Made available in DSpace on 2014-12-17T14:02:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MarcellaAAC.pdf: 1596539 bytes, checksum: 311fd18dd515bf47c2eb0788bcbd609a (MD5) Previous issue date: 2007-03-07 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / The objective of this study was to examine the growth of Gracilaria cervicornis cultured in a shrimp (Litopenaeus vannamei) pond and to determine the absorption efficiency and the kinetics parameters (Vmax, Ks e Vmax:Ks) of this macroalgae for the nutrients N-NO3-, N-NH4+ and P-PO4-3, aiming at its use as bioremediatory of eutrophicated environments. For this study, two experiments (field and laboratory) were developed. In the field study, the seaweed was examined in relation to the growth and the biomass. In the laboratory experiment, the absorption efficiency of G. cervicornis was measured through the monitoring of the concentration of the three nutrients (N-NO3-, N-NH4+ e P-PO4-3) during 5 hours and the kinetic parameters were determined through the formula of Michaelis-Menten. The results obtained in this study demonstrated that G. cervicornis benefited from the available nutrients in the pond, increasing 52.4% of its biomass value after 30 days of culture. It was evidenced that the variability of the biomass could be explained through the salinity, availability of light (transparency and solid particle in suspension) and concentration of N-NO3- in the environment. In the laboratory experiment, the highest absorption efficiency was found in the treatments with low concentration (5 ?mol.L-1), being evidenced a reduction of up to 85,3%, 97,5% and 81,2% of N-NH4+, N-NO3- and P-PO43-, respectively. Regarding the kinetic parameters, G. cervicornis presented better ability in absorbing N-NH4+ in high concentrations (Vmax = 158,5 ?mol g-1 dry wt h-1) and P-PO43- in low concentrations (Ks = 5 ?mol.L-1 e Vmax:Ks = 10,3). The results of this study show that G. cervicornis could be cultivated in shrimp ponds, presents a good capacity of absorption for the tested nutrients and is a promising candidate for biorremediation in shrimp pond effluent / O objetivo deste estudo foi avaliar o crescimento da macroalga Gracilaria cervicornis em um viveiro de camar?o (Litopenaeus vannamei) e determinar a efici?ncia de absor??o e os par?metros cin?ticos (Vmax, Ks e Vmax:Ks) desta esp?cie para os nutrientes N-NH4+, N-NO3- e P-PO4-3, visando a sua utiliza??o como biorremediadora de ambientes eutrofizados. Para este estudo, foram desenvolvidos dois experimentos (campo e laborat?rio). No estudo em campo, a macroalga foi examinada em rela??o ao crescimento e a biomassa. No experimento em laborat?rio, a efici?ncia de absor??o de G. cervicornis foi medida atrav?s do monitoramento das concentra??es dos tr?s nutrientes (N-NO3-, N-NH4+ e P-PO4-3) durante 5 horas e os par?metros cin?ticos foram determinados atrav?s da f?rmula de Michaelis-Menten. Os resultados obtidos neste estudo demonstraram que G. cervicornis se beneficiou dos nutrientes dispon?veis no viveiro, aumentando 52,4% do valor de sua biomassa ap?s 30 dias de cultivo. Neste estudo foi constatado que a variabilidade da biomassa p?de ser explicada atrav?s da salinidade, disponibilidade de luz (transpar?ncia e concentra??o de part?culas s?lidas em suspens?o) e concentra??es do N-NO3- no ambiente (r-Pearson= 0,76; p<0,05). Quanto ao experimento em laborat?rio, foi observado que a efici?ncia de absor??o da macroalga estudada foi maior nos tratamentos com menor concentra??o (5 ?mol.L-1), sendo constatada uma redu??o de at? 85,3%, 97,5% e 81,2% do N-NH4+, N-NO3- e P-PO43-, respectivamente. Quanto aos par?metros cin?ticos, G. cervicornis apresentou uma maior habilidade em absorver o N-NH4+ em altas concentra??es (Vmax = 158,5 ?mol g-1 dry wt h-1) e o P-PO43- em baixas concentra??es (Ks = 5 ?mol.L-1 e Vmax:Ks = 10,3). Os resultados deste estudo mostram que G. cervicornis pode ser cultivada em viveiros de camar?o e que apresenta uma boa capacidade de absor??o dos nutrientes testados, podendo desta forma, ser uma candidata promissora como biorremediadora de efluentes de camar?o

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:02:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 EurielAM.pdf: 954734 bytes, checksum: 8972d246bc57db5f8f01d7f142ffec94 (MD5) Previous issue date: 2007-04-20 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / Since centuries ago, the Asians use seaweed as an important source of feeding and are their greatest world-wide consumers. The migration of these peoples for other countries, made the demand for seaweed to increase. This increasing demand prompted an industry with annual values of around US$ 6 billion. The algal biomass used for the industry is collected in natural reservoirs or cultivated. The market necessity for products of the seaweed base promotes an unsustainable exploration of the natural banks, compromising its associated biological balance. In this context, seaweed culture appears as a viable alternative to prevent the depletion of these natural supplies. Geographic Information Systems (GIS) provide space and produce information that can facilitate the evaluation of important physical and socio-economic characteristics for the planning of seaweed culture. This objective of this study is to identify potential coastal areas for seaweed culture in the state of Rio Grande do Norte, from the integration of social-environmental data in the SIG. In order to achieve this objective, a geo-referred database composed of geographical maps, nautical maps and orbital digital images was assembled; and a bank of attributes including physical and oceanographical variables (winds, chains, bathymetry, operational distance from the culture) and social and environmental factors (main income, experience with seaweed harvesting, demographic density, proximity of the sheltered coast and distance of the banks) was produced. In the modeling of the data, the integration of the space database with the bank of attributes for the attainment of the map of potentiality of seaweed culture was carried out. Of a total of 2,011 ha analyzed by the GIS for the culture of seaweed, around 34% or 682 ha were indicated as high potential, 55% or 1,101 ha as medium potential, and 11% or 228 ha as low potential. The good indices of potentiality obtained in the localities studied demonstrate that there are adequate conditions for the installation of seaweed culture in the state of Rio Grande do Norte / Desde s?culos atr?s, os asi?ticos utilizam algas como uma importante fonte de alimenta??o, sendo estes os maiores consumidores mundiais. A migra??o destes povos para outros pa?ses, v?m fazendo a demanda por algas aumentar. Esta crescente demanda fez surgir uma ind?stria com valores anuais em torno de US$ 6 bilh?es. A biomassa utilizada pela ind?stria ? coletada em reservat?rios naturais ou cultivada. Esta necessidade dos mercados por produtos a base de algas, promove uma explora??o desordenada dos bancos naturais, comprometendo o equil?brio biol?gico associado. Diante disso, o cultivo surge como uma alternativa vi?vel para evitar a deple??o dos estoques naturais. Os Sistemas de Informa??o Geogr?fica (SIG) fornecem dados espaciais e produzem informa??es que podem facilitar a avalia??o de caracter?sticas f?sicas e s?cio-econ?micas importantes para o planejamento dos cultivos. Este estudo teve como objetivo identificar ?reas potenciais para o cultivo de algas no litoral do Estado do Rio Grande do Norte, a partir da integra??o de dados s?cio-ambientais no SIG. Para compor a Base de Dados de Informa??o Geogr?fica foi produzido um banco de dados Espaciais (Georreferenciado) composto de cartas oficiais, cartas n?uticas e Imagens Digitais Orbitais; e um Banco de dados de Atributos, compostos por vari?veis f?sico-oceanogr?ficas (ventos, correntes, batimetria, dist?ncia operacional do cultivo) e s?cio-ambientais (Principal renda, Experi?ncia com a Coleta de algas, Densidade Demogr?fica, Proximidade da Costa abrigada e Distancia dos Bancos). Na modelagem dos dados foi realizada a integra??o do Banco de dados Espaciais com o Banco de atributos para a obten??o do mapa de potencialidade de cultivo de algas. De um total de 2.011 ha analisados pelo SIG, em torno de 34 % ou 682 ha foi indicado como ?rea com alto potencial para o cultivo; 55 % ou 1.101 ha como ?rea com m?dio potencial e 11 % ou 228 ha de baixo potencial de cultivo. Os bons ?ndices de potencialidade obtidos pelas localidades estudadas demonstram que existem condi??es adequadas para a instala??o dos cultivos de macroalgas no Estado do Rio Grande do Norte

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Among the tropical ornamental plants, although the desert rose (Adenium obesum (Forssk.) Roem. e Schult.) is a little-known species, it presents a prosperous cultivation perspective. Aside from being an exuberant plant with several multi-colored flowers, this species also has as an advantage, a water and nutrients storage in its stem for dry periods or prolonged drought, working as an alternative for small and medium rural producers in semi-arid areas unequipped of an irrigation system. The association of this anatomic characteristic of the species to the use of the particle film may also be considered a strategy to minimize the effects of the hydro-deficit in high-temperature areas and low rainfall, improving the physiologic functions of the plants. Thus, in order to explore papers which analyze resistant species or techniques that enhance echo-physiologic functions, this study aims to evaluate the effects of hydro-restriction and the use of CaCO3 particle film in Adenium obesum associated to leaf gas exchange and growth parameters. The experiment was conducted in an ar-conditioned greenhouse, located at the Federal University (UFS) in São Cristóvão city, in the state of Sergipe. The seeds were obtained from a commercial supplier from São Paulo, and they were planted in trays and subsequently, the seedlings were transferred to 3-liter vases. After the transference and the plants acclimatization period, the samples were subjected to the effect or not, of the hidro-restriction and the use of CaCO3 particle film at a 5% concentration, as well as its absence. The leaf evolution parameters, as well as the echo-physiological and biometric ones were evaluated to the infliction of photosynthesis registered around 0 μmol CO2 m-² s-¹, to the samples subjected to hydro-restriction, those being subsequently hydrated and evaluated regarding their recovery of characteristics in comparison to those with no restriction. The following variables were evaluated: the plant height, number of leaves, stem diameter, length of central nerve (CNC); chlorophyll content (Chl a, Chl b, Chl total); leaf dry matter, stem and root and root volume, a chlorophyll fluorescence (F0, Fm, Fv/Fm), liquid photosynthesis rate (A), stomatal conductance (gs), transpiration (E), vapor pressure deficit (DPVfolha-ar), internal carbon concentration (Ci). The experiment in DIC was carried out in factorial function (plants with or without hydro-restriction and the use or not of the particle film analyzed over time) in nine repetitions, considering one plant per repetition. The hydro-restriction as a variable was shown to interfere in all analyzed variables negatively, except from Ci, in which higher means were verified. Due to the anatomic and physiologic characteristics of A. obesum, it has proved to be resistant to hydro-restriction treatment, and it also showed fast recovery of the echo-physiologic parameters and growth indicators after 38 days of irrigation interruption. The use of the film didn’t interfere with the characteristics of the species, and only showed significant effect to the Ci variable, presenting higher means in addition to the hydro deficit factor. / Dentre as plantas ornamentais tropicais, a rosa do deserto (Adenium obesum (Forssk.) Roem. e Schult.) é uma espécie que apesar de ser pouco conhecida, apresenta excelentes perspectivas de cultivo. Além de ser uma planta exuberante dotada de flores com vários tons de cores, esta espécie é beneficiada pela anatomia do caule que conta com um reservatório em que armazena água e nutrientes por períodos de estiagem ou seca prolongada, podendo ser uma alternativa para o pequeno e médio produtor rural de áreas semiáridas que não constam de sistema de irrigação. Associada essa característica anatômica desta espécie, a utilização de filme de partícula também pode ser considerada uma estratégia para minimizar os efeitos do déficit hídrico em áreas de altas temperaturas e baixa pluviosidade, melhorando as funções fisiológicas das plantas. Assim, a fim de explorar trabalhos que busquem espécies resistentes ou técnicas que potencializem as funções ecofisiológicas, o presente estudo teve como objetivo avaliar os efeitos da restrição hídrica e ação do filme de partícula de CaCO3 em Adenium obesum associado aos parâmetros de trocas gasosas foliares e de crescimento. O experimento foi conduzido em estufa climatizada do tipo arco, situada na UFS localizada no município de São Cristóvão-SE. As sementes foram adquiridas por fornecedor comercial de São Paulo, sendo plantadas inicialmente em bandeja e posteriormente transplantadas as mudas para vasos de 3 litros. Após o transplantio e período de aclimatação das plantas, os tratamentos foram submetidos a ação ou não da restrição hídrica e utilização do filme de partícula de CaCO3 à 5% de concentração, como também a sua ausência. Avaliou-se os parâmetros de ontogenia foliar, ecofisiológicos e biométricos até a imposição da fotossíntese registrada em torno de 0 μmol CO2 m-² s-¹, para o tratamento submetidos à restrição hídrica, sendo posteriormente hidratados e avaliados a recuperação das características em relação aos sem restrição. Foram avaliadas as variáveis: altura da planta, números de folhas, diâmetro do caule, comprimento da nervura central (CNC); teor de clorofila (Chl a, Chl b, Chl total); massa fresca e seca de folha, caule e raiz e volume de raiz, fluorescência de clorofila a (F0, Fm, Fv/Fm,) taxa de fotossíntese líquida (A), condutância estomática (gs), transpiração (E), déficit de pressão de vapor (DPVfolha-ar), e a concentração interna de carbono (Ci). Realizou-se o experimento em DIC em esquema fatorial (plantas com e sem restrição hídrica e utilização ou não do filme de partícula analisadas em função do tempo) em nove repetições, considerando uma planta por repetição. Observou-se que o fator restrição hídrica interferiu em todas as variáveis analisadas, contribuindo negativamente, com exceção da Ci, em que verificou-se as maiores médias. Devido as características anatômicas e fisiológicas da A. obesum, esta demonstrou-se resistente ao tratamento de restrição hídrica, como também apresentou uma rápida recuperação dos parâmetros ecofisiológicos e dos indicadores de crescimento após 38 dias de suspensão de irrigação. O uso do filme não interferiu nas características da espécie, e somente mostrou efeito significativo na variável Ci, apresentando as maiores médias junto com o fator de déficit hídrico.

The purpose of this work was to evaluate biometric, metabolic and physiological four of the most promising varieties of RIDESA s sugar cane at 150 and 240 days, where in this second period, under the influence of the fungus Curvularia inaequalis, causal agent of the Curvularia s spot.The gas exchange, fluorescence, chlorophyll content and biometry of varieties of sugar cane (Saccharumofficinarum) RB 872552, RB 962962, RB 98710 and RB 92579 were assessed under controlled conditions in vessels, maintained in a greenhouse. The measurements of gas exchange were made at 8:00 am using the following parameters: photosynthetic assimilation of CO2 (A), stomatal conductance (gS), the internal concentration of carbon (Ci), transpiration (E) and vapor pressure deficit between leaf and air (DPVairleaf). Fluorescence measurements were performed at 9:00 am being used the initial fluorescence (Fo), maximum (Fm), variable (Fv), the ratio between variable and maximum fluorescence (Fv / Fm), photochemical quenching (qP) and quenching non-photochemical (qN). The content of chlorophyll a, b and total was collected after elapsed previous analyzes. The quantification of the PAL enzyme was subsequently performed in the laboratory using the leaf +1 of sugar cane.At 150 days of gas exchange, the parameters of photosynthetic CO2 assimilation and transpiration showed abnormalities, and the variety 98710 presented the best results. The same tendency was repeated in the data of chlorophyllous pigments and biometrics. The data of chlorophyll fluorescence did not change.At 240 days of the gas exchange showed difference for the parameters of photosynthetic assimilation CO2, stomatal conductance and internal carbon, and the varieties 872552 and 962962 had values that indicate infection by the fungus.The same tendency occurred in fluorescence of chlorophyll a, in the parameters minimal fluorescence, maximal fluorescence, maximum quantum yield (Fv / Fm), photochemical quenching and non-photochemical quenching. The chlorophyllous pigments showed no change.Confirming the trend, quantified the enzyme phenylalanine ammonia-lyase showed variation, with varieties RB 872552 and 962962 with the major activity of this enzyme in the inoculated treatment.Biometrically varieties RB 92579 and 98710 showed the best development in both treatments. We conclude that under optimal conditions, the varieties generally had the same trends at 150 and 240 days after transplanting, already under the influence of the fungus Curvularia inaequalis, the varieties RB 92579 and 98710 were resistant, the varieties and RB 872552 and 962962 presented symptoms. / O presente trabalho teve como objetivo avaliar biométrica, metabólica e fisiologicamente quatro variedades de cana-de-açúcar (Saccharumofficinarum)da RIDESA aos 150 e 240 dias. Sendo as avaliações conduzidas aos 240 dias sob a influência do fungo Curvularia inaequalis, agente causal da mancha de curvularia. As trocas gasosas, a fluorescência, o teor de clorofila e a biometria das variedades de cana-de-açúcarRB 872552, RB 962962, RB 98710 e RB 92579 foram avaliadas em vasos, mantidos em casa de vegetaçãosob condição controlada. As medições de trocas gasosas foram realizadas às 8:00 horas da manhã utilizando os parâmetros: assimilação fotossintética de CO2 (A), condutância estomática (gS), concentração interna de Carbono (Ci), transpiração (E) e déficit de pressão de vapor entre a folha e o ar (DPVfolha-ar). As medições de fluorescência foram realizadas às 9:00 horas sendo utilizadas a fluorescência inicial (Fo), máxima (Fm), variável (Fv), razão entre as fluorescências variável e máxima (Fv/Fm), quenching fotoquímico (qP) e quenching não-fotoquímico (qN). O teor de clorofila a, b e total foi coletado depois de decorridas as análises anteriores. A quantificação da enzima fenilalanina amônia-liase(PAL) foi realizada posteriormente em laboratório, utilizando a folha +1 da cana-de-açúcar. Aos 150 dias para as trocas gasosas, os parâmetros assimilação fotossintética de CO2 e transpiração apresentaram alteração, sendo a variedade 98710 a que apresentou os maioresvalores. A mesma tendência se repetiu para os dados de pigmentos clorofilados e biometria. Os dados de fluorescência da clorofila a não variaram. Aos 240 dias, as trocas gasosas apresentaram diferença para os parâmetros assimilação fotossintética de CO2, condutância estomática e carbono interno, sendo que as variedades RB 872552 e RB 962962 apresentaram valores que indicam infecção pelo fungo. A mesma tendência ocorreu na fluorescência da clorofila a, nos parâmetros fluorescência mínima, fluorescência máxima, rendimento quântico potencial (Fv/Fm), quenching fotoquímico e não-fotoquímico. Os pigmentos clorofilados não apresentaram nenhuma alteração. Confirmando a tendência, a enzima quantificada fenilalanina amônia-liase (PAL) apresentou variação, sendo as variedades RB 872552 e RB 962962 caracterizadas com maior atividade dessa enzima nos tratamentos inoculados. Biometricamente as variedades RB 92579 e 98710 apresentaram o maior desenvolvimento em ambos os tratamentos. Conclui-se que em condições ótimas, as variedades em geral tiveram tendências iguais aos 150 e 240 dias após o transplantio, já sob a influência do fungo Curvularia inaequalis, as variedades RB 92579 e RB98710 não apresentaram sintomas e as variedades RB 872552 e RB 962962 apresentaram sintomas.

O acúmulo de forragem é um processo dinâmico, mediado por alterações em respostas morfogênicas e demografia de perfilhos, que envolve o balanço entre crescimento e senescência. O manejo do pastejo pode alterar esse balanço, afetando a produção e a eficiência de utilização da forragem produzida. Objetivo deste trabalho foi estudar os padrões de respostas morfogênicas e a dinâmica do acúmulo de forragem, caracterizados pelo crescimento e senescência de tecidos, em pastos de capim-marandu submetidos a estratégias de manejo do pastejo sob lotação rotacionada como forma de compreender e permitir o planejamento e manipulação do processo de desfolhação de forma eficiente, assegurando o uso adequado dessa planta forrageira. O experimento foi implantado e conduzido no Departamento de Zootecnia da USP/ESALQ, entre dezembro de 2004 e dezembro de 2005. Os tratamentos experimentais compreenderam a combinação entre duas intensidades (altura de resíduo de 10 e 15 cm) e dois intervalos entre pastejos (período de tempo necessário para atingir 95 e 100% de interceptação luminosa pelo dossel durante a rebrotação - IL), e foram alocados às unidades experimentais (piquetes de 1.200 m2) segundo um delineamento de blocos completos casualizados e arranjo fatorial 2 x 2, com 4 repetições. Foram avaliadas as seguintes variáveis-resposta: número de folhas vivas (NFV), em senescência (NFS) e em expansão (NFE) por perfilho; taxa de aparecimento (TApF), filocrono e duração de vida das folhas (DVF); taxa de alongamento de folhas (TAlF) e de colmos (TAlC), além das taxas de crescimento e senescência dos pastos, tanto para perfilhos basais quanto para perfilhos aéreos. De uma maneira geral, para a média do dossel, os tratamentos de 95% de IL resultaram em valores maiores para o NFV, assim como para as variáveis NFS, NFE e DVF, em relação aos tratamentos de 100% de IL. Por outro lado, os tratamentos de 100% de IL resultaram em um maior alongamento de colmo quando comparados aos de 95% de IL. Para as demais variáveis, o tratamento 95/15 apresentou um padrão de resposta diferenciado dos demais tratamentos, caracterizado pelos maiores valores de TApF e de TAlF e a menor proporção de perfilhos aéreos. Como média do período experimental, as taxas de crescimento e de acúmulo líquido total não foram afetadas nem pelo resíduo pós-pastejo e nem pela interceptação luminosa pré-pastejo, mas os tratamentos de 95% de IL apresentaram as maiores taxas de senescência. Houve, no entanto, efeito das interações IL x época do ano, resíduo x época do ano e IL x resíduo x época do ano, que conferiram um padrão alternado de respostas ao longo do período experimental para o crescimento, senescência e acúmulo líquido de forragem, com os tratamentos de 95% de IL desempenhando melhor durante as épocas de verão/início do outono e final de primavera. A época do ano afetou significativamente a dinâmica do acúmulo de forragem, sendo que a época de final do inverno/início de primavera correspondeu a um período crítico para o restabelecimento da produção dos pastos na nova estação de crescimento. Pastos manejados a 95% de IL apresentaram menor massa de forragem, com menores quantidades de material morto e de colmos, o que favoreceu seu retorno mais rápida e precocemente à produção. Pastos de capim-marandu submetidos a pastejo rotacionado devem ser pastejados quando o dossel intercepta 95% da luz incidente durante a rebrotação, ou seja, cerca de 25 cm de altura pré-pastejo, e os animais removidos quando com um resíduo de 15 cm. / Herbage accumulation is a dynamic process mediated by modifications in morphogenetic responses and tiller demography that involves the balance between growth and senescence. Grazing management can alter this balance, affecting the production and the efficiency of utilisation of the produced herbage. The objective of this experiment was to evaluate the patterns of morphogenetic responses and the dynamics of herbage accumulation, characterised by growth and senescence, in marandu grass swards subjected to strategies of rotational grazing management in order to understand and enable the efficient planning and manipulation of the defoliation process, ensuring the adequate use of the this forage plant. The experiment was carried out at Departamento de Zootecnia, USP/ESALQ, from December 2004 to December 2005. Treatments corresponded to combinations between two grazing intensities (post-grazing residues of 10 and 15 cm) and two grazing frequencies (equivalent to the period of time necessary for swards to reach 95 and 100% interception of the incident light during regrowth ? LI), and were allocated to experimental units (1200 m2 paddocks) according to a complete randomised block design and a 2 x 2 factorial arrangement, with 4 replications. The following response variables were analysed: number of live (NLL), senescing (NSL) and expanding (NEL) per tillers; leaf appearance rate (LAR), phyllochron and leaf lifespan (LLS); rates of leaf (LER) and stem (SER) elongation, and rates of sward growth and senescence considering both basal and aerial tillers. In general, considering the entire sward tiller population (basal and aerial), the 95% LI treatments resulted in higher values of NLF as well as NSL, NEL and LLS than the 100% LI treatments. On the other hand, the 100% LI treatments resulted in higher rates of stem elongation than the 95% LI treatments. As for the remaining variables, treatment 95/15 showed a particular pattern of response in relation to the other treatments characterised by higher values of LAR and LER and lower proportion of aerial tillers in sward tiller population. Considering the entire experimental period, both post-grazing residue and sward light interception pre-grazing did not affect the rates of growth and senescence, but the 95% LI treatments showed the highest senescence rates. There was, however, an effect of the LI x season of the year, residue x season of the year and LI x residue x season of the year interactions, which determined an alternate pattern of responses throughout the year for growth, senescence and net herbage accumulation of the sward, with the 95% LI treatments performing better than other treatments during the summer/early autumn and late spring periods. Season of the year had a strong effect on the dynamics of herbage accumulation, with the late winter/early spring corresponding to a critical period for reestablishing conditions for high herbage production during the new pasture growth season. Swards grazed at 95% LI showed lower herbage mass, with low amounts of accumulated dead material and stem, favouring a fast and early return to production early during the new growth season. Marandu grass subjected to rotational grazing management should be grazed when swards reach 95% interception of the incident light during regrowth, around 25 cm pre-grazing height, and animals removed with a post-grazing residue of 15 cm.

The high cost of restoring tropical forests is one of the greatest obstacle to achieving large-scale restoration. To overcome this barrier, we developed and implemented mixed plantations intercropping Eucalyptus with a high diversity of native tree species. The aim was to create favorable conditions for the regeneration of native species while simultaneously obtaining economic return from the exploitation of Eucalyptus as a commercial pioneer species. The use of Eucalyptus in this system is temporary and it shall be replaced by additional native species after it is harvested. In this research, we covered the main aspects and approaches of the effects of competition on tree growth using data from our restoration experiments. The objective of this research was to test the ecological viability of plantations that temporarily mix Eucalyptus spp. and a high diversity of native tree species during the initial phases of forest restoration as a strategy to offset implementation and maintenance costs. This alternative is investigated with a focus on the consequences of ecological interactions on tree survival and growth in three experiments implemented in the Atlantic Forest of Northeastern and Southeastern Brazil. We compared stands of native trees intercropped with Eucalyptus, traditional restoration plantations, and Eucalyptus monocultures. The thesis is structured in three main parts in which we focus in how the mixtures function compared to restoration plantations and Eucalyptus monocultures. We used forest inventories to understand the effects of competition and assessed ecophysiological parameters to provide insights about the mechanisms that affect tree growth when trees compete for water, light and nutrients. In the first part of the study, we showed that mixed plantations effectively combined high wood yield and tree diversity; that Eucalyptus grew larger in mixtures with native species than in monocultures; that native tree species grew less in mixtures with Eucalyptus; and that the mixing effect was stronger for fast- and intermediate-growing native species. In the second part, we found that mixtures consumed less water than monocultures; that Eucalyptus reduced the hydraulic performance of a fast-growing native species; and that tree growth was influenced by changes in the ecophysiology of water use. In the last part, we showed that a high diversity of nitrogen-fixing native trees facilitated Eucalyptus growth; that Eucalyptus had ~30% higher wood N concentration in mixtures; that native trees growth was not limited by nutrient competition with Eucalyptus; that Eucalyptus may benefit from increased light availability in mixed plantations; and that native species plots intercepted more sunlight than mixtures or Eucalyptus stands. This research has a strong interface between restoration science and practice, and contributed to the development of new ways to restore the tropical forests by allying restoration and production under the ecological and economic perspectives. Our findings indicate how to advance into the future, starting from the current state of art towards forest restoration systems that minimize competition and maximize growth, as an emergent promising alternative to finance tropical forest restoration and overcome the economic barrier that still holds large-scale restoration. This research may be used as a basis to continue adapting silviculture for different regions and forest ecosystems. Looking further into the future, these mixtures may also represent the starting point of a new silvicultural model that brings together production and conservation. The information available may be used by scientists, decision-makers, planners and restorationists to advance in the science and practice of restoration and silviculture in the tropics. / O alto custo de se restaurar as florestas tropicais são um dos maiores obstáculos para se atingir a restauração em larga escala. Para superar essa barreira, nós desenvolvemos e implantamos plantações mistas que intercalam Eucalyptus e uma alta diversidade de espécies arbóreas nativas. O objetivo é criar condições favoráveis para a regeneração das espécies nativas e, ao mesmo tempo, obter retorno econômico da exploração de eucalipto como uma espécie pioneira comercial. O uso do eucalipto nesse sistema é temporário e ele deve ser substituído por espécies nativa adicionais após ser colhido. Nessa pesquisa, nós cobrimos os principais aspectos e abordagens relacionados aos efeitos da competição sobre o crescimento arbóreo utilizando dados dos nossos experimentos. O objetivo dessa pesquisa foi testar a viabilidade ecológica de plantios que consorciam temporariamente eucalipto e uma alta diversidade de espécies arbóreas nativas durante as fases iniciais da restauração ecológica como uma estratégia para compensar parte dos custos de implantação e manutenção. Essa alternativa é investigada com foco nas consequências das interações ecológicas sobre a sobrevivência e o crescimento das árvores em três experimentos implantados na Mata Atlântica do nordeste e sudeste do Brasil. Nós implantamos e comparamos talhões de espécies nativas intercaladas com eucalipto, plantios de restauração tradicionais e monocultivos de eucalipto. A tese é estruturada em três partes principais com foco em como os plantios mistos funcionam em comparação a plantios de restauração e monocultivos de eucalipto. Nós utilizamos inventários florestais para entender os efeitos da competição e estimamos parâmetros ecofisiológicos para investigar os mecanismos que afetam o crescimento arbóreo quando as árvores competem por água, luz e nutrientes. Na primeira parte do estudo, nó mostramos que os plantios mistos combinaram efetivamente alta produção de madeira com diversidade arbórea; que eucalipto cresceu mais em plantios mistos do que em monocultivos; que espécies nativas cresceram menos em consórcio com eucalipto; e que o efeito do consórcio foi maior para espécies de crescimento rápido e intermediário. Na segunda parte, mostramos que plantios mistos consumiram menos água do que monocultivos; que Eucalyptus reduziu a performance hidráulica de uma espécie nativa de rápido crescimento; e que o crescimento das árvores foi influenciado por mudanças na ecofisiologia do uso da água. Na última parte, nós mostramos que uma alta diversidade de espécies arbóreas fixadoras de nitrogênio facilitaram o crescimento de Eucalyptus; que Eucalyptus teve concentração de N ~30% mais alta na madeira, em plantios mistos; que o crescimento de árvores nativas não foi limitado pela competição por nutrientes com eucalipto; que eucalipto pode se beneficiar de maior disponibilidade de luz em plantios mistos; e que parcelas de espécies nativas interceptaram mais luz do que plantios mistos ou monocultivos de eucalipto. Essa pesquisa tem uma forte interface entre a ciência e a prática da restauração, e contribuiu para o desenvolvimento de novas maneiras de se restaurar as florestas tropicais por meio da aliança entre restauração e produção sob as perspectivas ecológica e econômica. Nossas descobertas indicam como avançar no futuro, a partir do estado da arte atual, em direção a sistemas de restauração florestal que minimizem a competição e maximizem o crescimento, como uma alternativa emergente e promissora para compensar os custos da restauração e superar a barreira econômica que ainda impede a restauração em larga escala. Essa pesquisa pode ser utilizada como uma base para se continuar adaptando a silvicultura a diferentes regiões e ecossistemas florestais. Olhando para o futuro mais distante, esses plantios mistos podem também representar um ponto inicial de um novo modelo de silvicultura que alia produção e conservação. A informação disponibilidade deve ser utilizada por cientistas, tomadores de decisão, planejadores e restauradores para avançar com a ciência e a prática da restauração e da silvicultura nos trópicos.

O 3-PG (Physiological Principles in Predicting Growth) é o modelo ecofisiológico mais difundido no setor florestal para a predição de crescimento de florestas. Este modelo estima o crescimento florestal com base na radiação fotossinteticamente ativa absorvida pelo dossel, convertida em carboidratos, e alocada nos compartimentos da floresta (folhas, tronco, galhos e raízes), fundamentados na dinâmica dos processos biológicos e suas interações com o clima e solo. No entanto, após quase 15 anos de existência do 3-PG unido a evolução em pesquisa florestal, é possível detectar alguns pontos no modelo com potencialidade para aprimoramento. O objetivo geral desta tese foi aprimorar o modelo 3-PG e aplicá-lo no zoneamento da produtividade em florestas de Eucalyptus plantadas no nordeste do estado de São Paulo. Os objetivos específicos foram: i) aprimorar o modelo para retenção máxima de água no solo; ii) para queda de folhedo; iii) calibrar e validar o modelo 3-PG usando os pares de parcelas gêmeas; iv) determinar o modificador de fertilidade (FR) do 3-PG usando análise química do solo; v) zonear a produtividade real estimada do Eucalyptus no nordeste do estado do São Paulo; vi) determinar os fatores de restrição da produtividade nestas áreas. Para tanto, utilizou-se de dois projetos de pesquisas instalados na empresa International Paper do Brasil: projeto BEPP (Brasil Eucalyptus Produtividade Potencial) e projeto Parcelas Gêmeas de Inventário. O projeto BEPP foi utilizado para o aprimoramento do modelo em relação à retenção de água e queda de folhedo. Para tanto, utilizou-se de dois tratamentos: o tratamento fertilizado irrigado e o tratamento controle (fertilização tradicional sem irrigação). A quantidade máxima de água no solo adotada pelo modelo, antes considerada como um valor constante, passou a variar segundo a dinâmica de crescimento e exploração do sistema radicular. Esta modificação melhorou a estimativa de biomassa do tronco. No aprimoramento do modelo para a queda de folhedo, ajustou-se quatro modelos: linear; logístico; não lineares e modelo combinado. Todos proporcionaram melhores estimativas da taxa de queda de folhedo do que a função atualmente adotado pelo 3-PG com destaque para o modelo combinado, o qual representou duas fases da queda de folhedo: antes e após o fechamento do dossel. Usando os 113 pares de parcelas gêmeas, verificou-se que 63% responderam à fertilização após 48 meses de instalação do experimento, com ganho médio de 12% em produtividade. Com estas parcelas gêmeas foi possível calibrar e validar o modelo 3-PG para a produtividade atingível e real, com adequada precisão. O FR foi correlacionado à somas de bases do solo (Ca, Mg e K), as quais explicaram as maiores respostas à fertilização, sendo possível determinar uma equação para este modificador. Após a calibração e validação e adequações do modelo foi possível zonear a produtividade real do nordeste do estado de São Paulo. O déficit de pressão de vapor e água no solo foram os fatores que mais limitaram o crescimento do Eucalyptus nesta área. / The 3-PG (Physiological Principles in Predicting Growth,) is the most widespread ecophysiological model in the forest sector to predict the forest growth. It is driven by intercepted radiation with the maximum canopy quantum efficiency, which is limited by the temperature, vapour pressure deficit, available soil water, stand age and site fertility, assimilating the carbon into the forest; supported by physical and ecophysiological processes. However, after almost 15 years of development and use, associated by new scientific knowledge in forest research, some improvement in this model can be done, such as: soil water content and litterfall rate. The objectives of this thesis were improve the 3-PG model and zone the real productivity of Eucalyptus plantation in northeast of São Paulo State. The specifics objectives were: i) improve the 3-PG model regarding water soil content; ii) regarding litterfall; iii) calibrate and validate the 3-PG model using the twin-plot experimental design; iv) determine the fertilization modifier (FR) using soil chemical analysis; v) zoning the real productivity for Eucalyptus plantation in northeast of São Paulo State; and vi) determine the main growth constraints. Aiming these objectives, two main research projects were used: BEPP project (Brasil Eucalyptus Produtividade Potencial) and the Twin-plot of inventory. The BEPP was used to improve the 3-PG model for water soil content and litterfall. Two treatments were used: fertilized plus rainfed and extra fertilized plus irrigation. The water soil content had a constant value and was replaced by a dynamic value, changing with root growth and exploratiion depth with the age. This modification improved the stem biomass production estimatives by the model. For the litterfall improvement, 4 functions were fitted (linear, logistic, non linear and mixed). All of those had better performance in estimating the litter fall than the original 3-PG equation, highlighting the mixed model that could represent before and after canopy closure. Using 113 pairs of twin-plots, 63% of those responded the extra fertilization after 48 months, the production gain was 12%. The twin-plots were used to calibrate and validate the 3-PG model for attainable and real productivity resulted in adequated accuracy for stem biomass estimation. The FR could be associated with chemical analysis, and sum of bases (Ca, Mg and K) were used to fit an FR equation. After calibration and valitadation of the 3-PG model, were possible to zone the real productivity in northeast of São Paulo; the two main constraints of productivity for those area were vapour pressure deficit and soil water.

A produtividade dos plantios de eucalipto no Brasil apresentou ganhos significativos nas últimas décadas devido a avanços em melhoramento genético e silvicultura. Contudo, a produção de madeira representa apenas uma fração da produtividade primária bruta (GPP). Avaliar fluxos e partição de carbono (C) entre os diferentes componentes da floresta, e estudar o uso e a eficiência de uso dos recursos disponíveis é essencial para compreender os mecanismos que controlam a produtividade de plantios intensivamente manejados. O estudo quantificou os fluxos e partição de C e a eficiência de uso da luz para a produção de lenho (LUE) em 12 parcelas em um gradiente natural de produtividade, durante o sétimo ano de um plantio comercial de Eucalyptus grandis. Nessas mesmas parcelas, na escala da árvore, foram avaliadas a dominância do crescimento, produção de lenho e LUE, identificando a representatividade de árvores dominantes e suprimidas na produtividade do povoamento. O estudo do balanço de C e a aplicação da teoria da ecologia da produção em diferentes escalas objetivaram ampliar o conhecimento sobre os processos que governam a produtividade florestal. A heterogeneidade espacial dos atributos do solo e a topografia da área experimental influenciaram fortemente os fluxos componentes da GPP e sua partição, gerando um gradiente de produtividade. A produtividade de lenho variou de 554 gC m-2 ano-1 na parcela com menor GPP a 923 gC m-2 ano-1 na parcela com maior GPP. O fluxo de C para o solo variou de 497 gC m-2 ano-1 a 1235 gC m-2 ano-1 sem relação significativa com GPP. A partição do GPP para produção de lenho aumentou de 0,19 a 0,23, com tendência de aumento com o GPP (R2=0,30, p=0,07). A LUE aumentou em 66% (de 0,25 gC MJ-1 para 0,42 gC MJ-1) com a GPP, como resultado da elevação do fluxo e partição de C para produção de lenho. Ao longo do gradiente de produtividade, parcelas com alta eficiência quântica do dossel também mostraram alta LUE. A dominância do crescimento entre árvores teve forte impacto sobre a produtividade do povoamento. As 20% maiores árvores apresentaram em média 38% da biomassa de lenho e representaram 47% da produção de lenho. Características das folhas sugeriram que a maior produtividade de árvores dominantes, em relação às suprimidas, pode resultar de diferenças no controle estomático e não na capacidade fotossintética. A ecologia da produção na escala da árvore mostrou que os indivíduos dominantes produziram mais madeira por terem absorvido mais radiação e pela maior eficiência do uso da luz, comparativamente às árvores suprimidas. Em média, uma árvore suprimida cresceu 1,2 kg ano-1 de lenho, absorveu 2,9 GJ ano-1 de radiação e teve uma LUE de 0,4 g MJ-1. Já uma dominante cresceu 37 kg ano-1, absorveu 38 GJ ano-1 com mais que o dobro da eficiência (1,01 g MJ-1). Estudos sobre o balanço de carbono e ecologia da produção em diferentes escalas são essenciais para aperfeiçoar o conhecimento sobre os processos que controlam a produtividade de madeira e a fixação de carbono, e aprimorar os modelos ecofisiológicos. / The productivity of the eucalypt plantations in Brazil showed significant increase over the last decades, due to improvement in breeding and silviculture. However, wood production represents only a fraction of the gross primary production (GPP). Assessing carbon (C) fluxes and partitioning among forest components, and evaluate use and use efficiency of the available resources is essential to understand mechanisms driving productivity of intensively managed plantations. The study quantified fluxes and partitioning of C and light use efficiency for stem production (LUE) in 12 plots across a natural gradient of productivity during the seventh year of a commercial Eucalyptus grandis. Within these plots, at tree level, were evaluated growth dominance, stem production and LUE, identifying representativeness of dominant and suppressed trees to stand productivity. The study of C budget and the application of the production ecology theory at different levels aimed increase the knowledge about the processes driving forest productivity. The spatial heterogeneity of soil attributes and topography across the experimental site strongly influenced the component fluxes of GPP and partitioning, generating a gradient of productivity. Stem production ranged from 554 gC m-2 year-1 at the lowest GPP plot to 923 gC m-2 year-1 at the highest GPP plot. Total below ground carbon flux (TBCF) ranged from 497 g C m-2 year-1 to 1235 g C m-2 year-1, with no relationship to ANPP or GPP. Stem NPP:GPP partitioning ratio increased from 0.19 to 0.23 showing a trend of increase with GPP (R2=0.30, p=0.07). LUE increased by 66% (from 0.25 gC MJ-1 to 0.42 gC MJ-1) with GPP, as a result of the increased C partitioned and flux to stem NPP. Across the gradient of productivity, plots with the highest canopy quantum efficiency also showed the highest LUE. Growth dominance between trees showed a strong impact on stand productivity. The 20% larger trees accounted for 38% of stem biomass and represented 47% stem production. Leaf characteristics suggested that dominant trees were more productive, in relation to suppressed, may result in differences on stomatal control and not on photosynthetic capacity. The production ecology at tree level showed that dominant trees produced more wood by absorbing more radiation and due to higher light use efficiency, comparing to suppressed trees. On average, a suppressed tree grew 1,2 kg year-1 of stem, absorbed 2,9 GJ year-1 of radiation with a LUE of 0.4 g MJ-1. Although, a dominant grew 37 kg year-1 of stem, absorbed 38 GJ year-1 of radiation with the double of efficiency (1.01 g MJ-1). Studies regarding carbon balance and production ecology at different levels are essential to improve the knowledge on processes controlling wood production and carbon uptake, and develop ecophysiological models.

Pleurostima purpurea (Velloziaceae) é uma espécie rupícola encontrada em afloramentos rochosos do estado do Rio de Janeiro, sudeste do Brasil. Por apresentar notável capacidade de tolerar a dessecação vegetativa, este estudo teve o intuito de esclarecer detalhes sobre a estratégia ecofisiológica utilizada por tais plantas frente à desidratação do ambiente e as vantagens associadas ao processo. Para tanto foi analisada a dinâmica de trocas gasosas, o conteúdo de pigmentos fotossintéticos e o conteúdo relativo de água de tecidos foliares durante os processos de dessecação e reidratação de indivíduos adultos cultivados. Comportaram-se como homeohídricas típicas economizadoras de água sob condição de seca moderada que, quando agravada, assumiram o comportamento de pecilohídricas e peciloclorófilas. A suspensão da irrigação provocou o fechamento estomático sob conteúdo relativo de água foliar acima de 90%, levando a restrições sobre a transpiração e assimilação líquida de carbono até o estabelecimento da anabiose. Durante este processo, houve um atraso na diminuição do CRAfoliar em relação ao CRAplanta-solo. A degradação das clorofilas acompanhou a diminuição do CRAfoliar, o qual alcançou o valor médio mínimo de 17% sem incorrer na abscisão das folhas, enquanto sua resíntese somente se iniciou após a total reidratação dos mesmos tecidos. Durante todo este processo o conteúdo de carotenóides manteve-se estável. 12 horas de reidratação do solo de cultivo foram suficientes para a retomada respiratória. Um balanço positivo de CO2 foi observado a partir da 36ª hora de reidratação quando o grau de abertura estomática passou a ser maior do que o observado para o grupo controle. Comparando-se com as condições iniciais, 84 horas de reidratação foram suficientes para a recuperação fotossintética mesmo com uma recuperação apenas parcial do conteúdo de clorofilas. Assim como os tecidos foliares, suas raízes também devem ser tolerantes à dessecação. / Pleurostima purpurea (Velloziaceae), a rupicolous flowering species found in rock outcrops in Rio de Janeiro state, southeastern Brazil, show notable capacity to endure vegetative desiccation. This study had the intent to show more details about the ecophysiological strategy used by these plants facing a drying ambient and the advantages associated with the process. For this, it was analised the gas exchanges, photosynthetic pigments content, and relative water content of leaf tissues during desiccation and rehydration of cultivated individuals. They behaved typicaly as homeohydrics water savers under moderated drought condition that, when aggravated, prosecute with poikilohydric and poikilochlorophyllous behavior. After watering suspension, stomatic closing was observed under a relative leaf water content up to 90% that resulted in gas exchanges restrictions until the anabiosis. During this process, it was observed a delay in the leaf relative water content (RWCleaf) decrease comparing to the plant-soil relative water content (RWCplant-soil). The chlorophylls degradation acompanished the RWCleaf decrease, which achived the minimum average value of 17% without incur in leaves abscission, while its resynthesis just begun after the full leaves rehydration. During all of this process, the carotenoids content remained stable. Twelve hours of soil rehydration were sufficient for the respiration retake. A positive carbon balance was observed since the 36th hour of rehydration, when the degree of stomatic opening became bigger than that observed for the control group. Comparing with inicial conditions, 84 hours of rehydration were sufficient to photosynthetic recovery, even just with a parcial recovery of chlorophyll content. As well as the leaf tissues, its roots might be desiccation tolerants.

O presente trabalho objetivou uma melhor compreensão do comportamento ecofisiológico do cafeeiro (Coffea arabica L.) sob diferentes condições de cultivo sejam, intensidade de sombra e demais interações com a seringueira (Hevea brasiliensis Müell. Arg.). Procurou-se evidenciar a competição por luz e água em função da distância das árvores e conseqüente diferente intensidade de competição. As hipóteses desse trabalho são: 1. A redução da disponibilidade de luz pelas árvores afeta o crescimento dos cafeeiros positivamente pela redução da transpiração e negativamente pela redução da fotossíntese líquida expressa como acúmulo de matéria seca da parte aérea; 2. Existe competição por luz entre o cafeeiro e a árvore sombreadora, sendo esta proporcional à distância entre as culturas e ao tamanho da árvore sombreadora; 3. O modelo matemático utilizado descreve adequadamente a disponibilidade de luz à cultura intercalar e pode ser uma importante ferramenta no desenho de sistemas agroflorestais (SAFs). O experimento foi instalado no campo experimental do Dept. de Produção Vegetal da Escola Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz” - ESALQ/USP em Piracicaba-SP (22°42’30” S, 47°38’00” W - altitude 554 m) num delineamento em faixas (Strip-Plot), onde a distância do cafeeiro em relação às árvores define um tratamento, com níveis de interações entre as culturas a depender desta variável. De acordo com os dados experimentais obtidos pôde-se concluir que: 1. No intervalo entre 100 a 45% da irradiância disponível não houve redução no acúmulo de matéria seca dos cafeeiros. Maiores reduções da irradiância disponível levaram à diminuição do acúmulo de matéria seca diretamente proporcional, bem como modificações em suas características morfológicas e fisiológicas dada à adaptação a estas condições; 2. O sombreamento teve um efeito positivo na redução da transpiração por unidade de área foliar e por planta. Por outro lado teve um efeito negativo aumentando a transpiração por unidade de irradiância disponível; 3. O modelo matemático proposto por Goudriaan (1977) simulou bem a disponibilidade de irradiância à cultura intercalar, com boa aproximação entre os valores medidos e estimados. Assim, sua disponibilidade está relacionada com a distância e tamanho das árvores sombreadoras. / The main objective of the present work was the better understanding of the ecophysiological interactions within rubber trees (Hevea brasiliensis Müell. Arg.) and coffee plants (Coffea arabica L.). Above and below ground interactions were analyzed as a function of tree distance and consequent competition intensity. The main hypotheses of this research were: 1. Reduction on light availability due to trees affects the coffee plant growth positively by the transpiration reduction and negatively by the net photosynthesis reduction expressed by dry matter accumulation; 2. There are light competition between coffee plants and shade trees, been this proportional to the distance among crops and tree size; 3. The mathematical model used described adequately the light availability to the associated crop and can be an important tool on agroforestry system (AFS) design. The experiment was established in an experimental field belonging to the Dept. of Plant Production - ESALQ/USP at Piracicaba-Brazil (22°42’30” S, 47°38’00” W - altitude 554m) in random blocks with 11 treatments in a “Strip-Plot” design, where interactions intensity between crops were determined by the distances of the coffee plants to the tree. According to the experimental data obtained it was possible to concluded: 1. In the interval of 100 to 45% available irradiance coffee plants did not showed reduction on dry matter accumulation. Further reductions on available irradiance led to reduction on dry matter accumulation directly proportional, as well as to modifications on morphological and physiological characteristics due to its adaptation to these conditions; 2. Shade had a positive effect reducing transpiration per unit of leaf area and per plant. On the other hand had a negative effect rising the transpiration per unit of available irradiance; 3. The mathematical model proposed by Goudriaan (1977) presented a good simulation of the available irradiance to the associated crop, with good approximation between measured and simulated values. So, it availability is related to the distance and size of the shade trees.