The most frequent soils in the São Paulo State Coastal Plain are Podzols, characterized by strong to moderate hydromorphic to well-drained podzolization with very well developed podzol-B horizons (Bh or Bhm). Podzolization processes include the effects of hydrology and rooting on profile morphology and the subsequent effects of improved drainage. A Podzol chrono-hydrosequence was described in detail on a cliff at the south coast of Ilha Comprida, a Holocene barrier island, and allowed a subdivision into four distinct groups: poorly-drained profiles, profiles with well-drained B horizons, strongly rooted profiles and superposed profiles. The morphological description and some observations about the exposure cliff were essential for grouping and differentiating the podzol profiles. Some well-drained podzols have OM-depleted mottles that are related to selective decomposition of organic matter (OM) by microorganisms. Such mottles are frequently associated to root channels. Seventeen profiles were studied, thirteen had depletion mottles scattered along the profile. Most of these mottles are whitish and are located preferentially in the horizons of transition between the E and B horizons, particularly in conditions of good drainage. Such mottles have certain morphological differences and may be grouped according to similarities in their morphology and their position in the profile. Distinct groups are: (a) concentric OM-depleted mottles; (b) circular/tubular OM-depleted mottles (burrows); (c) dotted OM-depleted mottles; (d) ghost OM-depleted mottles; (e) irregular OM-depleted mottles and (f) Fe-depleted mottles. The chemical composition of soil organic matter was studied in detail using pyrolysis in combination with gas chromatography/mass spectrometry (Py-GC/MS). Samples of all horizons of the distinct profiles studied were taken, as well as from the center of the mottle (M) and from the direct surroundings (S). The processes involved in the genesis of Podzols in the sandy coastal plain are directly related to drainage, the contribution of dissolved organic matter (DOM), the contribution of organic matter derived from roots, the chemical composition of organic matter and its decomposition by microorganisms, causing a large variation in adjacent Podzols. The well-drained Podzols differ in characteristics from the poorly drained ones in composition and deposition of OM, as well as its decomposition, which is directly related to the activity of groups of microorganisms. They also differ in the relative contribution of OM-derived from roots and DOM. There is a wide variation in the characteristics of decomposition by microorganisms between the profiles of Podzols permanently exposed to air and marine spray (the cliffs) on Ilha Comprida and those inland (pits). There are therefore two main processes that change the morphology of Podzols (OM and composition): (a) change in drainage and rooting, and (b) exposure to air. / Os solos mais frequentes na Planície Costeira do Estado de São Paulo são os podzóis, caracterizados por podzolização com hidromorfismo forte a moderado a bem drenado com horizontes B-podzol muito bem desenvolvidos (Bh ou Bhm). O processo de podzolização inclui os efeitos da hidrologia e do enraizamento no perfil e os efeitos subsequentes da drenagem melhorada. Uma crono-hidrosequencia de podzóis foi descrita em detalhes em um barranco na costa sul da Ilha Comprida, uma ilha barreira do Holoceno, e permitiu uma subdivisão em quatro grupos distintos: perfis mal drenados, perfis com horizonte B bem drenados, perfis fortemente enraizados e perfis superpostos. A descrição morfológica e algumas observações sobre o barranco exposto foram essenciais para o agrupamento e diferenciar os perfis de podzóis. Alguns desses podzóis bem drenados possuem manchas esbranquiçadas que estão relacionadas com a seletiva decomposição da matéria orgânica (MO) por microorganismos. Tais manchas são freqüentemente associadas aos canais radiculares. Foram estudados dezessete perfis, dos quais treze apresentaram manchas de esgotamento espalhadas ao longo do perfil. A maioria destas manchas são esbranquiçadas e estão localizadas preferencialmente nos horizontes de transição entre os horizontes E e B, particularmente em condições de boa drenagem. Tais manchas possuem algumas diferenças morfológicas e puderam ser agrupadas de acordo com semelhanças na sua morfologia e da sua posição no perfil. Os grupos são: (a) manchas concêntricas de depleção da MO; (b) manchas circulares/tubularess de depleção da MO (tocas); (c) manchas pontilhadas de depleção da MO; (d) manchas fantasmas de depleção da MO; (e) manchas irregulares de depleção da MO; e (f) manchas de depleção de Fe. A composição química da matéria orgânica do solo foi estudada em detalhe por pirólise em combinação com cromatografia em fase gasosa/espectrometria de massa (Py-CG/EM). Amostras de todos os horizontes dos perfis estudados foram coletadas, bem como amostras do centro das manchas (M) e do solo adjacente (S). Os processos envolvidos na gênese de podzóis da planície costeira arenosa estão diretamente relacionados com a drenagem, a contribuição de matéria orgânica dissolvida (MOD), a contribuição de matéria orgânica derivada de raízes, a composição química da matéria orgânica e sua decomposição por microorganismos, causando uma grande variação no podzóis. Os podzóis bem drenados diferem em características dos mal drenados em composição e deposição de MO, bem como a sua decomposição, que está directamente relacionada com a actividade dos grupos de microrganismos. Eles também diferem na contribuição relativa da MO derivada de raízes e MOD. Existe uma grande variação nas características da decomposição por microorganismos entre os perfis de podzóis permanentemente expostas ao ar e spray marinho (falésias) na Ilha Comprida e os do interior (trincheiras). Há, portanto, dois processos principais que alteram a morfologia de podzóis (composição da MO): (a) mudança na drenagem e enraizamento, e (b) a exposição ao ar.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O presente trabalho teve o objetivo testar se a composição isotópica de carbono e nitrogênio (δ13C e δ15N) do perifíton, do material orgânico particulado e das algas filamentosas acompanha o gradiente de impacto antropogênico presente na Bacia Hidrográfica Guapi-Macacu, no estado do Rio de Janeiro. O gradiente de impacto nesta área é formado pelo desmatamento da vegetação ripária, atividades agropecuárias e urbanização. Os valores de δ13C dos componentes estudados não acompanharam o impacto presente nas microbacias dos pontos estudados. Apenas o δ15N do perifíton e das algas filamentosas acompanharam o impacto. Seus valores aumentam com o aumento do impacto mostrando que assimilam o material proveniente de fontes antropogênicas como esgoto e fertilizantes. O δ15N do perifíton mostrou-se muito sensível às mudanças da paisagem do entorno do rio presentes na região. Assim, a composição isotópica do nitrogênio do perifíton pode ser uma importante ferramenta para aplicação de monitoramento e recuperação da integridade de sistemas aquáticos da região / We investigate if isotopic composition of streams system components can respond to anthropogenic alterations in a river landscape. In recent years environmental managers have sought biomonitoring tools that reflect ecosystem functioning as well as correlating sensitively with impacts. Stable isotope ratios of carbon and nitrogen relate to food webs and nutrient cycling as well as to potential sources of pollution. In this study we tested if the stable isotopic composition of carbon and nitrogen (δ13C and δ15N) of periphyton, fine particulate organic matter and filamentous algae responded to anthropogenic impacts in the Hydrologic Basin of Guapi-Macacu, close to Rio de Janeiro city, Brazil. The anthropogenic impacts were riparian deforestation, agriculture, pasture and urban occupation. We quantified these using satellite imagery and measurement of water chemistry. The δ13C values of periphyton, FPOM and algae did not respond to anthropogenic alteration. δ15N values of periphyton and of filamentous algae increased with landscape alteration. This is probably because these compnents assimilate enriched anthropogenic inputs such as sewage and fertilizers. δ15N of periphyton was very sensitive to small changes in landuse and was linearly related to percent alteration. We suggest that it can be a powerful tool for monitoring and restoration programs of this region.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The objective of this research was to evaluate of three grazing systems (GS) with Elephant grass (EG) + Italian ryegrass (IR) + spontaneous growing species (SGS); EG + IR + SGS + Forage peanut (FP); and EG + IR + SGS + Red clover (RC), in order to use the area in rotational grazing during all agricultural year. EG was planted in rows with a distance of 4 m each one of them. In the cool-season, IR was sowed between rows of EG; RC was sowed and the FP who has found established since 2006 was preserved on respectively GS. Experimental design was completely randomized with three treatments (GS), two replicates (paddocks) and independent evaluations (grazing cycles). For evaluation, were used lactating Holstein cows receiving 1% of BW day-1 feed supplement concentrate. The pre and post forage mass parameters, botanical and structural composition, forage production and stocking rate were evaluated. Samples were collected by the handplucking method to analyze the organic matter, mineral matter, crude protein (CP), neutral detergent fiber (NDF), in situ organic matter digestibility (ISOMD), in situ dry matter digestibility (ISDMD) of forage. Eight grazing cycle were performed during the experimental period (357 days). The values of forage production and stocking rate were 15.03, 16.33, 17.03 t ha-1 and 3.57, 3.52 and 3.65 animal unit ha-1, respectively grazing systems. Grazing systems involving grasses and forage legumes in different cycles provide use of the area during the agricultural year in rotational grazing with dairy cattle. SGS increased significantly (P≤0.05) over in GS without forage legume. Higher value of CP, ISOMD and lower of NDF for GS mixed with forage legumes. Considering the herbage mass, stocking rate and nutritive value, the pastures mixed to forage legumes showed better performance. / O objetivo desta pesquisa foi avaliar três sistemas forrageiros (SF) com capim elefante (CE) + azevém (AZ) + espécies de crescimento espontâneo (ECE); CE + AZ + ECE + amendoim forrageiro (AM); e CE + AZ + ECE + trevo vermelho (TV), com o intuito de utilização da área em pastejo rotativo durante todo o ano agrícola. O CE foi estabelecido em linhas afastadas a cada 4 m. No período hibernal fez-se o estabelecimento do AZ entre as linhas do CE; o TV foi semeado e o AM que já se encontrava estabelecido desde 2006, foi preservado, considerando os respectivos tratamentos. O delineamento experimental foi o inteiramente casualizado, com três tratamentos (SF), duas repetições (piquetes) e avaliações independentes (ciclos de pastejo). Para avaliação foram utilizadas vacas da raça Holandesa em lactação, que receberam suplementação alimentar com concentrado à razão de 1% do peso corporal dia-1. Foram avaliados parâmetros de massa de forragem pré e pós pastejo, composições botânica e estrutural, produção de forragem e taxa de lotação. Para analisar a matéria orgânica, matéria mineral, a fibra em detergente neutro (FDN), a proteína bruta (PB), a digestibilidade in situ da matéria seca (DISMS) e a digestibilidade in situ da matéria orgânica (DISMO) da forragem, foram coletadas amostras de pastejo simulado. Durante o período experimental (357 dias) foram efetuados oito ciclos de pastejo. Os valores de produção de forragem e de taxa de lotação foram de 15,03; 16,33; 17,03 t ha-1 e 3,57; 3,52 e 3,65 UA ha-1, respectivamente para os sistemas forrageiros. Sistemas forrageiros, envolvendo gramíneas e leguminosas de diferentes ciclos, proporcionam a utilização da área durante todo o ano agrícola em pastejo rotativo com bovinos leiteiros. Houve aumento significativo (P≤0,05) para ECE na pastagem sem leguminosa. Foram observados maiores valores de PB, DISMO e menores de FDN para os SF consorciados com leguminosas. Considerando a massa de forragem, a taxa de lotação e o valor nutritivo, as pastagens consorciadas com leguminosas forrageiras apresentaram melhor desempenho.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Susceptibility to soil degradation is a function of disturbance intensity and structure resistance, which is usually described by mesoscale properties. However, soil mechanical strength in the microscale (micromechanical) evaluated by rheology is not well known. The objective was to evaluate the micromechanical resistance of soils of Rio Grande do Sul through amplitude sweep tests under oscillatory shear, to know the variables that influence this resistance and to evaluate its relationship with physical and mechanical properties in mesoscale. Surface and subsurface horizons of eight soils, Oxisol (4), Ultisol (2), Alfisol (1) and Vertisol (1), were characterized for particle size, mineralogy, chemical, physical and mechanical in micro and mesoscale. The micromechanical resistance of soils was evaluated by rheological curves and parameters, and the influence of water content on rheological parameters was evaluated by regression analysis. The influence of soil composition on rheological parameters and the relationship between rheological parameters and physical and mechanical properties were evaluated by correlation analysis and principal component analysis. There was great variation between soils and horizons according its constitution of particle size, mineralogy and chemistry, where sand, clay, total carbon and presence of 2:1 clay minerals were the most influential factors on rheological behavior of the soils. Soil matric potential also had a strong influence on micromechanics resistance of soils. There were correlations of rheological parameters with physical properties (bulk density and soil porosity), but few correlations with mesomechanical properties (uniaxial compressibility and direct shear). The higher silt and clay content increased the microstructural resistance of the soil, where higher sand content decreased this resistance. The predominance of smectite in clay fraction increased the microstructural elasticity; the increased of kaolinite decreased the elasticity and the increased of iron oxides raised the microstructural stiffness (shear stress) of the soils. Increased water pressure increased micromechanical resistance of most soils due to meniscus force, occurring reduction in micromechanics stiffness at 10 kPa pressure due to presence of pseudosand associated with low bulk density. The increase of carbon content increased soil elasticity, but decreased soil rigidity; and cations content correlated only indirectly with rheological parameters. The larger correlation between rheological parameters and physical properties is probably due to aggregation factors being the same in both scales, such as particle size, mineralogy and their interactions. On the other hand, the low relation of soil mechanical resistance in micro and mesoscale seem influenced by different factors related to soil composition and structure. / A suscetibilidade do solo à degradação é função da intensidade da perturbação e da resistência da estrutura, a qual é normalmente descrita por propriedades em mesoescala. Entretanto, a resistência mecânica do solo em microescala (micromecânica) avaliada por meio da reologia é pouco conhecida. O objetivo foi avaliar a resistência micromecânica de solos do Rio Grande do Sul com o uso de testes de varredura de amplitude por cisalhamento oscilatório, conhecer as variáveis que influenciam essa resistência e avaliar sua relação com propriedades físicas e mecânicas em mesoescala. Os horizontes superficial e subsuperficial de oito solos das ordens Latossolo (4), Argissolo (2), Planossolo (1) e Vertissolo (1) foram caracterizados quanto à granulometria, mineralogia, propriedades químicas, físicas e mecânicas em micro e mesoescala. A resistência micromecânica dos solos foi avaliada por curvas e parâmetros reológicos e a influência do conteúdo de água sobre parâmetros reológicos foi avaliada por análise de regressão. A influência da composição do solo nos parâmetros reológicos e a relação entre parâmetros reológicos e propriedades físicas e mesomecânicas foram avaliadas por análise de correlação e análise de componentes principais. Houve grande variação entre os solos e horizontes quanto à sua constituição granulométrica, mineralógica e química, sendo areia, argila, carbono e presença de argilominerais 2:1 os fatores que mais influenciaram o comportamento reológico dos solos. A tensão de água também teve forte influência na resistência micromecânica dos solos. Foram verificadas correlações de parâmetros reológicos com propriedades físicas (densidade e porosidade do solo), mas poucas correlações com propriedades mesomecânicas (compressibilidade uniaxial e cisalhamento direto). O aumento dos teores de silte e argila aumentou a resistência micromecânica do solo, enquanto maiores teores de areia diminuíram essa resistência. O predomínio de esmectita na fração argila aumentou a elasticidade microestrutural; a caulinita diminuiu a elasticidade; e o aumento de óxidos de ferro aumentou a rigidez (tensão de cisalhamento) microestrutural dos solos. O aumento da drenagem aumentou a resistência micromecânica da maioria dos solos devido ao aumento das forças de meniscos, ocorrendo redução da rigidez micromecânica na tensão de água de 10 kPa em horizontes com presença de pseudoareia associada com baixa densidade do solo. O incremento dos teores de carbono aumentou a elasticidade do solo, mas diminuiu sua rigidez; e os teores de cátions correlacionaram-se indiretamente com parâmetros reológicos. A maior relação entre parâmetros reológicos e propriedades físicas decorre, provavelmente, dos fatores de agregação serem os mesmos em ambas as escalas, como a granulometria, a mineralogia e suas interações. Por outro lado, a relação da resistência mecânica do solo em micro e mesoescala foi pequena, pois parecem influenciadas por diferentes fatores relacionados à composição e estrutura do solo.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:35:01Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-12-16Bitstream added on 2014-06-13T19:44:47Z : No. of bitstreams: 1 pinto_zv_dr_botfca.pdf: 894968 bytes, checksum: 522dc825bbc64c7631c86fa63430a259 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A murcha de Fusarium spp. em crisântemo é responsável por sérios prejuízos à cultura no Brasil. Uma alternativa para o seu controle é o uso de substrato supressivo, o qual pode ser obtido pela adição de fontes de matérias orgânicas. Dessa forma, o presente trabalho teve por objetivo desenvolver um substrato supressivo à murcha do Fusarium em crisântemo com a introdução de matéria orgânica em substratos comerciais. Para tanto, lodo de esgoto e lodo de esgoto compostado; torta de mamona; esterco suíno; cama aviária; compostos comerciais Lanzi®; casca de camarão, biofertilizante e hidrolisado de peixe foram incorporados a substratos à base de casca de Pinus e de turfa em diferentes concentrações e combinações. Os experimentos foram realizados em propriedade produtora de crisântemo Bola-belga com problemas de Fusarium. Em todos os experimentos o número mínimo de repetições foi de 20 vasos por tratamento. Transcorridas 8, 12, 15 e 20 semanas do transplantio foi avaliada a severidade da doença por uma escala de notas de 0 para planta sadia a 5 para planta morta. Com os dados foram calculadas as áreas abaixo da curva de progresso da severidade da murcha de Fusarium. Além disso, foram realizadas análises dos atributos químicos e da atividade microbiana dos substratos bem como do desenvolvimento das plantas. O lodo de esgoto, lodo de esgoto compostado, cama aviária, casca de camarão e o composto Lanzi® induziram a supressividade do substrato à base de casca se Pinus e/ou de turfa, controlando a murcha de Fusarium. Por outro lado, esterco suíno, torta de mamona, hidrolisado de peixe, quitosana e Trichoderma asperellum não interferiram na supressividade à doença. Substratos obtidos com lodo de esgoto e cama aviária, em mistura ou não, nas concentrações de 10, 20 e 30% (v/v) foram os mais adequados do ponto de vista de indução de supressividade... / Fusarium spp. wilt causes serious damages to chrysanthemum crops in Brazil. An alternative for its control is the use of suppressive plant growth media, which can be obtained by the addition of organic matter to container media. The objective of the present work was to develop a plant growth media suppressive to the Fusarium spp. in chrysanthemum with the introduction of organic matter to commercial container media. Sewage sludge and sewage sludge compost; castorbean presscake, swine manure; poultry litter; shrimp peel, biofertilizer, chitosan and fish hydrolyzed were incorporated to pine-bark and turf container media in different concentrations and combinations. The experiments were conducted in a Belgianchrysanthemum variety producing property with a Fusarium problem. In all experiments the minimum number of repetitions was 20 containers per treatment. Eight, 12, 15 and 20 weeks following transplanting the severity of the disease was evaluated according to a progressive scale from 0 (healthy plant) to 5 (dead plant). Areas under the disease progress curve for disease severity of Fusarium wilt were calculated. Chemical and microbiological attributes of container media and plant development were analyzed. The sewage sludge, sewage sludge compost, poultry litter, shrimp peel and the Lanzi® compost induced the suppressiveness of pine bark and/or turf container media, controlling the wilt. On the other hand, swine manure, castorbean presscake, fish hydrolyzed, chitosan and Trichoderma asperellum did not affect the suppressiveness to the disease. Plant growth media with sewage sludge and poultry litter, in mixture or alone, in the concentrations of 10, 20 and 30% (v/v) were the most appropriate from the point of view of induction of suppressiveness and product quality, being the plant growth media recommended... (Complete abstract click electronic access below)

O objetivo do presente estudo foi avaliar, através da análise de n-alcanos e de suas razões isotópicas, a influência da abertura do canal artificial do Valo Grande (VG) nas fontes de matéria orgânica (OM) do Sistema Estuarino-Lagunar de Cananéia-Iguape (CIELS). Os compostos foram analisados em quatro testemunhos, 22 sedimentos superficiais e em folhas de nove espécies de plantas dominantes na região de estudo. Os parâmetros avaliados nas folhas amostradas permitiram separar as espécies estudadas em monocotiledôneas e dicotiledôneas, e em vegetação lenhosa de mangue e de restinga. Esta separação foi útil na identificação das fontes de OM do CIELS. Os dados dos sedimentos superficiais mostraram que a principal fonte de OM no sistema é a vegetação de restinga. Esta se dá principalmente na região norte, onde está presente o VG. A influência fitoplanctônica, das macrófitas emersas e da vegetação de mangue é maior na região sul. Os dados dos testemunhos mostraram que a abertura do VG aumentou a contribuição da vegetação de restinga e das macrófitas aquáticas na OM presente ao longo do CIELS, diminuindo a influência fitoplanctônica e das macrófitas emersas. Assim, a qualidade e quantidade de OM do CIELS foram influenciadas pela presença do VG. / This study aimed to verify, through the use of n-alkanes and their isotopic composition, the influence of the Valo Grande artificial channel (VG) on organic matter (OM) sources of the Cananéia-Iguape Estuarine-Lagoon System (CIELS). The compounds were analyzed in four cores, 22 surface samples and nine dominants plants species leaves sampled on the studied area. The parameters evaluated on the leaves permitted to group the studied species in mono and dicotyledonous, and in mangrove and resting vegetation. This was useful to identify the OM sources on the CIELS. The surface sediment data showed that the CIELS OM is mainly composed by restinga vegetation. This occurs mainly on the northern region, where the VG is present. The influence of phytoplankton, of emergent macrophytes and of mangrove trees is higher on the southern region. The cores data showed that the VG opening increased the influences of Atlantic Forest and aquatic macrophytes on the CIELS OM, decreasing the emergent macrophytes and the phytoplankton influence. So, the type and the amount of OM on the CIELS are influenced by the VG presence.

Made available in DSpace on 2016-06-02T18:57:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2491.pdf: 971002 bytes, checksum: 1c30ad7bd5beabc3642c702b6b83f1b9 (MD5) Previous issue date: 2009-03-26 / The objective of this work was to evaluate the effect of fish hydrolysed in soil suppression against ginger yellow caused by Fusarium oxysporum f. sp. zingiberi, in a property in Tapirai, SP with no use of fungicides. Fish hydrolysed was applied directly in the soil at 0, 500, 1000, 2000 e 4000 l/ha in two different periods. The development and productivity of plants, microbial soil activity (carbon of microbial biomass, respiration, hydrolise of fluorescein diacetate, and fungi and bacteria populations) and disease incidence was evaluated 10, 70, 140, 190, and 240 days after the first application, except productivity. There were no effects of fish hydrolyzed on plant development, yield, and microbiological activity. On the other hand, it was observed a reduction in the incidence of Fusarium, when the fungus was isolated from rhizomes in petri dish and selective media. The price reduction of ginger in the local market at the last two year and the increase of disease incidence, associated with the cost of control, led the growers to a severe reduction of capitalization and disappointment with the future of the agriculture in the region. / O objetivo do presente estudo foi avaliar o potencial do hidrolisado de peixe em induzir a supressividade do solo ao amarelo do gengibre, causado por Fusarium oxysporum f. sp. zingiberi, em uma propriedade localizada no município de Tapiraí, SP, onde o cultivo é realizado sem o uso de fungicidas. Para tanto, foram aplicados ao solo 0, 500, 1000, 2000 e 4000 l/ha do hidrolisado de peixe, em duas épocas, sendo avaliado o desenvolvimento e a produtividade das plantas, a atividade microbiana do solo (carbono da biomassa microbiana; respiração; hidrólise de diacetato de fluoresceina e comunidade de fungos e bactérias) e a incidência da doença, com exceção da produtividade, as demais avaliações foram realizadas após 10, 70, 140, 190 e 240 dias da primeira aplicação do produto. Não houve efeito do hidrolisado de peixe no desenvolvimento, produtividade e qualidade do gengibre, nem na atividade microbiana do solo. Por outro lado, foi observada uma redução na recuperação de Fusarium dos rizomas do gengibre, quando do plaqueamento em meio de cultura seletivo. O preço do gengibre nos últimos dois anos e o aumento da incidência da doença, bem como o custo de controle, levou os agricultores à descapitalização e descrédito quanto ao futuro da cultura/atividade agrícola na região.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:31:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2941.pdf: 567635 bytes, checksum: 18b3f5d53030b198ba538da511d6b2e3 (MD5) Previous issue date: 2010-03-02 / Universidade Federal de Minas Gerais / Together with fire and climate changes, soil is considered a major determinant in the Braziliancerrado, the richest savanna in the world. Soil can influence plants by filtering species capableof acquiring resources and compete for them, but can also influence plant patterns ofallocation in defense against herbivory. Although many studies focused on plant soilrelationship in cerrado, few focused on the influence of soil at fine scale. We expectedcommunity descriptors, such as floristic composition, richness, evenness, diversity, and totalabundance to be related to soil features at fine scale within a physiognomy. We also expectedplants on nutrient-poor soils to present higher anti-herbivory defenses. In a cerrado site, weplaced 100 contiguous 25 m2 plots, in which we identified all woody individuals, measuredsoil variables and the following leaf traits: specific leaf area, C:N ratio, water content,toughness, trichomes, latex, and presence of tannins, alkaloids, and terpenoids. We did apartial redundancy analysis to test for relationship between soil features and floristiccomposition, controlled for spatial dependence. We also did multiple regression or spatialautoregressive models to test for relationships between soil features and: (1) the abundance ofthe five commonest species, (2) total abundance, (3) richness, (4) evenness, and (5) diversityand to predict defense traits based on soil features. We found no relationship between soil andfloristic composition, probably due to functional redundancy or limited dispersal. Organicmatter was positively related to Myrsine umbellata, the most abundant species, and totalabundance, and negatively related to evenness, what suggests positive feedbacks to cause thedominance by Myrsine umbellata. We also found a positive relationship between sum of basisand species richness, probably reflecting a fertility gradient. Contrary to our expectations, wefound no relationship between total defenses and total soil fertility or soil variables, whatcould result from low variability in soil fertility at fine scale or of high phenotypic variability.Presence of tannins was positively related to organic matter, possibly reflecting a strategytowards lower tolerance due to low reserve allocation or interactions with other resources.However, since tannins decrease leaf decomposition rates, organic matter could beaccumulating in soil. Overall, we suggest that soil is an important factor structuring cerradocommunity even at fine scales and that the dominance of cerrado species could be related topositive plant-soil feedbacks. / O solo, juntamente com o fogo e as variações climáticas, é considerado um dos principaisdeterminantes do cerrado brasileiro, a savana mais rica do mundo. O solo pode influenciar asespécies de planta selecionando aquelas adaptadas a explorar e competir por recursos, mastambém pode influenciar os padrões de alocações em defesas contra herbivoria. Emboramuitos estudos tenham se voltado a entender as relações entre solo e vegetação no cerrado,poucos se focaram efeitos em escala local. De forma geral, nossa expectativa é de quedescritores da comunidade, como composição florística, riqueza, equabilidade, diversidade eabundância total estejam relacionados com o solo, mesmo em escala local, dentro de umadeterminada fisionomia, e que plantas em solos pobres em nutrientes invistam mais emdefesas contra herbivoria devido ao alto custo em repor as folhas perdidas. Em uma área decerrado, lançamos 100 parcelas contíguas de 25 m2 cada, identificamos todos os indivíduosem nível de espécies, coletamos amostras de solo e medimos os seguintes traços foliares dedefesa contra herbivoria: área foliar específica, razão C:N, quantidade de água, dureza,densidade de tricomas, quantidade de látex, e presença de alcaloides, terpenoides e taninos.Para testar a relação entre a composição florística e as variáveis do solo, usamos uma análisede redundância parcial, controlando a autocorrelação espacial. Para testar a relação entre asvariáveis do solo e (1) a abundância das cinco espécies mais abundantes, (2) a abundânciatotal, (3) a riqueza de espécies, (4) a equabilidade e (5) a diversidade de espécies; para prevera distribuição dos traços de defesa contra herbivoria por meio das variáveis do solo,utilizamos regressões múltiplas ou modelos autorregressivos, na presença de autocorrelaçãoespacial. Encontramos uma baixa relação entre o solo e a composição florística,provavelmente devido à presença de espécies funcionalmente redundantes e espécies comdispersão limitada. O conteúdo de matéria orgânica esteve positivamente relacionado àabundância de Myrsine umbellata, a espécie mais abundante na área, e à abundância total, enegativamente relacionada à equabilidade, o que sugere que um mecanismo deretroalimentação positiva pode ser a causa da dominância de Myrsine umbellata. Tambémencontramos uma relação positiva entre soma de bases e a riqueza de espécies provavelmenterefletindo um gradiente de fertilidade. Contrariamente às nossas expectativas, nãoencontramos relação entre o investimento total em defesas e a fertilidade do solo,provavelmente refletindo uma baixa variação nas variáveis do solo em escala local ouvariações fenotípicas entre indivíduos da mesma espécie ou ambas. Entretanto, a presença detaninos esteve relacionada positivamente com o conteúdo de matéria orgânica, o que poderefletir menor tolerância à herbivoria em solos mais pobres ou uma alta acumulação dematéria orgânica no solo devido à lenta taxa de decomposição de folhas com tanino. De formageral, sugerimos que o solo é um importante fator estruturando a comunidade, mesmo emescala local, e que a dominância de espécies de cerrado pode estar relacionada a mecanismosde retroalimentação positiva.

Submitted by DEIVID LOPES MACHADO null (deivid.machado@ig.com.br) on 2016-07-07T21:13:26Z No. of bitstreams: 1 TESE (Deivid Lopes Machado).pdf: 4607613 bytes, checksum: d466e01991fa3fae70f4bfe72d746a1a (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Paula Grisoto (grisotoana@reitoria.unesp.br) on 2016-07-11T20:23:20Z (GMT) No. of bitstreams: 1 machado_dl_dr_bot.pdf: 4607613 bytes, checksum: d466e01991fa3fae70f4bfe72d746a1a (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-11T20:23:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 machado_dl_dr_bot.pdf: 4607613 bytes, checksum: d466e01991fa3fae70f4bfe72d746a1a (MD5) Previous issue date: 2016-03-11 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / A composição e as características funcionais de espécies vegetais possuem grande efeito no funcionamento de ecossistemas florestais. Entretanto, o conhecimento das relações entre as características da vegetação com processos relacionados à ciclagem de nutrientes em sistemas em processo de restauração ecológica ainda é incipiente. Investigamos os efeitos de sítios e sistemas de restauração com composição e estrutura contrastantes na produção de serapilheira e na transferência de nutrientes, na fauna associada à serapilheira e na matéria orgânica do solo (MOS). Estudamos um experimento que foi implantando em 1997, no Câmpus da UNESP/FCA, em Botucatu, SP, em dois sítios com distintas características edáficas, sendo um localizado na Fazenda Lageado, que é caracterizado por apresentar textura argilosa e de maior fertilidade (Sítio 1 - Nitossolo Vermelho) e o outro localizado na Fazenda Edgardia, apresentando textura arenosa e menor fertilidade (Sítio 2 - Argissolo Vermelho Amarelo). O experimento foi delineado em blocos ao acaso, com cinco tratamentos (sistemas de restauração) e três repetições, em parcelas de 50 x 50 m (2500 m2). Em cada sítio foram implantados quatro sistemas de restauração, que se diferenciaram pelo número e composição de espécies utilizadas: semeadura direta (SEM), sistema agroflorestal (AGR), comercial para madeira e lenha (CML) e diversificado (DIV). Também faz parte do experimento um sistema controle (CON), em que não foi feito plantio (restauração passiva), e se encontra em processo de sucessão natural. Próximo a cada sítio estudamos também um fragmento de Floresta Estacional Semidecidual, como referência (REF). Caracterizamos todos os sistemas de restauração e a floresta de referência quanto ao número de espécies (riqueza rarefeita), densidade, área basal, porcentagem de indivíduos de espécies que se associam com bactérias fixadoras de nitrogênio atmosférico e porcentagem de indivíduos de espécies decíduas. Os sistemas que produziram maior quantidade de serapilheira e nutrientes, independentemente das condições do sítio, foram o comercial (CML) e o diversificado (DIV), devido, respectivamente, à maior proporção de indivíduos de espécies potencialmente fixadoras de nitrogênio atmosférico e maior riqueza de espécies. O comercial e o diversificado também foram os sistemas que mais se diferiram do controle e mais se assemelharam à referência. Os sistemas de restauração não influíram na estruturação e composição da fauna, tampouco diferiram do controle e da floresta de referência, sendo as condições do sítio e a sazonalidade os principais fatores responsáveis pelas diferenças ocorridas, um reflexo principalmente da umidade do solo e dos teores de P e Ca da serapilheira estocada. Embora nossos resultados indiquem que a riqueza de espécies e a porcentagem de fixadores de nitrogênio possuem forte influência na dinâmica da MOS, seus efeitos foram constatados somente no Sítio 1, devido à maior quantidade de argila; no Sítio 2, a grande quantidade de areia implicou em baixos teores de MOS. No Sítio 1, mesmo que não tenhamos verificado diferenças entre os sistemas de restauração, nossos resultados indicaram que os sistemas comercial e diversificado são os sistemas que mais se parecem com a floresta de referência, destacando-se o consórcio comercial que, além de altos valores de estoques, apresentou semelhanças com a referência nos valores de nitrogênio total, carbono orgânico total, abundância natural de 15N e carbono associado aos minerais (COam). A partir de uma análise integradora dos diferentes processos aqui estudados, nossos resultados sugerem que, em sentido amplo, a utilização de espécies com características particulares (por exemplo, com potencial de se associar com bactérias fixadoras de nitrogênio atmosférico) é tão eficaz na restauração dos processos de ciclagem de nutrientes, quanto sistemas com alta riqueza de espécies. / Functioning of forest ecosystems is greatly affected by composition as well as functional traits of plant species. However, the relationship between vegetation traits with nutrient cycling related processes in ecological restoration is so far under explored in the literature. We investigated the effects of tree species traits on different aspects of nutrient cycling (litter and nutrients production, litter-associated fauna and soil organic matter - SOM) in different ecological restoration systems. We analyzed a long-term experiment implemented in 1997, at the Campus of UNESP/FCA in Botucatu, at two sites with different soil characteristics. Site 1 has a clayey and higher fertility soil (a fertile loamy Ultisol) and Site 2 has a sandy texture and lower fertility soil (Alfisol). The experiment was designed in randomized blocks with five treatments (restoration systems) and three replications in 50 x 50 m plots (2500 m²). Four different restoration systems were implanted at each site. Restoration systems are differentiated by the number and composition of species used: direct seeding (SEM), agroforestry (AGR), commercial timber and firewood and (CML) and diversified (DIV). A control system (CON), with no planting and natural succession processes are following its own way (passive restoration) was also analyzed. Furthermore, we studied a fragment of seasonal semideciduous forest next to each site as a reference (REF). We assessed the number of species (rarefied richness), density, basal area and percentage of nitrogen fixing species and percentage of individuals of deciduous species in all restoration systems and forest reference. Litter and nutrient yield were higher both in the commercial (CML) and diversified (DIV) systems, regardless of site condition, which was due, respectively, to the largest proportion of individuals of putative nitrogen fixing species and higher species richness in those systems. The commercial and diversified systems were also the ones who most differed from the control and were the most similar to the reference. Restoration systems did not influence the soil fauna community structure, neither differed from the control and reference forest, while site conditions and seasonality were the main factors explaining differences, a reflection mainly of soil moisture and levels of P and Ca from litter stock. Although our results indicate that species richness and percentage of nitrogen-fixing species had a major influence on SOM dynamics, this was only observed at Site 1, due to the greater clay content. In Site 2, the high sand proportion resulted in low SOM levels. In Site 1, athought we have not found differences amidst restoration systems, our results indicated that the commercial mixed planting (CML) and diversified (DIV) systems were the most similar ones to the reference forest, especially the COM, regarding total nitrogen, total organic carbon, natural 15N abundance and carbon associated with minerals (COam). By means of an integrative analysis of all processes studied here, our results suggest that the choice of species with particular traits (for example, putative nitrogen biological fixation) are as effective at restoring processes nutrient cycling, as systems with high species richness. / CAPES: 99999.004653/2014-09 / FAPESP: 2011/23593-1 / CNPq: 14/2011

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O presente trabalho teve o objetivo testar se a composição isotópica de carbono e nitrogênio (δ13C e δ15N) do perifíton, do material orgânico particulado e das algas filamentosas acompanha o gradiente de impacto antropogênico presente na Bacia Hidrográfica Guapi-Macacu, no estado do Rio de Janeiro. O gradiente de impacto nesta área é formado pelo desmatamento da vegetação ripária, atividades agropecuárias e urbanização. Os valores de δ13C dos componentes estudados não acompanharam o impacto presente nas microbacias dos pontos estudados. Apenas o δ15N do perifíton e das algas filamentosas acompanharam o impacto. Seus valores aumentam com o aumento do impacto mostrando que assimilam o material proveniente de fontes antropogênicas como esgoto e fertilizantes. O δ15N do perifíton mostrou-se muito sensível às mudanças da paisagem do entorno do rio presentes na região. Assim, a composição isotópica do nitrogênio do perifíton pode ser uma importante ferramenta para aplicação de monitoramento e recuperação da integridade de sistemas aquáticos da região / We investigate if isotopic composition of streams system components can respond to anthropogenic alterations in a river landscape. In recent years environmental managers have sought biomonitoring tools that reflect ecosystem functioning as well as correlating sensitively with impacts. Stable isotope ratios of carbon and nitrogen relate to food webs and nutrient cycling as well as to potential sources of pollution. In this study we tested if the stable isotopic composition of carbon and nitrogen (δ13C and δ15N) of periphyton, fine particulate organic matter and filamentous algae responded to anthropogenic impacts in the Hydrologic Basin of Guapi-Macacu, close to Rio de Janeiro city, Brazil. The anthropogenic impacts were riparian deforestation, agriculture, pasture and urban occupation. We quantified these using satellite imagery and measurement of water chemistry. The δ13C values of periphyton, FPOM and algae did not respond to anthropogenic alteration. δ15N values of periphyton and of filamentous algae increased with landscape alteration. This is probably because these compnents assimilate enriched anthropogenic inputs such as sewage and fertilizers. δ15N of periphyton was very sensitive to small changes in landuse and was linearly related to percent alteration. We suggest that it can be a powerful tool for monitoring and restoration programs of this region.