A fertilização potássica em plantações de eucalipto gera aumento de produtividade em até 120%. Além disso, o K desenvolve funções fisiológicas relacionadas à regulação hídrica da planta, como a regulação osmótica, a fotossíntese e o processo de abertura e fechamento dos estômatos. Devido ao elevado custo do KCl, amplamente utilizado em plantações florestais, a quantidade de estudos empenhados em identificar fontes alternativas de K tem adquirido maior relevância, como por exemplo ensaios conduzidos com rocha fonolito. Esta rocha passou a despertar elevado interesse por apresentar inúmeras reservas minerais espalhadas pelo país e por conter K e micronutrientes além de elementos benéficos como o Na e o Si. O objetivo do presente estudo foi avaliar a substituição do KCl por NaCl ou fonolito em povoamento de eucalipto. Para isso, foram mensurados: i) o fornecimento, estoque e ciclagem de K, Na e Si via produção de folhedo e; ii) as relações hídricas e a eficiência do uso da água (EUA) pelas árvores de Eucalyptus. A fertilização com fonolito aumentou a quantidade de Na trocável no solo aos 22 meses após o plantio (2 mmolc DM-3 a mais que o Controle), proporcionando maiores estoques do elemento na parte aérea das árvores (61% superior ao Controle), culminando em altas deposições de Na por meio da serapilheira. A rocha apresentou discretos aumentos nos teores foliares de K aos 22 meses após o plantio (14%). A utilização de NaCl promoveu aumentos nos teores de Na nas folhas e demais compartimentos aéreos e intensificou a ciclagem de Na via produção de folhedo. Devido ao alto déficit hídrico apresentado durante o primeiro ano de estudo, o crescimento das árvores foi similar entre todos os tratamentos. A fertilização com fonolito proporcionou maior consumo de água, elevou o índice de área foliar (IAF) e o crescimento do tronco (volume e biomassa), acarretando em EUA similar às plantas fertilizadas com KCl. A utilização de NaCl, apesar de acarretar um menor consumo de água, proporcionou EUA igual às plantas fertilizadas com KCl. A utilização do fonolito e do NaCl como fontes alternativas ao KCl pode propiciar adequado suprimento de íons K e Na para a cultura do eucalipto, propiciando mesma produção de madeira em relação a fertilização convencional. / Potassium fertilization in Eucalyptus plantations generates an increase of productivity by up to 120%. In addition, the K develops physiological functions related to hydrological plant control, such as the osmotic adjustment, photosynthesis and the process of stomatal opening and closure. Due to the high cost of KCl, widely used in plantations, the amount of researches to identify K alternative sources has acquired greater importance, such as the tests conducted with phonolite rock. This rock has arouse great interest because it presents several mineral reserves around the country and contains K and micronutrients as well as beneficial elements like Na and Si. The aim of this study was to evaluate the replacement of KCl by NaCl or phonolite in Eucalyptus stand. It was measured: i) the supply, storage and cycling of K, Na and Si via litterfall production and, ii) the water relations and water use efficiency (WUE) by Eucalyptus trees. Fertilization with phonolite increased the amount of exchangeable sodium in the soil at 22 months after planting (2 mmolc dm-3 above the Control), providing higher stocks of the element in the tree shoot (61% higher than the Control), culminating at high Na deposition through litterfall. Rock showed small increases in K foliar concentration at 22 months after planting (14%). The use of NaCl promoted increases in Na concentration in the leaves and other aerial compartments and intensified Na cycling through leaflitter production. Due to the high water deficit presented during the first year of this study, the growth of trees was similar for all the treatments. Fertilization with phonolite provided greater water consumption, increased the leaf area index (LAI) and stem growth (volume and biomass), resulting in WUE similar to plants fertilized with KCl. The use of NaCl, despite to lead a smaller water consumption, provided WUE equal to plants fertilized with KCl. The use of phonolite and NaCl as KCl alternative sources could provide adequate supply of K and Na ions for Eucalyptus cultivation, providing equal wood production when compared to conventional fertilization.

A fertilização potássica em plantações de eucalipto gera aumento de produtividade em até 120%. Além disso, o K desenvolve funções fisiológicas relacionadas à regulação hídrica da planta, como a regulação osmótica, a fotossíntese e o processo de abertura e fechamento dos estômatos. Devido ao elevado custo do KCl, amplamente utilizado em plantações florestais, a quantidade de estudos empenhados em identificar fontes alternativas de K tem adquirido maior relevância, como por exemplo ensaios conduzidos com rocha fonolito. Esta rocha passou a despertar elevado interesse por apresentar inúmeras reservas minerais espalhadas pelo país e por conter K e micronutrientes além de elementos benéficos como o Na e o Si. O objetivo do presente estudo foi avaliar a substituição do KCl por NaCl ou fonolito em povoamento de eucalipto. Para isso, foram mensurados: i) o fornecimento, estoque e ciclagem de K, Na e Si via produção de folhedo e; ii) as relações hídricas e a eficiência do uso da água (EUA) pelas árvores de Eucalyptus. A fertilização com fonolito aumentou a quantidade de Na trocável no solo aos 22 meses após o plantio (2 mmolc DM-3 a mais que o Controle), proporcionando maiores estoques do elemento na parte aérea das árvores (61% superior ao Controle), culminando em altas deposições de Na por meio da serapilheira. A rocha apresentou discretos aumentos nos teores foliares de K aos 22 meses após o plantio (14%). A utilização de NaCl promoveu aumentos nos teores de Na nas folhas e demais compartimentos aéreos e intensificou a ciclagem de Na via produção de folhedo. Devido ao alto déficit hídrico apresentado durante o primeiro ano de estudo, o crescimento das árvores foi similar entre todos os tratamentos. A fertilização com fonolito proporcionou maior consumo de água, elevou o índice de área foliar (IAF) e o crescimento do tronco (volume e biomassa), acarretando em EUA similar às plantas fertilizadas com KCl. A utilização de NaCl, apesar de acarretar um menor consumo de água, proporcionou EUA igual às plantas fertilizadas com KCl. A utilização do fonolito e do NaCl como fontes alternativas ao KCl pode propiciar adequado suprimento de íons K e Na para a cultura do eucalipto, propiciando mesma produção de madeira em relação a fertilização convencional. / Potassium fertilization in Eucalyptus plantations generates an increase of productivity by up to 120%. In addition, the K develops physiological functions related to hydrological plant control, such as the osmotic adjustment, photosynthesis and the process of stomatal opening and closure. Due to the high cost of KCl, widely used in plantations, the amount of researches to identify K alternative sources has acquired greater importance, such as the tests conducted with phonolite rock. This rock has arouse great interest because it presents several mineral reserves around the country and contains K and micronutrients as well as beneficial elements like Na and Si. The aim of this study was to evaluate the replacement of KCl by NaCl or phonolite in Eucalyptus stand. It was measured: i) the supply, storage and cycling of K, Na and Si via litterfall production and, ii) the water relations and water use efficiency (WUE) by Eucalyptus trees. Fertilization with phonolite increased the amount of exchangeable sodium in the soil at 22 months after planting (2 mmolc dm-3 above the Control), providing higher stocks of the element in the tree shoot (61% higher than the Control), culminating at high Na deposition through litterfall. Rock showed small increases in K foliar concentration at 22 months after planting (14%). The use of NaCl promoted increases in Na concentration in the leaves and other aerial compartments and intensified Na cycling through leaflitter production. Due to the high water deficit presented during the first year of this study, the growth of trees was similar for all the treatments. Fertilization with phonolite provided greater water consumption, increased the leaf area index (LAI) and stem growth (volume and biomass), resulting in WUE similar to plants fertilized with KCl. The use of NaCl, despite to lead a smaller water consumption, provided WUE equal to plants fertilized with KCl. The use of phonolite and NaCl as KCl alternative sources could provide adequate supply of K and Na ions for Eucalyptus cultivation, providing equal wood production when compared to conventional fertilization.

L'étude des magmas issus des points chauds est essentielle pour la compréhension de la structure et de la composition des panaches mantelliques et de leurs interactions avec la lithosphère océanique. Jusqu'au début des années 1990, les données sur les îles Marquises ne provenaient que de missions exploratoires. De ce fait, les modèles géochimiques de fonctionnement du point chaud marquisien publiés de 1986 à 1993 ne reposaient que sur un échantillonnage très partiel. Ils ont fortement sous-estimé les interactions entre les magmas issus du point chaud et la lithosphère océanique et négligé la complexité de l'origine des laves évoluées (trachytes et phonolites), parfois très abondantes. Depuis 1995, des études ponctuelles plus précises ont montré que l'évolution géochimique des laves au cours du temps variait considérablement d'une île à l'autre, reflétant l'hétérogénéité à petite échelle du panache ainsi que des interactions lithosphère – asthénosphère complexes. Le programme de cartographie des îles du groupe central des Marquises (Nuku Hiva, Ua Huka, Ua Pou) a été initié par le Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) en 2000. Il a permis l'étude de leurs structures, ainsi qu'un échantillonnage détaillé que nous avons exploité du point de vue pétrologique et géochimique. L'archipel des Marquises repose sur une croûte océanique formée à l'axe de la dorsale Pacifique-Farallon entre 53 et 49 Ma et fortement épaissie sous la partie centrale de l'archipel où le Moho atteint des profondeurs de 15 à 20 km. L'application d'un modèle thermique permet de tester l'hypothèse d'une mise en place rapide d'un épais sous-placage mafique contemporain du volcanisme de point chaud récent exprimé en surface (5,8-0,4 Ma). La subsidence thermique prédite par ce modèle diminue rapidement pendant les trois premiers millions d'années, depuis 250 à 50 m/Ma. Or, des terrasses d'abrasion marine, dont l'origine est attribuée au dernier haut niveau marin interglaciaire daté à 125 ka, bordent toutes les îles des Marquises à 2 m d'altitude. Aucune différence de subsidence n'est observée entre les îles les plus anciennes et celles les plus récentes. Ces observations ne sont pas en accord avec le modèle de subsidence thermique postérieure à un événement de sous-placage récent et sont, par contre, compatibles avec l'hypothèse d'un épaississement ancien dû à la mise en place d'un plateau océanique dans le futur substratum de l'archipel. L'île de Ua Pou est connue de longue date pour l'abondance exceptionnelle de ses phonolites. Sa première cartographie systématique permet une estimation du volume de sa partie émergée (27,5 km3) incluant 18 km3 de phonolites (65 %) mises en place en deux étapes distinctes, 2 km3 d'autres laves intermédiaires et évoluées (8 %) et 7,5 km3 de laves mafiques (27 %). L'île de Ua Pou présente une série alcaline allant des basanites jusqu'aux phonolites avec une distribution bimodale basanites-phonolites très nette, ainsi qu'une lacune de Daly se traduisant par l'absence de phonotéphrites. Les analyses d'éléments majeurs et en trace, ainsi que les isotopes du Sr, Nd, Pb couplés aux données chronologiques (K-Ar) permettent de discuter l'histoire pétrogénétique complexe de l'île. L'activité aérienne de Ua Pou débute vers 4 Ma par la mise en place de tholéiites à olivine dérivant d'une source mantellique de signature HIMU jeune. Elle reprend vers 2,9 Ma avec la fusion partielle d'une source hétérogène à signature dominante EM II + HIMU jeune qui produit des liquides basanitiques primaires. Ces liquides se mettent en place à la fois en profondeur et en surface et évoluent par cristallisation fractionnée pour former les téphrites. En même temps, la refusion en profondeur de ce matériel basanitique produit des magmas téphriphonolitiques en laissant un résidu riche en amphibole. Ces magmas évoluent alors par cristallisation fractionnée pour former des liquides phonolitiques, lesquels peuvent subir une contamination par l'eau de mer. Alors que la production de ces deux types de phonolites continue de façon relativement synchrone avec la mise en place des basanites, de nouveaux processus fonctionnant en système ouvert apparaissent entre environ 2,6 et 2,4 Ma. Ils permettent la formation de téphriphonolites et de phonolites ayant assimilé du matériel de type plagiogranitique à signature HIMU et la genèse de phonolites extrêmement différenciées ayant incorporé du matériel de la croûte océanique à signature DMM. Ainsi, l'île de Ua Pou peut être considérée comme un exemple typique de série intraocéanique dans laquelle la prédominance des laves évoluées reflète leur origine par fusion partielle de précurseurs mafiques suivie de la contamination crustale plutôt que par cristallisation fractionnée. L'île de Nuku Hiva est constituée de deux volcans emboîtés : le volcan-bouclier externe (volcan du Tekao) formé de tholéiites à olivines et le volcan interne de Taiohae présentant une série alcaline continue depuis les basaltes jusqu'aux trachytes. Il existe d'importantes différences géochimiques entre ces deux volcans, le premier présentant une signature à tendance DMM et le second une signature de type EM II prédominante. Cette dualité est attribuée à des variations des taux de fusion partielle d'un manteau-source hétérogène. Au sein du volcan interne, les laves intermédiaires (hawaiites et mugéarites) dérivent des basaltes par cristallisation fractionnée sous forte pression d'eau, dominée par le fractionnement de l'amphibole en proportions importantes (jusqu'à 25%). L'origine des laves évoluées (benmoréites et trachytes) de Nuku Hiva demeure problématique. Leur signature isotopique très différente de celle des basaltes et laves intermédiaires du volcan interne amène à envisager 1) la cristallisation fractionnée des magmas mafiques-intermédiaires couplée avec l'assimilation de matériel océanique à signature fortement EM II ou 2) leur origine par fusion partielle de précurseurs mafiques non échantillonnés sur la partie aérienne de l'île. Ainsi, l'île de Nuku Hiva montre que les signatures géochimiques des laves varient au cours du temps. Cette île peut être considérée comme un exemple typique de série intraocéanique dans laquelle l'évolution des laves est contrôlée par des processus de cristallisation fractionnée sous forte pression d'eau et l'origine des laves évoluées met en évidence des interactions lithosphère-asthénophère complexes. Le modèle de point chaud le plus adéquat pour rendre compte de la forte hétérogénéité géochimique des Marquises est celui d'un panache très hétérogène contenant des éléments de signature de croûte océanique subductée (HIMU) et de sédiments terrigènes (EM II) répartis de façon aléatoire. Au terme de sa remontée, le panache incorpore du manteau sublithosphérique appauvri (DMM). Cette signature DMM peut également refléter soit la fusion de la base de la lithosphère océanique au-dessus du panache, soit des interactions entre les magmas ascendants et les roches de cette lithosphère. Les variations des taux de fusion partielle et l'interaction entre les liquides basaltiques et la croûte océanique au sein de réservoirs intracrustaux permettent également de rendre compte de l'hétérogénéité des laves au sein d'une même île. Bien que ces effets ne soient pas documentés pour l'ensemble des îles de l'archipel, il est possible de supposer que l'essentiel de l'hétérogénéité géochimique des laves des Marquises résulte du mélange en proportions variables des trois pôles mantelliques EM II, HIMU et DMM. En faisant l'hypothèse que le panache contient uniquement les pôles EM II et HIMU et que le pôle DMM seul est contenu dans la partie crustale de la lithosphère océanique, il est possible de faire un modèle de mélange entre ces trois pôles et en deux étapes : 1) le mélange entre les pôles EM II et HIMU permet d'estimer les proportions de chacun de ces composants dans les liquides issus du panache, 2) le mélange entre ces liquides hybrides et la lithosphère océanique à signature DMM, ce qui conduit à une estimation quantifiée des interactions entre le panache et la lithosphère océanique. Ainsi, la contribution du pôle DMM est dominante pour les îles d'Eiao, Nuku Hiva, Ua Huka et Hiva Oa. Celle du pôle EM II est dominante pour les laves alcalines de Ua Pou alors que celle du pôle HIMU domine à Fatu Hiva et pour les tholéiites de Ua Pou. Pour ces deux dernières îles, la contribution du pôle DMM est la plus restreinte. Pour la majorité des îles, la contribution du pôle DMM est importante ce qui peut indiquer : 1) que le pôle DMM est également présent dans la composition du panache profond, et/ou : 2) que l'incorporation de matériel appauvri DMM modifie considérablement la composition des liquides directement issus du panache. Cette dernière hypothèse est compatible avec celle de l'existence d'un plateau océanique dans le substratum marquisien, dont les roches à signature DMM prédominante interagiraient avec les magmas issus du panache.

The Velay oriental (Massif Central, France) is a basaltic plateau with abundant viscous phonolite extrusions. The plateau lavas grade from alkali basalt to mugearite, but intermediate compositions are volumetrically scarce. Pyroclastics are absent. The most complete plateau sections are in the south, while in the north intermediate lavas appear only as viscous, phenocryst-rich extrusions. The plateau lavas were erupted between 11.7Ma and 7.6Ma, the southern phonolites 8.5Ma- 6.5Ma and new data show that the northern phonolites were erupted between 13.3Ma and 10.5Ma. Basement uplift occurred during the plateau-building stage, due to the emplacement of magma chambers. Intermediate lavas are scarce because they remained in the magma chambers due to their density, whereas phonolite was able to rise hydrostatically. The magma chambers were within 5km of the surface. Phonolites are divided into miaskitic and agpaiitic types on the basis of their chemistry and petrography. They evolved from the basalt by crystal settling in the magma chambers, whereas the aphyric plateau lavas evolved by plating crystals onto their conduit walls as they flowed towards the surface. Sr-isotopes show that the basalt-phonolite series is uncontaminated, whereas the northern intermediate lavas evolved by assimilation-fractional-crystallisation. A suite of cumulate nodules was recovered from a pyroclastic unit, which is probably younger than the Velay Miocene lavas. They are related to the northern intermediate lavas, and belong to the "Group II" class of nodules. Geothermobarometry suggests that both the cumulates and the northern intermediate lavas crystallised at a depth of 15-20km and probably became contaminated due to the smaller temperature difference between the geotherm and granite solidus at that depth. The vast majority of the Velay lavas are identical to alkalic ocean-island lavas, geochemically unaffected by their passage through the lithosphere, but with their relative proportions at the surface controlled by the density contrast between the basalt and basement granite.

Made available in DSpace on 2016-06-02T18:57:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4824.pdf: 1850234 bytes, checksum: 145b88dba921504ea587a0ecf7661801 (MD5) Previous issue date: 2012-06-29 / Universidade Federal de Sao Carlos / The aim of the search was evaluate alternatives to accelerate the solubilization of minerals contained in rock powder. In the first experiment, presented in Chapter 2, the objective was to evaluate the effect of the fungus Aspergillus niger strain CCT4355 and vinasse in the solubilization of minerals contained in the basalt powder. The experiment in vitro consisted in the treatments: vinasse + A. niger (VF), rock powder + vinasse (PV) and rock powder + vinasse + A. niger (PVF). The basalt powder used had grains smaller than 0.053 mm. In PV the solubilization of calcium, magnesium, potassium, zinc and copper was greater than PVF, demonstrating the potential of vinasse as solubilizing agent. It concludes that mixtures of vinasse and rock powder have significant potential for production of low cost biofertilizer. In the second experiment, presented in chapter 3, the objective was to evaluate the effect of A. niger in the release of nutrients from the powder of basalt and phonolite in vitro dissolution tests. The treatments were: powder of phonolite + medium (FM), powder of phonolite + medium + fungus (FMA), powder of basalt + medium (DM), powder of basalt + medium + fungus (DMA) and fungus + medium (MA). It was observed that A. niger was able to produce organic acids which solubilized the rock powders and interacted in different ways with the nutrients. It is concluded that the strain CCT4355 of A. niger has potential as a solubilizing agent of silicate rock powder. The chapter 4 presents the results obtained with mixtures of vermicompost and basalt powder, and the two objectives were: i) determine the availability of nutrients in bioproduct resulted of vermicompost, prepared with viii the addition of powder of basalt, and ii) evaluate the effect of rock powder, with and without vermicomposting, in short cycle culture, using Italian zucchini (Cucurbita pepo) as a indicator plant. The application of basalt powder in the vermicompost layers provided the pH raising of the product obtained at the end of 55 incubation days, but the vermicomposting was not able to provide nutrients presents in the basalt powder. The application of vermicompost, with and without addition of rock powder, had an effect statistically similar to conventional fertilization, confirming the importance of vermicomposting in production system with restricted access to industrialized products. It is concluded that vermicomposting did not increase the release of nutrients contained in the basalt powder when prepared and applied in a Italian zucchini. It is hoped that this research contributes to a better understanding of stonemeal as an alternative practice for soil fertilization. / Objetivou-se com a pesquisa avaliar alternativas para acelerar a solubilização de minerais contidos em pó de rocha. No primeiro ensaio, apresentado no capítulo 2, o objetivo foi avaliar o efeito do fungo Aspergillus niger linhagem CCT4355 e vinhaça na solubilização de minerais contidos em pó de basalto. O experimento in vitro consistiu nos tratamentos: vinhaça + A. niger (VF), pó de rocha + vinhaça (PV) e pó de rocha + vinhaça + A. niger (PVF). O pó de basalto utilizado possuía grãos de tamanho inferior a 0,053 mm. Em PV a solubilização de cálcio, magnésio, potássio, zinco e cobre foi maior do que em PVF, evidenciando o potencial solubilizador da vinhaça. Conclui-se que misturas de vinhaça e pó de rocha possuem importante potencial para produção de biofertilizante de baixo custo. No segundo experimento, apresentado no capítulo 3, o objetivo foi avaliar o efeito de A. niger na liberação de nutrientes dos pós de basalto e de fonolito em ensaios de solubilização in vitro, utilizando meio de cultura líquido adaptado para A. niger. Os tratamentos adotados foram: pó de fonolito + meio (FM), pó de fonolito + meio + A. niger (FMA), pó de basalto + meio (DM), pó de basalto + meio + A. niger (DMA) e A. niger + meio (MA). Observou-se que A. niger foi capaz de produzir ácidos orgânicos que solubilizaram os pós de rocha e interagiram de diferentes formas com os nutrientes. Conclui-se que A. niger tem potencial como solubilizador de pó de rochas silicáticas. O capítulo 4 apresenta os resultados obtidos com misturas de vermicomposto e pó de basalto, e foram dois os objetivos: i) determinar a disponibilidade de nutrientes em bioproduto resultante da vermicompostagem, preparada com adição de pó de basalto, e ii) avaliar o vi efeito de pó de rocha, com e sem vermicompostagem, em cultura de ciclo curto, utilizando abobrinha italiana (Cucurbita pepo) como planta indicadora. A aplicação de pó de basalto nas camadas do vermicomposto proporcionou elevação do pH do produto obtido ao final de 55 dias de incubação, mas a vermicompostagem não foi capaz de disponibilizar nutrientes presentes no pó de basalto. A aplicação de vermicomposto, com e sem adição de pó de rocha, teve efeito semelhante à adubação convencional, confirmando a importância da vermicompostagem em sistema de produção de acesso restrito a insumos industrializados. Conclui-se que a vermicompostagem não promoveu aumento na liberação de nutrientes contidos no pó de basalto quando preparada e aplicada em cultura de abobrinha italiana. Espera-se com essa pesquisa contribuir para o melhor entendimento da rochagem como prática alternativa para a fertilização de solos.