ABSTRACT
The availability of soil nutrients (especially phosphorus) and soil water strongly influence mycorrhizal symbiosis in forest ecosystems. The aim of this study was to evaluate the impact of litter removal and increased soil moisture availability on the spore density and mycorrhizal colonization of apogeotropic and non-apogeotropic roots of a secondary forest stand in eastern Amazonia. We determined the percentage of mycorrhizal colonization of apogeotropic and non-apogeotropic (0-10 cm soil depth) fine roots (diameter 2 mm), spore density, glomalin concentration, and soil phosphorus availability. Litter removal did not reduce soil phosphorus availability. The spore density was not affected by litter removal. In general, the variables varied on a seasonal basis, except the mycorrizal colonization of non-apogetropic roots and glomalin concentration, but were not affected by irrigation. Mechanical damage to the apogeotropic root system, inherent to the fortnightly litter removal, may have contributed to decrease mycorrhizal colonization of both apogeotropic and non-apogeotropic roots and, consequently, soil glomalin. Our results suggest that the reduction of soil cover may have negative impact over the fungus-plant symbiosis.
A disponibilidade de nutrientes, especialmente fósforo, e de água no solo influenciam fortemente a simbiose micorrízica em ecossistemas florestais. O objetivo do estudo foi avaliar o impacto da remoção de serapilheira e do aumento da disponibilidade de água no solo sobre a densidade de esporos e a colonização micorrízica em raízes apogeotrópicas e não-apogeotrópicas em floresta secundária na Amazônia oriental. Foram analisadas a porcentagem de colonização micorrízica de raízes finas (diâmetro ≤ 2 mm) apogeotrópicas e não-apogeotrópicas (presentes na camada de 0-10 cm do solo), a densidade de esporos, o teor de glomalina e a disponibilidade de fósforo no solo. A remoção de serapilheira não reduziu a disponibilidade de fósforo no solo. A densidade de esporos também não foi afetada pela remoção de serapilheira. De forma geral, as variáveis estudadas variaram sazonalmente, com exceção da colonização micorrízica em raízes não-apogeotrópicas e do teor de glomalina, mas não foram afetadas pela alteração na disponibilidade de água no solo decorrente da irrigação. Danos mecânicos ao sistema radicular apogeotrópico, inerentes à remoção quinzenal da serapilheira, devem ter contribuído para reduzir a colonização micorrízica em raízes apogeotrópicas e não-apogeotrópicas e, consequentemente, o teor de glomalina no solo. Os resultados deste estudo sugerem que a redução da cobertura do solo pode impactar negativamente a simbiose fungo-planta.
Subject(s)
Spores , Forests , Phosphorus/analysis , Mycorrhizae , Soil MoistureABSTRACT
The Belém Endemism Center (CEB; the biogeographic region located between the Tocantins and Pindaré rivers) is the most deforested area of the Amazon. To study the soil biota of the remaining old-growth and second-growth forests is essential to promote more sustainable farming practices, and provide orientation for degraded land restoration. The aim of this study was to identify the main determinants of the composition and diversity of major taxa of soil macrofauna (current soil use, geographic centers, soil use history, fire frequency) in a chronosequence of fallows and forests in the CEB. Macrofauna was sampled in eight sites of young secondary forests (4-7 y), six sites of medium secondary forests (11-15 y), seven sites of "old" secondary forests (20-40 y), eight sites of old-growth forest remnants and three sites of pastures. Its composition and diversity were analysed through Principal Component and Between-class Analyses. A total of 9.225 individuals from 29 major taxa (orders or families) were collected in the 32 plots. Soil macrofauna composition was very sensitive to soil use history and identified different communities among geographic centers. The intensity of soil use decreased the abundance and richness of predators, indicating long-lasting impacts of soil degradation on macrofauna composition and diversity, and therefore on soil ecological functions.
O Centro de Endemismo Belém (CEB) -região biogeográfica localizada entre os rios Tocantins e Pindaré- é a área mais desmatada da Amazônia. Estudar a biota do solo dos remanescentes florestais e de áreas em regeneração (capoeiras) do CEB é fundamental para promover práticas agrícolas mais sustentáveis e orientar ações de restauração de áreas degradadas. Dessa forma, o objetivo desse estudo foi identificar os principais determinantes da composição e da diversidade dos grandes táxons de macrofauna do solo (uso atual do solo, núcleos geográficos, histórico de uso, freqüência de fogo) em uma cronoseqüência de capoeiras e florestas no CEB. A macrofauna foi amostrada em oito áreas de capoeiras baixas (4-7 anos), seis áreas de capoeiras médias (11-15 anos), sete áreas de capoeiras altas (20-40 anos), oito áreas de remanescentes de florestas e três áreas de pastagem. Sua composição e diversidade foi estudada através de Análises de Componentes Principais e Entre-classes. Um total de 9.225 indivíduos pertencentes a 29 grandes taxóns (ordens ou famílias) foram coletados nas 32 parcelas amostradas. A composição da macrofauna se mostrou sensível ao efeito do histórico de uso do solo e identificou comunidades significativamente distintas entre as micro-regiões, havendo nessa escala efeito da cronosequência de capoeiras e florestas. A intensidade do uso do solo levou a redução da abundância e da riqueza de predadores, indicando alterações significativas no funcionamento do solo. Esses resultados mostram um efeito duradouro da degradação sobre a macrofauna do solo e conseqüentemente sobre suas funções ecológicas.
ABSTRACT
Os indicadores convencionais de fertilidade de solo, mais comumente utilizados, enfatizam o balanço ácido-base e o conteúdo de elementos químicos, mas não consideram adequadamente as propriedades biológicas do solo, responsáveis por grande parte do seu funcionamento. Os indicadores biológicos, ainda pouco difundidos, levam em consideração a atividade microbiana do solo que é mais sensível à dinâmica do solo. Em Marapanim-PA, e utilizando um desenho experimental inteiramente casualizado, com quatro repetições, avaliou-se o comportamento dos indicadores do solo carbono e nitrogênio da biomassa microbiana, fosfatase ácida, matéria orgânica, carbono orgânico e fósforo disponível, em um solo com cultivo sequencial de mandioca e milho, preparo com corte-e-trituração da capoeira original. Os fatores corte-e-trituração, fosfato natural e adubação verde foram arranjados nos seguintes tratamentos: capoeira; testemunha; fosfato natural (FN); feijão-de-porco [Canavalia ensiformis (L.) DC] (FP); FN + FP; FN + guandu [Cajanus cajan (L.) Millspaugh]. (G); FN + titônia [Tithonia diversifolia (Hemsley) A. Gray] (T); FP + G; FP + T. Em quatro épocas de amostragens, foram tiradas amostras compostas do solo (0 - 10 cm) de cada parcela para análise dos indicadores. Os indicadores estudados foram influenciados pela época de amostragem do solo. Os indicadores fosfatase ácida, nitrogênio da biomassa microbiana e carbono da biomassa microbiana foram capazes de detectar os efeitos de maior número de tratamentos de recuperação do solo testados, enquanto a matéria orgânica do solo foi o menos capaz. Ao longo do tempo, a resposta dos indicadores variou em função dos fatores estudados.
The more commonly used traditional soil fertility indicators emphasize the acid-basic balance and the content of chemical elements, but do not consider adequately the biologic soil properties, largely responsible for soil functioning. The biologic indicators, not yet sufficiently used, take into consideration the microbial activity that is more sensible to soil dynamics. This study was carried out in Marapanim-PA and using a completely randomized plot design, with four replications, to evaluate the behavior of some indicators such as microbial biomass, acid phosphatase, soil organic matter, organic carbon and available phosphorus - in a soil cultivated with cassava and corn, and in which the secondary vegetation was prepared by slash-and-trituration practice. The slash-and-trituration, rock phosphate and green manure factors were arranged in the following treatments: secondary vegetation; control; rock phosphate (RP); wonderbean Canavalia ensiformis (L.) DC (W); RP + W; RP + pigeonpea Cajanus cajan (L.) Millspaugh (P); RP + tithonia Tithonia diversifolia (Hemsley) A. Gray (T); W + P; W + T. In four season of sampling, soil samples were taken from the 0 - 10 cm layer of each parcel to measure the indicator values. The indicators studied were influenced by the time of soil sampling. The acid phosphatase, microbial biomass nitrogen and microbial biomass carbon soil indicators were capable of detecting the effects of a higher number of soil reclamation treatments, while soil organic matter was the least capable. With the passing of time, the response of the indicators varied according to the factors studied.
Subject(s)
Phosphates , Soil , Amazonian EcosystemABSTRACT
Rizósfera de árboles acumuladores de fósforo en la amazonia Brasilera. Objetivo: Con el propósito de conocer estrategias de tolerancia de dos especies acumuladoras de fósforo (P) (Neea macrophylla y Cecropia palmate) y una no acumuladora (Casearia arborea) en suelos deficientes en fósforo, se buscó caracterizar la rizosfera de estas especies con análisis multivariado y matrices de correlación en lo referente a las concentraciones de P orgánico, de P disponible, de carbono (C) orgánico del suelo, de C orgánico de la biomasa microbiana, de actividad de la enzima fosfatasa ácida y de infección de la raíz por hongos micorrícicos. Materiales y métodos. La investigación fue desarrollada en el municipio de Igarapé-Açú, estado de Pará, Brasil en bosques secundarios con cinco años de regeneración, donde los parámetros arriba mencionados fueron monitoreados. Resultados. Los resultados no revelaron diferencias significativas entre las especies en referencia a las características del suelo próximo a las rizosferas, lo que sugiere homogeneidad de condiciones. La actividad enzimática fue ligeramente superior en la especie con menor potencial en acumular P (Casearia arborea), sugiriendo que la eficiencia del uso del P no está determinada por la actividad enzimática. Conclusiones. Neea macrophylla presentó un número ligeramente mayor de infecciones micorrícicas en comparación con las otras especies, indicando que ésta podría ser una estrategia de tolerancia en estos ambientes, mientras que para Cecropia palmata y Casearia arborea parece ser la actividad enzimática la estrategia usada...
Rhizosphere of tress that accumulate phosphorus in the Brazilian Amazon. Objective. With the purpose of knowing the strategies of tolerance of two phosphorus-accumulating species (Neea macrophylla and Cecropia palmate) and a non-accumulating species (Casearia arborea) to phosphorus-deficient soils, we characterized the rhizosphere of these species using a multivariate analysis and correlation matrices in relation to the concentrations of organic phosphorus, available phosphorus, soil organic carbon, organic carbon from microbial biomass, acid phosphatase enzyme activity, and root infection by mycorrhizal fungi. Materials and methods. The research was carried out in the Igarapé-Açú town, state of Pará, Brazil in secondary forests with five years of regeneration, where the parameters above mentioned were monitored. Results. Results did not reveal significant differences between the species depending on the characteristics of the soil next to the rhizospheres, suggesting homogeneous conditions. The enzymatic activity was slightly higher in the species with less potential in accumulating P (Casearia arborea) suggesting that efficiency in P use is not determined by the enzymatic activity. Conclusions. Neea macrophylla presented a slightly higher number of mycorrhizal root infections in comparison to the other species, indicating that this could be a tolerance strategy in those environments, while in Cecropia palmata and Casearia arborea it seems that enzymatic activity is the strategy employed...
Objetivo. Com a finalidade de conhecer possíveis estratégias de tolerância de duas espécies acumuladoras de fósforo (P), Neea macrophylla e Cecropia palmata e uma não acumuladora de P, Casearia arborea, a solos deficientes em P, esta pesquisa buscou caracterizar às rizosferas dessas espécies através de Análises Multivariadas e Matrizes de Correlação quanto às concentrações de P orgânico, P disponível, Carbono (C) orgânico do solo, C orgânico da Biomassa microbiana, Atividade da Enzima fosfatase Ácida e Infecção de Raízes por fungos micorrízicos. Materiais e métodos. A pesquisa se desenvolveu no Município de Igarapé-Açú, no estado do Pará, Brasil, em florestas secundárias com cinco anos de regeneração, onde os parâmetros acima comentados foram monitorados. Resultados. Os resultados revelaram não haver diferença significativa entre as espécies quanto as características do solo próximo às rizosferas sugerindo homogeneidade de condições. A atividade enzimática foi ligeiramente superior na espécie com menor potencial em acumular P, Casearia arborea, sugerindo que a eficiência de utilização de P não é determinada pela atividade enzimática. O grau de correlação entre as variáveis diferiu entre as espécies, sendo que Cecropia palmata melhor expressou a correlação positiva entre o P orgânico e Atividade da enzima fosfatase ácida. Conclusões. Neea macrophylla apresentou um número discretamente maior de infecções micorrízicas do que as outras espécies, sinalizando ser esta uma estratégia de tolerância nestes ambientes, enquanto para Cecropia palmata e, sobretudo Casearia arborea pareceu ser a atividade enzimática a estratégia usada.
Subject(s)
Acid Phosphatase , Rhizosphere , BrazilABSTRACT
O entendimento das interações biofísicas entre espécies acumuladoras de fósforo, como Neea macrophylla e Cecropia palmata com a radiação e a água disponível em florestas secundárias no Nordeste Paraense torna-se fundamental para a composição de Sistemas Agroflorestais e Florestas Enriquecidas. O objetivo desta pesquisa foi o de identificar o quanto atravessava de radiação (PAR, BAR e PhyAR) pelas copas das espécies estudadas levando em consideração a densidade de agregação das árvores e a distância vertical a partir do solo, bem como o comportamento hídrico através da determinação dos potenciais hídricos (potencial antes do amanhecer e após meio-dia) em diferentes períodos climáticos. Os resultados mostraram que Cecropia palmata obteve as maiores irradiâncias independente da agregação das árvores sugerindo melhores condições aos processos fotossintéticos e morfogênicos às espécies que vierem a se localizar sob influência de suas copas. Quanto ao comportamento hídrico observou-se uma estratificação bem nítida entre as três espécies, onde Cecropia palmata foi a espécie que desenvolveu os maiores Potenciais Hídricos após o meio-dia sinalizando maior tolerância a períodos secos e por conseguinte se mantendo mais estável a condições de turgidez, o que é essencial aos processos de fotossíntese enquanto Casearia arborea pode ser considerada a mais sensível pois atingiu Potenciais Hídricos (ψ) muito negativos. O efeito do período climático sobre os Potencias Hídricos determinou uma redução destes nos meses com menor precipitação pluviométrica para todas as espécies.
The agreement of biophysic interaction between phosphorus accumulative species, such as Neea macrophylla and Cecropia palmata with radiation and water available in secondary forests in the Northeast of Pará, becomes essential for the composition of Agroforest Systems and enriched Forests. The objective of this research was to identify how much radiation (PAR, BAR and PhyAR) crossed over to the canopies of the species studied, taking into consideration the tree aggregation density and distance from the soil, as well as the water behavior by determining the Water Potential (predawn and midday) in different climatic periods. The results showed that Cecropia palmata had the highest irradiances, independent of tree aggregation, suggesting better conditions for photosynthetic and morphogenic processes of the species that comes under the influence of its canopies. In respect to water behavior, a clear stratification between three species was observed, where Cecropia palmata was the species that developed the highest water potential midday, signaling fantastic tolerance to dry periods and consequently maintaining a more stable turgidity condition, which is essential to the photosynthetic process, while Casearia arborea can be considered the more sensitive, for it reached a very negative Water Potencial (y). The effect of the climatic period on the Water Potential determined their reduction for all species in the months with less pluviometric precipitation