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Previous issue date: 2014-10-20 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Understanding the contribution of legume plant fractions in silvopastoral systems is critical to enhance efficiency of ecosystem services in these systems. This research evaluated litter deposition, litter decomposition, biomass accumulation, and chemical composition of gliricidia [Gliricidia sepium (Jacq.) Kunth ex Walp.] and sabi (Mimosa caesalpiniifolia Benth) intercropped with signal grass (Brachiaria decumbens Stapf.). Litter deposition was measured by 0.5 m2 quadrats every 28 days, in a perpendicular transect across the tree rows, from 0.5 to 3.0 m away from the tree trunk, in 2012 and 2013. Other response variables measured included litter N, plant N derived from atmosphere (%Ndda) using the natural abundance technique, lignin, C:N, and ligninN ratios. Two decomposition trials were performed in an exclusion area. In the first trial, leaves were incubated in litter bags. In the second trial, branches with three circunference classes were incubated. In both trials, bags were collected in eight incubation times (0, 4, 8, 16, 32, 64, 128, and 256), in 2011 and 2012. Response variables measured in the decomposition trials included N, lignin, P, C:N, and lignin:N for each incubation period. Tree biomass was determined every six months. Measurements included tree height, stand, number of timbers, biomass, total N, N derived from atmosphere (%Ndfa) using the natural abundance technique, lignin, and C:N ratio of each component (leaves and branches within the three circunferences classes). Density and higher calorific power (HCP) were also determined for the branches. Annual litter deposited by sabi (4540 kg OM ha-1) was greater (P ≤ 0.05) than gliricidia (4200 kg OM ha-1). Gliricidia N concentration was (22,4 g kg-1) 20,4 % greater (P ≤ 0.05) than sabi (18.6 g kg-1), leading to greater litter N input for gliricidia (105 kg ha-1) than sabi (87 kg ha-1). Biological N fixation (BNF) did not differ between tree species ( P > 0.05) with Ndfa ranging from 51 to 70% for gliricidia and 43 to 61% for sabi, equivalent to 64 and 46 kg ha-1 yr-1 of N, respectively. Sabiá C:N ratio (23) was greater (P ≤ 0.05) than gliricidia (19). Lignin concentration ranged from 17 to 30% and lignin:N from 5:1 to 21:1 along the evaluation periods and did not differ (P > 0.05) between species. Gliricidia leaves decomposed faster (k = 0,0038 g.g-1.dia-1) than sabi leaves (k = 0,0012 g.g-1.dia-1), leading to faster nutrient released by gliricidia. Branches of gliricidia also decomposed faster (k = 0,0018 g.g-1.dia-1) than branches of sabi (k = 0,0005 g.g-1.dia-1). Leaves released 73 and 33% of its original N, leading to an annual input of 65 and 42 kg ha-1 N via leaf decomposition, for gliricidia and sabi, respectively. Remaining N was inversely correlated to branch circumference for gliricidia. Branch mineralization of N was 38% for gliricidia and 26% for sabi, with N contributions of 6 and 1 kg ha-1, respectively. Leaf P concentration was 3.1 g kg-1 at day zero, reducing to 1.5 g kg-1 at day 256. Leaf lignin content increased around 165.6 g kg-1 until 184 g kg-1 after 32 d and 210 g kg-1 after 64 d of incubation. Lignin was greater in sabi than in gliricidia, for the three branch circumference classes, reflecting better timber quality and longevity. Leaf Lig:N at time zero was greater for sabi (5:1) than gliricidia (4:1), reflecting the slower decomposition rate for sabi. Gliricidia stand (3070 trees ha-1) was greater than sabi stand (2840 trees ha-1), with plant mortality of 15 and 21% in regard to the initial stand (3600 seedlings ha-1). Branches with greater circumference (class 3) made the greatest contribution for total tree biomass, with 58 and 54% for gliricidia and sabi, respectively. Leaf represented the lowest contribution for total biomass, ranging from 7 to 13% for gliricidia and from 4 to 14% for sabi, and was the fraction with most variation among the months. Leaf and branch nutrient did not vary much along the cycles. Sabi presented greater annual litter deposition and greater litter C:N, reducing decomposition rate. Different decomposition patterns from leaves and branches showed the distinct ability of tree legume to recycle nutrients. The N input and the BNF of gliricidia and sabi represents an opportunity to add N to grassland ecosystems and the other added benefits that come from the tree legume. / Conhecer a contribuição de leguminosas em sistemas silvipastoris é essencial para promover maior eficiência dos serviços ambientais prestados por esses ecossistemas. Desse modo, objetivou-se avaliar a deposição, decomposição, contribuição de biomassa e composição química da gliricídia [Gliricidia sepium (Jacq.) Kunth ex Walp.] e sabiá (Mimosa caesalpiniifolia Benth) em pastagens consorciadas com braquiária (Brachiaria decumbens Stapf). Para quantificar a deposição da serrapilheira foram utilizadas molduras de 0,5 m2 locadas de 0,5 até 3,0 m do tronco das árvores, coletadas a cada 28 em 2012 e 2013. Na serrapilheira também foram determinados teor de N, percentual de nitrogênio da planta derivado do ar (% Ndda) pelo método da abundância natural, lignina e relação C:N, lignina:N. Na análise de decomposição foram realizados dois experimentos em áreas de exclusão, no primeiro foram incubadas folhas em sacos de nylon e no segundo, foram incubados ramos com três classes de circunferência, sendo retirados com 4, 8, 16, 32, 64, 128 e 256 dias, em 2011 e 2012. Foram determinados os teores de N, P, Ca, Mg, lignina e relação C:N, lignina:N. Para determinar a biomassa em 2012 e 2013 com intervalos de seis meses foram avaliadas: altura da leguminosa, stand, número de fustes, biomassa, nitrogênio total (N), % Ndda, lignina e relação C:N dos componentes (folhas e ramos em três classes de circunferências). A densidade e poder calorífico superior (PCs) também foram avaliados nos ramos. A deposição de serrapilheira anual da sabiá (4540 kg MO ha-1) foi 8% superior (P≤0,05) a gliricídia (4200 kg MO ha-1). A concentração de N da gliricídia foi (22,4 g kg-1) 20,4% superior a sabiá (P≤0,05) (18,6 g kg-1) proporcionando maior aporte anual de N (105 kg-1 ha-1) via serrapilheira de que a sabiá (87 kg-1 ha-1). A fixação biológica de N (FBN) não diferiu entre as espécies (P>0,05) com contribuição variando de 51 a 70% para gliricídia e 43 a 61%, para sabiá correspondendo a 64 e 46 kg ha-1 ano de N, respectivamente. A relação C:N da sabiá (23) foi superior (P≤0,05) a gliricídia (19:1). Os teores de lignina variaram de 17 a 30 % e a relação lignina:N de 5:1 a 21:1 durante os ciclos de avaliação, não diferindo (P>0,05) entre as espécies. Para folhas de gliricídia de decomposição foi mais rápida P<0,0001(k = 0,0038 g.g-1.dia-1) que a da sabiá (k = 0,0012 g.g-1.dia-1) ocorrendo maior velocidade de liberação dos nutrientes. A taxa de decomposição dos ramos de gliricídia (k = 0,0018 g.g-1.dia-1), também foi maior (P<0,0001) que a da sábia (k = 0,0005 g.g-1.dia-1). Ocorreu 73 e 33% de mineralização do nitrogênio (N) das folhas proporcionando um aporte anual de 65 e 42 kg ha-1de N via folhas de gliricídia e sabiá, respectivamente. O N remanescente foi inversamente proporcional à circunferência para os ramos da gliricídia. A mineralização de N nos ramos da gliricídia foi de 38% e na sabiá de 26% proporcionando um aporte anual de 6 e 1 kg N, respectivamente. O teor de P nas folhas incubadas diminuíram de 3,1 g kg-1 para 1,5 g kg-1 no dia 256. Os teores de lignina das folhas aumentaram cerca de 165 gkg-1 até 184 g kg-1 após 32 dias e até 210 g kg-1 após 64 dias de incubação. Os teores de Lignina nas três classes de ramos da sabiá foram maiores (P=0,0009) que os dos ramos da glirícidia, o que indica uma melhor qualidade e durabilidade da madeira. A relação lignina/N nas folhas de sabiá (5:1) foi superior a da gliricídia (P = 0,0009) (4:1), o que provavelmente refletiu na biomassa remanescente com taxa de decomposição mais lenta para sabiá. O stand da gliricídia (3070 plantas ha-1) foi maior que o de sabiá (2840 plantas ha-1), com mortalidades de 15 e 21%, respectivamente, em relação ao inicial (3.600 plantas ha-1). Os ramos grossos contribuíram com a maior proporção para biomassa total, tanto na gliricídia (58%) quanto na sabiá (54%). As folhas representaram a menor fração nas duas espécies, variando de 7 a 13% para gliricídia e de 4 a 14% para sabiá e foi à fração que teve maior oscilação entre os meses. Os teores dos nutrientes nas folhas e ramos, de modo geral, variaram pouco entre as espécies e ciclos de avaliações. A sabiá apresentou maior serrapilheira depositada anualmente e maior relação C:N, contribuindo para diminuição da velocidade de decomposição. Os diferentes comportamentos de decomposição das folhas e ramos revelaram a distinta capacidade das frações de leguminosas em reciclar nutrientes. O aporte de nitrogênio e o elevado potencial de fixação biológica de gliricídia e sabiá representam uma oportunidade de adição de N ao ecossistema pastoril, além dos outros benefícios advindos da introdução dessas espécies.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:tede2:tede2/6998 |
| Date | 20 October 2014 |
| Creators | APOLINÁRIO, Valéria Xavier de Oliveira |
| Contributors | DUBEUX JÚNIOR, José Carlos Batista, LIRA, Mario de Andrade, FERREIRA, Rinaldo Luiz Caraciolo, SAMPAIO, Everardo Valadares de Sa Barretto, CUNHA, Márcio Vieira da, SANTOS, Mércia Virginia Ferreira dos, IMBROISI, Vicente Teixeira |
| Publisher | Universidade Federal Rural de Pernambuco, Programa de Pós-Graduação em Zootecnia, UFRPE, Brasil, Departamento de Zootecnia |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRPE, instname:Universidade Federal Rural de Pernambuco, instacron:UFRPE |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | -3881065194686295060, 600, 600, 600, 600, 600, -7685654150682972432, 1346858981270845602, -2555911436985713659, 2075167498588264571 |
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