriedade da Eldorado Brasil Celulose localizada no município de Três Lagoas, situada nas condições do Cerrado Brasileiro foram instaladas 3 malhas experimentais contendo 50 pontos amostrais totalizando 1 ha cada malha experimental. Foram analisadas as correlações lineares e espaciais, entre planta e solo com vistas a evidenciar zonas específicas de manejo no intuito de retornar os resíduos de celulose na forma de fertilizantes de maneira sustentável ao ambiente. Os atributos avaliados da planta foram a altura (ALT) e o diâmetro à altura do peito (DAP). Os atributos do solo foram resistência do solo à penetração (RP), umidade gravimétrica (UG), teores de Areia, Silte, Argila, fósforo (P), matéria orgânica (MO), valores de potencial hidrogeniônico (pH), teores de potássio (K + ), cálcio (Ca 2+ ), magnésio (Mg 2+ ), alumínio (Al 3+ ), valores de soma de bases (SB) e capacidade de troca catiônica (CTC), coletados nas profundidades de 0,00-0,20 e 0,20-0,40 m. A análise estatística foi compreendida da análise descritiva inicial dos atributos, análise das correlações lineares, espaciais e temporais entre... / The fertilization using cellulosic waste used in eucalyptus forestry systems is a great soil conservation practice, since it provides fertilizer saving is descompactante restores good chemical, physical and biological conditions and, above all, increases the productivity of the timber, and prevents waste is deposited in inappropriate places. The objective of this study was to evaluate the spatial variability of individual productivity of Eucalyptus urograndis trees according to the attributes of a Entisol Typic soil in order to highlight specific management zones in order to use the residue of cellulose extraction as sustainably fertilizers to the environment. In 2014, in the experimental area of the Bom Retiro Farm's owned by Eldorado Celulose Brazil in the city of Três Lagoas, located in the Brazilian Cerrado conditions were installed three experimental mesh containing 50 sampling grids totaling 1 ha each experimental grid. Linear and spatial correlations were examined between the plant and the soil in order to highlight specific management areas in order to return the cellulose waste as fertilizer to sustainably environment. While the studied plant attributes were height (Hei), diameter at chest hight (DCH), and wood volume (VOL). Soil attributes were mechanical resistance to penetration (RP), gravimetric moisture (GM), sand, silt, clay, phosphorus (P), organic matter (OM), hydrogen potential (pH), potassium (K + ), calcium (Ca 2+ ), magnesium (mg 2+ ), aluminum (Al 3+ ), sum of bases (SB) and cation exchange capacity (CEC), collected from 0 to 0.20 and 0.20 to 0.40 m depth. Statistical analysis was comprised of: initial descriptive analysis of the attributes, analysis of linear correlation, spatial and temporal between them and the geostatistic analysis, in order, highlight conditions that provide increased productivity of place forests through fertilization held the cellulosic waste. The phosphorus, organic matter and ...