Shading minimizes the effects of water deficit in Campomanesia xanthocarpa (Mart.) O. Berg seedlings / Sombreamento minimiza o efeito do déficit hídrico em mudas de Campomanesia xanthocarpa (Mart.) O. Berg

Abstract The objective of this study was to evaluate the activity of antioxidant enzymes, the functioning of the photosystem II and quality of C. xanthocarpa seedlings cultivated under intermittent water deficit and shading levels and the influence of shading on recovery potential after suspension of the stress conditions. The seedlings were subjected to three levels of shading (0, 30, and 70%), six periods of evaluation (start: 0 days; 1st and 2nd photosynthesis zero: 1st and 2nd P0; 1st and 2nd recovery: 1stand 2nd REC; and END), and two forms of irrigation (control: periodically irrigated to maintain 70% substrate water retention capacity, and intermittent irrigation: suspension of irrigation). The plants subjected to intermittent irrigation conditions at 0% shading showed a reduction in water potential (Ψw) and potential quantum efficiency of photosystem II (Fv/Fm) and maximum efficiency of the photochemical process (Fv/F0) and an increase in basal quantum production of the non-photochemical processes (F0/Fm). Superoxide dismutase (SOD) activity was higher in the leaves than in the roots. The C. xanthocarpa is a species sensitive to water deficit but presents strategies to adapt to an environment under temporary water restriction, which are more temporary are most efficient under shading. The seedlings with water deficit at all levels of shading exhibited higher protective antioxidant activity and lower quality at 0% shading. The shading minimizes prevents permanent damage to the photosystem II and after the re-irrigation, the evaluated characteristics showed recovery with respect to the control group, except POD and SOD activities in the leaves.

Resumo O objetivo deste estudo foi avaliar a atividade de enzimas antioxidantes, o funcionamento do fotossistema II e a qualidade de mudas de C. xanthocarpa cultivadas sob déficit hídrico intermitente e níveis de sombreamento e a influência do sombreamento sobre o potencial de recuperação após suspensão das condições de estresse. As mudas foram submetidas a três níveis de sombreamento (0, 30 e 70%), seis períodos de avaliação (início: 0 dias; 1ª e 2ª fotossíntese zero: 1ª e 2ª P0; 1ª e 2ª recuperação: 1ª e 2ª REC; e final), e duas formas de irrigação (controle: periodicamente irrigado para manter 70% da capacidade de retenção de água do substrato, e irrigação intermitente: suspensão da irrigação). As plantas submetidas às condições de irrigação intermitente a 0% de sombreamento apresentaram redução do potencial hídrico (Ψw) e eficiência quântica potencial do fotossistema II (Fv/Fm) e máxima eficiência do processo fotoquímico (Fv/F0) e aumento da produção quantica basal dos processos não fotoquímicos (F0/Fm). A atividade da superóxido dismutase (SOD) foi maior nas folhas do que nas raízes. C. xanthocarpa é uma espécie sensível ao déficit hídrico, mas apresenta estratégias para se adaptar a um ambiente com restrição hídrica temporária, sendo mais eficientes sob sombreamento. As mudas com déficit hídrico em todos os níveis de sombreamento exibiram maior atividade antioxidante protetora e menor qualidade no sombreamento 0%. O sombreamento minimiza danos permanentes ao fotossistema II e após a re-irrigação, as características avaliadas apresentaram recuperação em relação ao grupo controle, exceto atividades de POD e SOD nas folhas.

Shading minimizes the effects of water deficit in Campomanesia xanthocarpa (Mart) O Berg seedlings / Sombreamento minimiza o efeito do déficit hídrico em mudas de Campomanesia xanthocarpa (Mart) O Berg

The objective of this study was to evaluate the activity of antioxidant enzymes, the functioning of the photosystem II and quality of C. xanthocarpa seedlings cultivated under intermittent water deficit and shading levels and the influence of shading on recovery potential after suspension of the stress conditions. The seedlings were subjected to three levels of shading (0, 30, and 70%), six periods of evaluation (start: 0 days; 1st and 2nd photosynthesis zero: 1st and 2nd P0; 1st and 2nd recovery: 1stand 2nd REC; and END), and two forms of irrigation (control: periodically irrigated to maintain 70% substrate water retention capacity, and intermittent irrigation: suspension of irrigation). The plants subjected to intermittent irrigation conditions at 0% shading showed a reduction in water potential (Ψw) and potential quantum efficiency of photosystem II (Fv/Fm) and maximum efficiency of the photochemical process (Fv/F0) and an increase in basal quantum production of the non-photochemical processes (F0/Fm). Superoxide dismutase (SOD) activity was higher in the leaves than in the roots. The C. xanthocarpa is a species sensitive to water deficit but presents strategies to adapt to an environment under temporary water restriction, which are more temporary are most efficient under shading. The seedlings with water deficit at all levels of shading exhibited higher protective antioxidant activity and lower quality at 0% shading. The shading minimizes prevents permanent damage to the photosystem II and after the re-irrigation, the evaluated characteristics showed recovery with respect to the control group, except POD and SOD activities in the leaves.

O objetivo deste estudo foi avaliar a atividade de enzimas antioxidantes, o funcionamento do fotossistema II e a qualidade de mudas de C. xanthocarpa cultivadas sob déficit hídrico intermitente e níveis de sombreamento e a influência do sombreamento sobre o potencial de recuperação após suspensão das condições de estresse. As mudas foram submetidas a três níveis de sombreamento (0, 30 e 70%), seis períodos de avaliação (início: 0 dias; 1ª e 2ª fotossíntese zero: 1ª e 2ª P0; 1ª e 2ª recuperação: 1ª e 2ª REC; e final), e duas formas de irrigação (controle: periodicamente irrigado para manter 70% da capacidade de retenção de água do substrato, e irrigação intermitente: suspensão da irrigação). As plantas submetidas às condições de irrigação intermitente a 0% de sombreamento apresentaram redução do potencial hídrico (Ψw) e eficiência quântica potencial do fotossistema II (Fv/Fm) e máxima eficiência do processo fotoquímico (Fv/F0) e aumento da produção quantica basal dos processos não fotoquímicos (F0/Fm). A atividade da superóxido dismutase (SOD) foi maior nas folhas do que nas raízes. C. xanthocarpa é uma espécie sensível ao déficit hídrico, mas apresenta estratégias para se adaptar a um ambiente com restrição hídrica temporária, sendo mais eficientes sob sombreamento. As mudas com déficit hídrico em todos os níveis de sombreamento exibiram maior atividade antioxidante protetora e menor qualidade no sombreamento 0%. O sombreamento minimiza danos permanentes ao fotossistema II e após a re-irrigação, as características avaliadas apresentaram recuperação em relação ao grupo controle, exceto atividades de POD e SOD nas folhas.

Shading minimizes the effects of water deficit in Campomanesia xanthocarpa (Mart.) O. Berg seedlings

Abstract The objective of this study was to evaluate the activity of antioxidant enzymes, the functioning of the photosystem II and quality of C. xanthocarpa seedlings cultivated under intermittent water deficit and shading levels and the influence of shading on recovery potential after suspension of the stress conditions. The seedlings were subjected to three levels of shading (0, 30, and 70%), six periods of evaluation (start: 0 days; 1st and 2nd photosynthesis zero: 1st and 2nd P0; 1st and 2nd recovery: 1stand 2nd REC; and END), and two forms of irrigation (control: periodically irrigated to maintain 70% substrate water retention capacity, and intermittent irrigation: suspension of irrigation). The plants subjected to intermittent irrigation conditions at 0% shading showed a reduction in water potential (w) and potential quantum efficiency of photosystem II (Fv/Fm) and maximum efficiency of the photochemical process (Fv/F0) and an increase in basal quantum production of the non-photochemical processes (F0/Fm). Superoxide dismutase (SOD) activity was higher in the leaves than in the roots. The C. xanthocarpa is a species sensitive to water deficit but presents strategies to adapt to an environment under temporary water restriction, which are more temporary are most efficient under shading. The seedlings with water deficit at all levels of shading exhibited higher protective antioxidant activity and lower quality at 0% shading. The shading minimizes prevents permanent damage to the photosystem II and after the re-irrigation, the evaluated characteristics showed recovery with respect to the control group, except POD and SOD activities in the leaves.

Resumo O objetivo deste estudo foi avaliar a atividade de enzimas antioxidantes, o funcionamento do fotossistema II e a qualidade de mudas de C. xanthocarpa cultivadas sob déficit hídrico intermitente e níveis de sombreamento e a influência do sombreamento sobre o potencial de recuperação após suspensão das condições de estresse. As mudas foram submetidas a três níveis de sombreamento (0, 30 e 70%), seis períodos de avaliação (início: 0 dias; 1ª e 2ª fotossíntese zero: 1ª e 2ª P0; 1ª e 2ª recuperação: 1ª e 2ª REC; e final), e duas formas de irrigação (controle: periodicamente irrigado para manter 70% da capacidade de retenção de água do substrato, e irrigação intermitente: suspensão da irrigação). As plantas submetidas às condições de irrigação intermitente a 0% de sombreamento apresentaram redução do potencial hídrico (w) e eficiência quântica potencial do fotossistema II (Fv/Fm) e máxima eficiência do processo fotoquímico (Fv/F0) e aumento da produção quantica basal dos processos não fotoquímicos (F0/Fm). A atividade da superóxido dismutase (SOD) foi maior nas folhas do que nas raízes. C. xanthocarpa é uma espécie sensível ao déficit hídrico, mas apresenta estratégias para se adaptar a um ambiente com restrição hídrica temporária, sendo mais eficientes sob sombreamento. As mudas com déficit hídrico em todos os níveis de sombreamento exibiram maior atividade antioxidante protetora e menor qualidade no sombreamento 0%. O sombreamento minimiza danos permanentes ao fotossistema II e após a re-irrigação, as características avaliadas apresentaram recuperação em relação ao grupo controle, exceto atividades de POD e SOD nas folhas.

Effect of climato-environmental parameters on chlorophyll a concentration in the lower Ganga basin, India / Efecto de los parámetros climáticos ambientales sobre la concentración de clorofila a en la cuenca baja del Ganges, India

Introduction: Chlorophyll a concentration proxies the phytoplankton biomass which directly involves in signifying the production functions of aquatic ecosystem. Thus, it is imperative to understand their spatio-temporal kinetics in lotic environment with reference to regional climatic variabilities in the tropical inland waters. Objective: In-situ studies were conducted to examine the changes in phytoplankton biomass in lower Ganga basin as influenced by various environmental parameters under regional climatic variability during 2014-2016. Methods: Firstly, the most key influential environmental parameters on riverine Chl-a concentration were determined. Then the direct cascading effect of changing climatic variables on key environmental parameters were derived through modeling and quantified probable changes in mean Chl-a concentration in the lower stretch of river. Results: Only five environmental parameters namely water temperature, total dissolved solid, salinity, total alkalinity and pH were key factors influencing Chl-a (Multiple R2: 0.638, P < 0.05). Present estimates indicate that if the present rate of regional climatic variability over the last 3 decades (mean air temperature + 0.24 °C, total annual rainfall -196.3 mm) remain consistent over the next three decades (2015-2045), an increase in mean Chl-a by + 170 µgL-1 may likely be expected grossly reaching about 475.94 µg L-1 by the year 2045 or more. Conclusions: The present study is first such comprehending a gross hint towards the probable ecosystem response with an alternative model based methodology in data-deficient situations. Subsequently, the output would also be of great benefit for increase water governance and developing strategy protocol for sustainable water management for greater ecosystem services.

Introducción: La concentración de clorofila a representa la biomasa de fitoplancton la cual influye directamente en las funciones de producción de los ecosistemas acuáticos. Por lo tanto, es imperativo comprender su cinética espacio-temporal en el ambiente lótico con respecto a las variabilidades climáticas regionales en las aguas continentales tropicales. Objetivo: Se realizaron estudios in situ para examinar la influencia de varios parámetros ambientales en la biomasa del fitoplancton en la cuenca baja del Ganges durante 2014-2016. Métodos: En primer lugar, se determinaron los parámetros ambientales más influyentes en la concentración de Chl-a fluvial. Luego, el efecto directo en cascada de las variables climáticas sobre los parámetros ambientales clave, mediante el modelado y los cambios en la concentración media de Chl-a en el tramo inferior del río. Resultados: Solo cinco parámetros ambientales, entre ellos, temperatura del agua, sólidos disueltos totales, salinidad, alcalinidad total y pH, fueron factores clave que influyeron en la Chl-a (R2 múltiple: 0.638, P < 0.05). Las estimaciones actuales indican que si la tasa actual de variabilidad climática regional durante las últimas 3 décadas (temperatura media del aire + 0.24 °C, precipitación total anual -196.3 mm) permanece constante durante las próximas tres décadas (2015-2045), se presente un aumento en el promedio de la Chl-a en +170 µgL-1 y alcance aproximadamente 475.94 µgL-1 para el 2045 o más. Conclusiones: Este estudio presenta una metodología basada en modelos alternativos en situaciones de escasez de datos, la información generada también podría contribuir a mejorar la gobernanza del agua y a desarrollar un protocolo para la gestión sostenible del agua y de esta manera mejorar los servicios ecosistémicos.

Combined effect of pseudomonas sp. and trichoderma aureoviride on lettuce growth promotion / Efeito combinado de Pseudomonas sp. e Trichoderma aureoviride na promoção do crescimento de alface

Plant growth promotion by microorganisms may be a viable alternative to increase lettuce production through pathogens control and nutrients absorption increase. Trichoderma and Pseudomonasgenus are examples of widely studied microorganisms with the capacity to promote plant growth. However, there are still gaps regarding the action of the combined effect of these two microorganisms. Therefore, the objective of this study was to evaluate the combined effect of Pseudomonas sp. UAGF14 and Trichoderma aureoviride URM5158 on the development of lettuce plants. The experimental design was completely randomized, with five treatments: CONT (control), CM (soil with organic fertilization), CMB (soil withorganic fertilization and Pseudomonas sp.), CMF (soil with organic fertilization and T. aureoviride), and CMFB (soil with organic fertilization, Pseudomonas sp. and T. aureoviride), with ten repetitions. At 30, 40 and 60 days after sowing, the following parameters were analyzed: plant and canopy height and number of leaves. At 60 days after emergence, shoot dry matter, leaf area, root dry matter, root length and chlorophyll were analyzed. Catalase, peroxidase and polyphenol oxidase enzymatic activity were determined. The CMFB treatment had the highest means of lettuce growth promotion, confirming the synergistic effect of the combination of the two microorganism types, as it increased height, canopy, shoot and root dry matter, and chlorophyll levels compared to CONT, although did not differ from CM in some variables. Enzymatic activity was also influenced by the action of these microorganisms combined, evidencing by polyphenol oxidase increase. The CMFB or CM were efficient in promoting lettuce growth, showing positive response to the plant morphological and physiological characteristics. However, few responses were observed in lettuce plant growth in the first cycle evaluated after 60 days, compared CM and CMFB treatments, but both treatments showed superiority in lettuce plant growth submitted to CONT treatment. Therefore, further studies are needed to estimate the long-term effects of combined effect of Pseudomonas sp. UAGF14 and T. aureoviride URM5158 on crop productivity in field conditions.

A promoção do crescimento das plantas por micro-organismos pode ser uma alternativa viável para aumentar a produção de alface através de controle de patógenos e aumento da absorção de nutrientes. O gênero fúngico Trichoderma e o gênero bacteriano Pseudomonas são exemplos de micro-organismos amplamente estudados com capacidade para promover o crescimento da planta. No entanto, ainda existem lacunas quanto à ação do efeito combinado desses dois micro-organismos. Portanto, o objetivo deste estudo foi avaliar o efeito combinado de Pseudomonas UAGF14 e Trichoderma aureoviride URM5158 sobre o desenvolvimento de plantas de alface. O delineamento experimental foi completamente casualizados, com cinco tratamentos: CONT (controle, sem fertilização orgânica), CM (solo com fertilização orgânica), CMB (solo com fertilização orgânicae Pseudomonas sp.), CMF (solo com fertilização orgânica e T. aureoviride) e CMFB (solo com fertilização orgânica, Pseudomonas sp. e T. aureoviride), com dez repetições. Aos 30, 40 e 60 dias após a semeadura, foram analisados os seguintes parâmetros: altura da planta e dossel e número de folhas. Aos 60 dias após a emergência, a matéria seca da parte aérea, a área foliar, a massa seca das raízes, o comprimento radicular e a clorofila foram analisados. Catalase, peroxidase e atividade enzimática da polifenol oxidase foram determinadas. O CMFB apresentou o maior crescimento de alface, confirmando o efeito benéfico da combinação dos dois tipos de micro-organismos com a planta, na medida em que aumentou a altura, o dossel, a matéria seca da parte aérea e da raiz, e os níveis de clorofila em relação ao CONT, embora não tenha diferido do CM em algumas variáveis. As atividades enzimáticas também foram influenciadas pela ação desses micro-organismos combinados, evidenciada pelo aumento de polifenol oxidase. O CMFB ou CM foram eficientes na promoção do crescimento da alface, mostrando respostas positivas às características morfológicas e fisiológicas. Entretanto, poucas respostas foram observadas no crescimento da alface noprimeiro ciclo da planta avaliado depois de 60 dias, comparando os tratamentos CM e CMFB, mas ambos tratamentos mostraram superioridade em relação ao crescimento das plantas de alface submetidas ao tratamento controle. Por isso, são necessários futuros estudos para estimar à longo prazo o efeito combinado de Pseudomonas sp. UAGF14 e Trichoderma aureoviride URM5158 na produção de cultura em condições de campo.

Structural, histochemical and photosynthetic profiles of galls induced by Eugeniamyia dispar (Diptera: Cecidomyiidae) on the leaves of Eugenia uniflora (Myrtaceae) / Perfiles estructurales, histoquímicos y fotosintéticos de las agallas inducidas por Eugeniamyia dispar (Diptera: Cecidomyiidae) en las hojas de Eugenia uniflora (Myrtaceae)

Abstract Gall-inducing insects manipulate the structural, histochemical and physiological profiles of host-plant tissues to develop galls. We evaluated galls induced by Eugeniamyia dispar on the leaves of Eugenia uniflora in an attempt to answer the following questions: (i) How does this gall-inducing insect change the structural and histochemical profiles of the host-plant organ? (ii) Despite structural changes, can gall tissues maintain photosynthetic activity? Starch, proteins, reducing sugars and reactive oxygen species were detected mainly in the nutritive tissue surrounding the larval chamber. Despite structural changes, the galls induced by E. dispar on E. uniflora retain chlorophyllous tissue, although its amount and photosynthetic activity are less than that of non-galled leaves. This reduced photosynthetic activity, in association with the presence of large intercellular spaces, could improve gas diffusion and, consequently, avoid hypoxia and hypercarbia in gall tissue.(AU)

Resumen Los insectos que inducen las agallas manipulan los perfiles estructurales, histoquímicos y fisiológicos de los tejidos de la planta hospedera para su desarrollo. Nosotros evaluamos las agallas inducidas por Eugeniamyia dispar en las hojas de Eugenia uniflora en un intento de responder las siguientes preguntas: (i) ¿Cómo este insecto inductor de agallas cambia los perfiles estructurales e histoquímicos en el órgano de la planta hospedera? (ii) A pesar de las modificaciones estructurales, ¿pueden los tejidos de la agalla mantener la actividad fotosintética? El almidón, las proteínas, los azúcares reductores y las especies reactivas de oxígeno se detectaron principalmente en la capa de tejido nutritivo que rodea a la cavidad larval. A pesar de las modificaciones estructurales, las agallas inducidas por E. dispar en E. uniflora retienen su tejido clorofílico, aunque su cantidad y actividad fotosintética son menores que en las hojas no agalladas. Esta actividad fotosintética reducida, asociado a la presencia de grandes espacios intercelulares, pueden mejorar la difusión de gases y, en consecuencia, evitar la hipoxia y la hipercapnia en los tejidos de las agallas.(AU)

Elevated CO2 concentration improves functional traits and early growth of the widespread species Enterolobium contortisiliquum (Vell. ) Morong / Elevada concentração de CO2 melhora as características funcionais e o crescimento inicial da espécie generalista Enterolobium contortisiliquum (Vell. ) Morong

Enterolobium contortisiliquum is a neotropical widespread species that occurs in native AtlanticForest, Cerrado and Caatinga vegetation in Brazil. Outside Brazil, it occurs in Argentina, Bolivia, Paraguay, and Uruguay. The objective of this study was to investigate the influence of high carbon dioxide concentration [CO2] on leaf gas exchange, chlorophyll content, chlorophyll a fluorescence, growth, and biomass allocation among roots, stems, and leaves in young plants of E. contortisiliquum. After germination, twenty days old individuals of E. contortisiliquum were grown in open-top chambers (OTC) at two different [CO2] (400 ppm and 700 ppm). Physiological measurements were made when the plants had been grown in OTC for 170, 200, 230, and 260 days. The higher [CO2] favored the early growth of E. contortisiliquum by increasing maximum net photosynthesis (PN) and water use efficiency. Under high [CO2], root dry mass increased in E. contortisiliquum, which might be a trait that will benefit this species by enhancing water uptake, particularly in seasonally dry environments.

Enterolobium contortisiliquum é uma espécie neotropical generalista, encontrada na vegetação nativa da Mata Atlântica do Brasil, no Cerrado e na Caatinga. Fora do país, também pode ser encontrada empaíses como Argentina, Bolívia, Paraguai e Uruguai. O objetivo deste estudo foi investigar a influência da alta concentração de dióxido de carbono [CO2] nas trocas gasosas foliares, no teor de clorofila, na fluorescência da clorofila a, no crescimento e alocação de biomassa entre raízes, caules e folhas em plantas jovens de E. contortisiliquum. Após a germinação, indivíduos de E. contortisiliquum de 20 dias de idade foram cultivados em câmaras de topo aberto (CTA), em duas diferentes [CO2] (400 ppm e 700 ppm). Asmedições fisiológicas foram realizadas no momento do cultivo das plantas em CTA por 170, 200, 230 e 260 dias. A alta [CO2] favoreceu o crescimento inicial de E. contortisiliquum aumentando a fotossíntese líquida máxima (PN) e a eficiência do uso da água. Sob alta [CO2], a massa seca da raiz aumentou em E. contortisiliquum, o que pode ser uma característica que beneficiará esta espécie, aumentando a absorção de água, particularmente em ambientes sazonalmente secos.

Ecophysiological, anatomical and ultrastructural characteristics of Vitex polygama Cham. (Verbenaceae) submitted to different concentrations of fluoride / Características ecofisiológicas, anatômicas e ultraestruturais de Vitex polygama Cham. (Verbenaceae) submetida a diferentes concentrações de flúor

Fluorides released during the manufacture of aluminum, fertilizers, glass and ceramics are considered to be highly toxic to plants, causing damages in relatively small concentrations. This study aimed to evaluate fluoride (F) accumulation and its effects on Vitex polygama Cham. (Verbenaceae) exposed to simulated rain containing potassium fluoride in concentrations of 5, 10, 15 and 20 mg L-1. Vitex polygama presented no visual symptoms of foliar injury and accumulated a relatively small amount of F-, significant only for the treatments with higher concentrations of the pollutant. F- promoted an increase in non-photochemical quenching (qN) and in the coefficient due to non -photochemical extinction (NPQ), which indicates higher dissipation of radiant energy in the heat form. Damages in the chloroplast structure, in cellular membranes and in epicuticular waxes, besides cytoplasm granulation and irregularities in the epidermal cell walls were also detected in plants exposed to the pollutant. The results show a considerable resistance of Vitex polygama to F and reinforce the prognostic value of physiological, anatomical and ultrastructural analysis in the detection of damages caused by the pollutant in the leaf structure of this species.

Fluoretos, liberados durante a manufatura de alumínio, fertilizantes, vidro e cerâmica, são considerados altamente tóxicos para as plantas, causando danos em concentrações relativamente pequenas. Este estudo teve como finalidade avaliar o acúmulo de flúor (F) e seus efeitos sobre Vitex polygama Cham. (Verbenaceae) em plantas expostas a chuva simulada contendo fluoreto de potássio em concentrações de 5, 10, 15 e 20 mg L-1. Vitex polygama não apresentou sintomas visíveis de injúria foliar e acumulou uma quantidade relativamente pequena de F-, significativa apenas para os tratamentos com maiores concentrações do poluente. O F- promoveu aumentos no coeficiente devido à extinção não fotoquímica (qN) e no coeficiente devido à extinção não fotoquímica (NPQ), que indicam maior dissipação de energia radiante na forma de calor. Danos na estrutura dos cloroplastos, em membranas celulares e nas ceras epicuticulares, além de granulação do citoplasma e irregularidades na parede celular de células epidérmicas, foram também detectados em plantas expostas ao poluente. Os resultados demonstram uma considerável resistência de Vitex polygama ao F e reforçam o valor prognóstico de análises fisiológicas, anatômicas e ultraestruturais na detecção de danos causados pelo poluente na estrutura foliar dessa espécie.

Water residence time affecting phytoplankton blooms: study case in Ibitinga Reservoir (São Paulo, Brazil) using Landsat/TM images / Efeito de variações no tempo de residência hidráulica sobre a ocorrência de florações de fitoplâncton: estudo de caso no Reservatório de Ibitinga (SP) com o uso de imagens Landsat/TM

Abstract Satellite images are an effective tool for the detection of phytoplankton blooms, since they cause striking changes in water color. Bloom intensity can be expressed in terms of chlorophyll-a concentration. Previous studies suggest the use of Landsat TM4/TM3 reflectance ratio to retrieve surface chlorophyll-a concentration from aquatic systems. In this study we assumed that a remote sensing trophic state index can be applied to investigate how changes in HRT along the hydrologic year affect the spatial distribution of the phytoplankton blooms at Ibitinga’s reservoir surface. For that, we formulated two objectives: (1) apply a semi-empirical model which uses this reflectance ratio to map chlorophyll-a concentration at Ibitinga reservoir along the 2005 hydrologic year and (2) assess how changes in hydraulic residence time (HRT) affect the spatial distribution of phytoplankton blooms at Ibitinga Reservoir. The study site was chosen because previous studies reported seasonal changes in the reservoir limnology which might be related to the reservoir seasonality and hydrodynamics. Six Landsat/TM images were acquired over Ibitinga reservoir during 2005 and water flow measurements provided by the Brazilian Electric System National Operator - ONS were used to compute the reservoir´s residence time, which varied from 5.37 to 52.39 days during 2005. The HRT in the date of image acquisition was then compared to the distribution of chlorophyll-a in the reservoir. The results showed that the HRT increasing implies the increasing of the reservoir surface occupied by phytoplankton blooms.

Resumo As imagens de satélite são frequentemente usadas para a identificação de florações de fitoplâncton porque sua presença causa mudanças significativas na cor da água. A abundância das florações pode ser quantificada por medidas de concentração de clorofila-a. Diversos estudos sugerem o uso da razão de reflectância das bandas TM4/TM3 Landsat, para determinar as concentrações de clorofila-a em sistemas aquáticos. Este trabalho tem como objetivos: (1) aplicar um modelo semi-empírico que usa essa razão para mapear a concentração de clorofila-a no reservatório de Ibitinga ao longo do ano hidrológico de 2005; (2) avaliar como as mudanças no tempo de residência hidráulica afetaram a distribuição de florações na superfície do reservatório. O reservatório de Ibitinga foi selecionado porque estudos prévios indicavam mudanças sazonais nas propriedades limnológicas do reservatório, as quais poderiam estar relacionadas à sazonalidade e à hidrodinâmica. Seis imagens TM/Landsat foram adquiridas sobre o reservatório de Ibitinga durante o ano de 2005. Foi então usada uma tabela associando intervalos de razão de banda a intervalos de concentração de clorofila-a. Medidas de vazão fornecidas pelo Operador Nacional do Sistema Elétrico – ONS foram utilizadas para calcular o tempo de residência hidráulica do reservatório, que variou entre 5,37 e 52,39 dias durante 2005. O tempo de residência hidráulica em cada data de aquisição da imagem foi então comparado com a área ocupada pelas florações de fitoplancton. Os resultados indicaram uma forte relação entre o tempo de residência hidráulica e a área ocupada por florações. Em junho de 2005, quando o reservatório atingiu seu menor tempo de residência hidráulica, apenas 20% de sua área estiveram ocupadas por florações. Em setembro e outubro, quando a residência hidráulica atinge o seu máximo, mais que 80% da superfície do reservatório foram ocupadas por florações de fitoplancton.

Preliminary analysis on the use of Trophic State Indexes in a brazilian semiarid reservoir / Análise preliminar sobre uso de Índices de Estado Trófico em um reservatório do semiárido brasileiro

The Carlson's (1977) Trophic State Index (TSI) is a widely employed tool to estimate the degree of eutrophication in a reservoir. In Brazil, the need of a classification system that would take into account regional characteristics employed adjusted indexes generated by data from reservoirs in the southeastern region of the country. Current research compares responses for Carlson's TSI (1977) and its derivations for Brazilian reservoirs from data collected in the Pereira de Miranda Reservoir (State of Ceará, Brazil), and analyzes the influence of local conditions on results and their applicability to reservoirs in the semiarid region. TSIs were calculated by data on total phosphorus, chlorophyll a and water transparency. The reservoir was estimated as mesotrophic based on the chlorophyll a variable, and between eutrophic and hyper-eutrophic when based on total phosphorus data and water transparency. Results showed the need to consider intrinsic factors in the discussion on the applicability of TSIs to reservoirs in the semiarid region since the peculiar hydro-climatic conditions and morphometric characteristics make them even more vulnerable to disturbance agents, such as winds which have a significant influence on processes that determine the trophic state.

O índice de estado trófico (IET) de Carlson (1977) é uma ferramenta muito utilizada para estimar o grau de eutrofização de reservatórios. No Brasil, a necessidade de um sistema classificatório que levasse em consideração as peculiaridades regionais resultou em derivações do índice original. O objetivo desta pesquisa foi comparar as respostas do IET de Carlson (clima temperado) e dos índices modificados para reservatórios do sudeste brasileiro (clima subtropical) originadas para dados do açude Pereira de Miranda e analisar a influência das condições locais sobre esses resultados, discutindo-se a sua aplicabilidade para a região semiárida do Brasil. Os índices de estado trófico foram calculados a partir dos valores de clorofila a, fósforo total e transparência da água. O estado trófico do açude foi estimado como mesotrófico, com base na variável clorofila a, e entre eutrófico e hipereutrófico, com os dados de fósforo total e de transparência da água. A partir dos resultados, observa-se a necessidade de considerar fatores intrínsecos na discussão sobre a aplicabilidade desses índices para os reservatórios do semiárido, especialmente quando as variáveis hidroclimáticas e morfométricas os tornam ainda mais vulneráveis a distúrbios, a exemplo do vento, que tem influência significativa sobre os processos que determinam o estado trófico

Hidrografía y plumas estuarinas en Golfo Dulce, Pacífico Sur de Costa Rica / Hidrography and river plumes in Golfo Dulce, south pacific of Costa Rica

Resumen Variables oceanográficas en 33 estaciones en el Golfo Dulce, Costa Rica, entre 2009 y 2010 fueron analizadas a través de perfiles con CTD, donde la salinidad, la temperatura, sigma-T y las corrientes se estudiaron en la columna de agua. Disco Secchi y clorofila-a, fueron medidos a nivel superficial.. El objetivo fue estimar el área de dispersión de las plumas estuarinas a través del seguimiento de las variables físicas temperatura, salinidad y sigma-T. En agosto 2009, entre los ríos Coto Colorado y Esquinas disminuyeron la salinidad (<30) en un área de 250km2 aproximadamente, un 37% de la superficie total, creándose frentes termohalinos a lo largo de casi todo el golfo. Se documentó el efecto de El Niño Oscilación del Sur en enero 2010 durante su fase de acentuada intensidad. Las concentraciones de clorofila-a se correlacionaron en un 33.7% (P=0.05) con la transparencia del agua según el disco Secchi en la estación lluviosa. Se caracterizó el agua superficial del Golfo Dulce por tener salinidad <31.5 temperatura >27ºC y ocupar los cinco primeros metros de la columna de agua.

Abstract Oceanographic variables at 33 stations distributed in Golfo Dulce, Costa Rica, during the dry and rainy seasons between 2009 and 2010, were analyzed with CTD profiles, where salinity, temperature, sigma-T and currents were studied in the water column. Secchi depth and chlorophyll_a were measured in surface. The main objective was to estimate the catchment area and estuarine plume dispersion formed with river discharge. Between the rivers Esquinas and Coto Colorado, decreased salinity (<30) in an area of approximately 250km2, creating thermohaline fronts along most of the gulf. The El Niño South Oscillation, which was in the phase of heightened was documented. The chlorophyll concentrations correlated 33.7% with Secchi disc water transparency. The Golfo Dulce surface water was identified with salinity <31.5 and temperature >27°C (April to December). This research contributes to the knowledge of the oceanography of the Golfo Dulce and the feedback we receive from fluvial origin, claiming form providing inputs for the potential creation of a major new marine protected area system covering entire Golfo Dulce area and, ideally, the surrounding river systems that feed it. Rev. Biol. Trop. 63 (2): 161-181. Epub 2015 June 01.

Productividad primaria en el Humedal Nacional Térraba-Sierpe, Costa Rica / Primary productivity in the National Térraba-Sierpe Wetland, Costa Rica

Resumen Se determinó la productividad primaria (PP) del fitoplancton en un amplio sector del Humedal Nacional Térraba Sierpe (HNTS) de Costa Rica, durante la estación lluviosa del año 2008 y en la estación seca del año 2009. Seis sitios se ubicaron en las áreas norte y central del humedal, donde por lo general ocurre la mayor influencia del aporte de caudal del Río Grande de Térraba. Se realizaron adicionalmente determinaciones de otros parámetros ambientales, asociados con la productividad primaria, como profundidad de penetración del disco de Secchi, la concentración de sólidos en suspensión, la concentración de clorofila a, la salinidad, la temperatura, la concentración del oxígeno disuelto en el agua, la concentración de nutrimentos inorgánicos disueltos (amonio, nitrito, fósforo disuelto, silicato), la conductividad eléctrica específica y se llevó a cabo un estudio basado en el análisis de componentes principales. La PP en el HNTS fue en general baja, con un valor máximo de 8.16gC/m2·d de PPN, el cual se registró en la estación seca, en marzo del 2009, en Isla Loros. Los sitios de mayor influencia del río (Samu y El Caite en la estación lluviosa), fueron los que tuvieron valores más bajos, mientras que los sitios con mayor influencia marina fueron los que presentaron los valores más altos de este estudio, cuyo promedio y desviación estándar fue de 0.79±0.50gC/m2.d (n=12), y la mediana fue 0.80gC/m2.d. Esta diferencia se debe principalmente al elevado aporte de agua dulce y de sólidos en suspensión del Río Grande de Térraba que limita el desarrollo del fitoplancton marino en el humedal. Es importante que se establezca y mantenga un programa de monitoreo de los parámetros medidos en este estudio, con al menos dos muestreos por año, uno en la época seca y otro en la época lluviosa, siguiendo el gradiente de salinidad desde el río hasta el mar al menos en dos direcciones.

Abstract Phytoplankton primary production (PP) was determined in a broad sector of the Térraba-Sierpe National Wetland, Costa Rica, from September to November 2008 in the rainy season and from January to March 2009 in the dry season. Six sampling stations were located at the Northern and Central zone of the wetland, according to the main expected flux of Río Grande de Térraba. Additionally other environmental parameters such as Secchi disk depth, suspended solid matter concentration, chlorophyll-a concentration, salinity, temperature, dissolved oxygen concentration, dissolved inorganic nutrients concentrations (phosphate, nitrate, ammonium and silicate), specific conductivity were also measured and a principal components analysis was performed. The PP in the Terraba-Sierpe National Wetland (HNTS by its Spanish name) was generally low, with a maximum value of 8.16gC/m2·d of Net Primary Productivity (NPP), which was recorded in the dry season, in March 2009, at Loros island. Sites that had a greater riverine influence showed lower PP values, while sites with greater marine influence presented higher PP values. These latter had an average and standard deviation of 0.79±0.50gC/m2·d (n=12). This difference is the result of the high input of freshwater and suspended solids from the Río Grande de Térraba which limits the development of marine phytoplankton in the wetland. Rev. Biol. Trop. 63 (Suppl. 1): 9-28. Epub 2015 April 01.

Fotossíntese, crescimento e incidência de insetos-praga em genótipos de cacau pulverizados com silício / Photosynthesis, growth and incidence of insect pest in cacao genotypes sprayed with silicon

Poucos são os estudos envolvendo o efeito do silício sobre a fisiologia e a resistência do cacaueiro a insetos-praga. Com o objetivo de avaliar as alterações fisiológicas, a incidência e o nível de dano provocado por insetospraga após aplicação de silicato de potássio em genótipos de cacau, foi conduzido em campo, um experimento no delineamento de blocos casualizados, em esquema fatorial 3 x 3 com 4 repetições, sendo 3 genótipos de cacau (TSH 1188, CCN 51 e Catongo) e 3 doses de silicato de potássio (0; 3 e 6 mL L-1). Avaliou-se o crescimento, a cinética da emissão da fluorescência da clorofila, o teor de Si, o índice de clorofila, além da incidência e nível de dano provocado por insetospraga. A aplicação de silicato de potássio na dose 6 mL L-1 reduziu a maioria das variáveis de crescimento. O TSH 1188 foi o único genótipo que apresentou incremento no índice de clorofila e no desempenho das variáveis de fluorescência com a aplicação de 3 mL L-1. A aplicação de silicato de potássio não influenciou o teor foliar de Si nos genótipos estudados, mas reduziu a incidência e o nível de dano provocado por insetos-praga.

There are few studies of the effect of silicon on the physiology and resistance to insect pests in cocoa. With aim to evaluate the physiological changes, the incidence and level of damage caused by insect pests after application of potassium silicate in cacao genotypes was conducted in the field, an experiment in randomized blocks in factorial scheme 3 x 3 with four replications, with three genotypes of cocoa (TSH 1188, CCN 51 and Catongo) and three doses of potassium silicate (0, 3 and 6 mL L-1). We evaluated the growth kinetics of chlorophyll fluorescence emission, the Si content, chlorophyll content, and the incidence and level of damage by insect pests. The application of potassium silicate at a dose 6 mL L-1 reduced the majority of growth variables. The TSH 1188 was the only genotype that showed increase in chlorophyll content and in performance of variable fluorescence with the application of 3 mL L-1. The application of potassium silicate did not influence the content of Si in leaf genotypes, but reduced the incidence and level of damage by insect pests.

Desempenho de genótipos promissores de cana-de-açúcar utilizando ferramentas fisiológicas e biométricas / Performance of promissing sugar cane genotypes using physiological and biometrical tools

O cultivo da cana-de-açúcar no Brasil é uma fonte de renda de grande expressão para a agricultura, principalmente no Nordeste. Assim, o presente trabalho teve como objetivo avaliar quatro genótipos de cana-de-açúcar usando indicadores fisiológicos e biométricos em ambiente protegido. O delineamento experimental utilizado foi inteiramente ao acaso, com quatro tratamentos (genótipo 698B, 712B, 260B e 3B), quatro repetições e uma planta como parcela útil. As mudas foram transplantadas aos 45 dias para vasos de 18 dm3. Aos 154 dias do transplantio foram analisadas as seguintes variáveis: Fluorescência da clorofila a, teores de clorofila a, b e total, teores de prolina, rendimento quântico (PS2), quenching fotoquímio (qP), quenching não-fotoquímico (qN), temperatura foliar (Tfo), altura da planta principal (AP), diâmetro do colmo (DC), número de folhas (NF) e área foliar (AF). As avaliações foram realizadas no período entre as 10h30min e as 12h00min da manhã. Em condições de capacidade de campo os genótipos não apresentaram diferença estatística para os parâmetros de teores de clorofila a, b e total, eficiência fotoquímica máxima do fotossistema II, temperatura foliar. Para teores de prolina o 712B diferenciou-se estaticamente dos demais apresentando maiores teores. Os genótipos também diferiram estatisticamente em relação à altura de planta principal (AP), número de folhas (NF) e área foliar (AF), destacando-se o 698B o 3B em número de folhas e área foliar, enquanto que o 712B e 260B apresentaram menores valores para estes parâmetros. Os genótipos 698B e 3B são os mais promissores para o programa de melhoramento.

The cultivation of the sugar cane in Brazil is a major source of income for agriculture, especially in the Northeast. Thus, the present study aimed to evaluate four genotypes of sugar cane using biometric and physiological indicators in a protected environment. The study used a completely randomized design with four treatments (genotype 698B, 712B, 260B and 3B), four replications and one plant as useful plot. The seedlings were transplanted at 45 days to vessels of 18 dm3. At 154 days after transplanting, were analyzed the following variables: Fluorescence of the chlorophyll a, levels of chlorophyll a, b and total, proline contents, quantum yield (PS2), photochemistry quenching (qP), nonphotochemical quenching (qN), leaf temperature (TFO), main plant height (PH), culm diameter (DC), number of leaves (NL) and leaf area (LA). The evaluations were conducted in the period between 10:30 and 12:00 in the morning. In conditions of field capacity genotypes showed no statistical difference for the parameters of levels of chlorophyll a, b and total, photochemical efficiency of photosystem II, leaf temperature. For the 712B, proline contents differentiated itself statistically from the others, showing higher levels. The genotypes also differ statistically with regard to the main plant height (PH), number of leaves (NL) and leaf area (LA), standing out the 698B 3B in the number of leaves and leaf area, while the 712B and 260B had lower values for these parameters. Genotypes 3B and 698B are the most promising for the improvement program.

Photosynthesis of seedlings of Otoba novogranatensis (Myristicaceae) and Ruagea glabra (Meliaceae) in abandoned pasture, secondary forest and plantation habitats in Costa Rica / Fotosíntesis de plántulas de Otoba novogranatensis (Myristicaceae) y Ruagea glabra (Meliaceae) en pastizales abandonados, bosques secundarios y hábitats de plantaciones en Costa Rica

Enrichment planting in naturally recovering secondary forests or in tree plantations is increasingly being used as strategy to restore later-successional, large-seeded tropical forest trees. We seeded two tree species (Otoba novogranatensis and Ruagea glabra) in three agricultural sites in Southern Costa Rica: abandoned pastures, eight to ten year old secondary forests and three year old tree plantations (containing two N-fixing of four total tree species). We measured micrometeorological conditions, soil water content, plant water potential, leaf area, foliar C and N, and photosynthesis to better understand mechanistic responses of seedlings to conditions in the different successional habitats. Micrometeorological conditions, soil water content, and plant water potential were generally similar across habitats. Certain aspects of leaves (such as Specific Leaf Area and foliar N content), and photosynthesis (e.g. quantum yield and electron transport rate) were highest in the plantations, intermediate in the secondary forests, and lowest in abandoned pastures. Enhanced rates of photosynthetic biochemistry (such as Vcmax and Jmax) and Photosystem II efficiency (e.g. thermal energy dissipation) occurred in leaves from the plantations compared to the abandoned pastures, which may be related to higher leaf %N content. Results suggest that foliar N may be of greater importance than soil water content and micrometeorological factors in driving differences in photosynthetic processes across planting habitats. Planting seeds of these two species in plantations containing three year old trees (including two N-fixing species) enhances certain aspects of their photosynthesis and growth, compared to seedlings in abandoned pastures with non-native grasses, and thus can help increase forest recovery on abandoned agricultural lands.

El enriquecimiento de bosques secundarios o plantaciones forestales en proceso de regeneración natural por medio de la siembra de plántulas es una práctica cada vez más utilizada para restaurar bosques tropicales en estado de sucesión tardía. Sembramos dos especies de árboles (Otoba novogranatensis y Ruagea glabra) en pastizales abandonados, bosques secundarios de ocho a diez años de edad y plantaciones forestales de tres años de edad (con dos especies fijadoras de Nitrógeno de un total de cuatro especies) en tres sitios agrícolas en el Sur de Costa Rica. Medimos condiciones micrometeorológicas, contenido de agua del suelo, potencial hídrico de las plantas, área foliar, C y N foliar, y fotosíntesis para entender de una mejor manera las respuestas funcionales de las plántulas ante condiciones de distintos estadíos sucesionales. Las condiciones micrometeorológicas, contenido hídrico del suelo y el potencial hídrico de las plantas fueron mayoritariamente similares entre hábitats. Algunos aspectos de las hojas (como Área Foliar Específica y contenido de N foliar) y fotosíntesis (ej.: rendimiento cuántico y tasa de transporte de electrones) presentaron valores mayores en las plantaciones, intermedios en los bosques secundarios y menores en los pastizales abandonados. Se obtuvo un aumento en las tasas fotosintéticas bioquímicas (como Vcmax, Jmax) y la eficiencia del Fotosistema II (ej.: disipación de energía térmica) en hojas provenientes de las plantaciones comparado a las de los pastizales, posiblemente relacionado a un mayor %N foliar. Los resultados sugieren que el N foliar puede ser más importante que el contenido de agua del suelo y que los factores micrometeorológicos para marcar diferencias en los procesos fotosintéticos entre hábitats. Las plántulas de estas dos especies en las plantaciones con árboles de tres años de edad (incluyendo dos fijadoras de N) incrementaron ciertos aspectos de su fotosíntesis y crecimiento comparado a las plántulas en los pastizales abandonados de especies exóticas, por lo tanto, esta práctica puede ayudar a incrementar la recuperación de los bosques en áreas agrícolas abandonadas.

Desiccation and recovery of periphyton biomass and density in a subtropical lentic ecosystem / Dessecamento e recuperação da biomassa e densidade do perifíton em ecossistema lêntico subtropical

This study assessed the desiccation effects on biomass and algal density of periphyton in a subtropical lentic ecosystem. This experiment was conducted with only one in situ experimental desiccation event for 15 hours in a mature periphytic community. The periphyton after desiccation was distinct in density and biomass estimators (dry weight and chlorophyll a ) when compared to the control periphyton. After the tenth day of desiccation, the community presented similar values for biomass estimators when compared to the control periphyton. The density and biomass estimators of the periphyton community was affected by the desiccation event and required about ten days to recover to pre-disturbance conditions.

Este estudo avaliou os efeitos do dessecamento sobre a biomassa e a densidade algal do perifíton em ecossistema lêntico subtropical. Neste experimento foi realizado um evento in situ de 15h de emersão sobre a comunidade perifítica em estágio maduro de desenvolvimento. O perifíton sujeito ao dessecamento foi distinto na densidade e nos estimadores de biomassa (peso seco e clorofila) em relação ao perifíton controle. Após do décimo dia de dessecamento, a comunidade apresentou valores similares dos estimadores de biomassa quando comparado com o perifíton controle. A densidade e os estimadores de biomassa da comunidade perifítica foram afetadas pelo evento de dessecamento e requereu dez dias para retornar as condições de pré-distúrbio.

Spatial variation of periphyton structural attributes on Eichhornia crassipes (Mart) Solms in a tropical lotic ecosystem / Variações espaciais dos atributos estruturais do perifíton em Eichhornia crassipes (Mart) Solms em um ecossistema lótico tropical

This study evaluated the influence of physical, chemical and physico-chemical variables of water on the biomass of periphyton community and verified the differences between six sampling sites over the course of São Mateus river: two upstream of the city of São Mateus, Espírito Santo State (E1, E2), two along (E3, E4), and two downstream of the city (E5, E6). The periphyton was collected from roots of Eichhornia crassipes (Mart.) Solms. Samplings were undertaken every week in September and October 2010. The periphyton biomass was estimated through chlorophyll 'a', biovolume, dry mass, ash-free dry mass, and ash. Higher values of chlorophyll 'a' were found at E1, while the total biovolume featured greater values in E4 and E3. Regarding the values of periphyton dry mass, the inorganic fraction was higher at sites along and downstream of the city of São Mateus. The variation of periphyton biomass was influenced by the availability of nutrients (phosphorus and nitrogen) and turbidity, as evidenced by the CCA. The results suggest that the input of allochthonous material, especially from human activities (fish farming and discharge of domestic and industrial wastewater), has changed the water quality (as pointed out by the PCA), as well as the communities present.

Este estudo avaliou a influência das variáveis físicas, químicas e físico-químicas da água sobre a biomassa da comunidade perifítica e verificou as diferenças entre seis estações amostrais ao longo do rio São Mateus: duas a montante da cidade de São Mateus, Estado do Espírito Santo (E1, E2), duas ao longo (E3, E4) e duas a jusante da cidade (E5, E6). O perifíton foi coletado de raízes de Eichhornia crassipes (Mart.) Solms. As amostragens foram realizadas em intervalos semanais, em setembro e outubro/2010. A biomassa perifítica foi estimada por meio da clorofila a, biovolume, massa seca, massa seca livre de cinzas e cinzas. Maiores valores de clorofila foram registrados em E1, enquanto o biovolume total apresentou valores mais elevados em E4 e E3. Quanto aos valores de massa seca perifítica, a parte inorgânica foi mais elevada, nas estações ao longo e a jusante da cidade. A variação da biomassa perifítica foi influenciada pela disponibilidade de nutrientes (fósforo e nitrogênio), assim como pela turbidez, como constatado pela CCA. Os resultados sugerem que a entrada de material alóctone, proveniente principalmente das atividades antrópicas (piscicultura e lançamento de efluentes domésticos e industriais) alteram a qualidade da água (como evidenciado na PCA), assim como as comunidades presentes.

Atividade fotossintética em plantas de ameixeira submetidas ao déficit hídrico e ao alagamento / Photosynthetic activity in japanese plum under water deficit and flooding

O objetivo no presente trabalho foi avaliar o impacto do déficit hídrico e do alagamento na atividade fotossintética de ameixeiras cultivar 'América'. Foram analisadas a fluorescência da clorofila a e as trocas gasosas em plantas de aproximadamente 12 meses, cultivadas em casa de vegetação. As análises foram iniciadas dois dias após do início do déficit hídrico e um dia após o início do alagamento, totalizando quatro avaliações durante a manutenção dos estresses. A fotossíntese líquida foi reduzida pela limitação estomática em ambos os estresses. A condição de restrição hídrica não alterou o rendimento quântico máximo fotoquímico. Os índices de performance fotossintético revelaram diferenças entre os estresses, caracterizando as plantas de ameixeira, cv. 'América', como mais suscetíveis ao déficit hídrico do que ao alagamento.

The objective of this study was to evaluate the impact of drought and flooding on the photosynthetic activity of Japanese plum (Prunus salicina Lindh), cultivar 'America'. We analyzed the chlorophyll fluorescence and leaf gas exchange in plants, with approximately 12 months, grown in greenhouse and subjected to water deficit. Analyses were initiated two days after the onset of drought and one day after the flooding, resulting in four evaluations during the maintenance of stress. Net photosynthesis was reduced by stomatal limitation in both stresses. The condition of water restriction did not alter the maximum quantum yield. The photosynthetic performance indexes showed differences between stresses, featuring the plants of plum cv America as the most susceptible to drought than flooding.

Effects of short-term sediment nutrient enrichment and grazer (Neritina reclivata) removal on sediment microalgae in a shallow eutrophic estuary (Alabama, USA)

The olive snail (Neritina reclivata) is ubiquitous in tropical and sub-tropical systems of the Gulf of Mexico, however its impacts on sediment microalgae have been little studied. Many coastal systems around the world are being eutrophied due to human activities, and seemingly they will continue to be eutrophied to a further extent in the future. Exploring the single and combined impacts of further nutrient enrichment and grazing by the olive snail on sediment microalgae in such eutrophic systems is an important question for our understanding and management of these systems. Here we examine the effects of short-term nutrient enrichment and grazing by the olive snail N. reclivata on sediment microalgal biomass and composition in a shallow eutrophic estuary (Weeks Bay, Alabama, USA) of the Northern Gulf of Mexico. For this, we performed a series of factorial experiments adding or not nutrients and removing or not the snail, for a total of four treatments in each experiment: ambient grazing, ambient nutrients; ambient grazing, increased nutrients; no grazing, ambient nutrients; and no grazing, increased nutrients. We did not find any significant impact of nutrient addition in any of the eight short-term (i.e. four days) experiments carried out. Impacts by the snail were minor; we only found a decrease in biomass due to snail grazing in one of the eight experiments, and no impacts on microalgal (i.e. diatom) composition. High ambient nutrient concentrations in the sediment porewater and low snail abundances on the sediment could explain these findings. Our results suggest that ephemeral, short-term nutrient pulses into eutrophic coastal systems of the Northern Gulf of Mexico, such as Weeks Bay (Alabama, USA), should not greatly affect the abundance of sediment microalgae, even though those pulses occur in well-lit areas. The results further suggest the snail N. reclivata is not a major control of sediment microalgal populations in the subtidal sedimentary areas studied. Our findings contrast with the results of past work in sediments with well-lit and nutrient poor conditions, or sediments with high densities of other snail grazers. In conjunction this and other investigations indicate that the response of sediment microalgae to nutrient enrichment and modified grazer abundance depends to a large extent on the initial levels of nutrient availability and grazing before the system is altered.

El caracol Neritina reclivata está presente en los sistemas tropicales y subtropicales del Golfo de México, sin embargo, su impacto en los sedimentos de microalgas ha sido poco estudiado. Muchos de los sistemas costeros de todo el mundo están siendo eutrofizados debido a actividades humanas, y al parecer van a seguir siendo eutrofizados en mayor grado en el futuro. La exploración de los efectos individuales y combinados de un mayor enriquecimiento de nutrientes y la herviboría por este caracol en microalgas de sedimentos en estos sistemas eutróficos es una cuestión importante para la comprensión y el manejo de estos sistemas. Aquí se examinan los efectos a corto plazo del enriquecimiento de nutrientes y herviboría del caracol de olivo sobre la biomasa y composición de microalgas de sedimentos en un estuario eutrófico superficial (Weeks Bay. Alabama, USA) del norte del Golfo de México. Para esto se llevaron a cabo una serie de experimentos factoriales añadiendo o no nutrientes y removiendo o no el caracol, para un total de cuatro tratamientos en cada experimento: ambiente con herviboría sin nutrimentos añadidos, ambiente con herviboría y nutrimentos añadidos, ambiente sin herviboría sin nutrimentos añadidos, y ambiente sin herviboría con nutrimentos añadidos. No se encontró ningún impacto significativo por la adición de nutrimentos en ninguno de los ocho experimentos a corto plazo (i.e. cuatro días). Los impactos debidos al caracol fueron menores, sólo se encontró un decrecimiento en la biomasa por herviboría del caracol en uno de los ocho experimentos, y no hubo impacto en la composición de microalgas (i.e. diatomeas). Ambientes con alta concentración de nutrimentos del sedimento y baja abundancia del caracol sobre el sedimento pueden explicar estos resultados. Los resultados obtenidos sugieren que pulsos efímeros y de corto plazo en sistemas costeros eutrofizados del Norte del Golfo de México tal como Weeks Bay (Alabama, USA), no deberían afectar de gran manera la abundancia de microalgas sobre el sedimento, a pesar de que los pulsos ocurran en áreas bien iluminadas. Además los resultados sugieren que el caracol N. reclivata no ejerce mayor control sobre las poblaciones de microalgas en las áreas submareales y sedimentarias estudiadas. Nuestros hallazgos contrastan con resultados de trabajos anteriores en sedimentos con buena iluminación y pobres condiciones nutritivas, o sedimentos con altas densidades de otros caracoles herbívoros. En conjunto, esta y otras investigaciones indican que la respuesta de microalgas en sedimentos al enriquecimiento de nutrientes y abundancia modificada de herbívoros depende en gran medida de los niveles iniciales de disponibilidad de nutrientes y herviboría antes de que el sistema se vea alterado.

Limnology in El Dorado: some surprising aspects of the regulation of phytoplankton productive capacity in a high-altitude Andean lake (Laguna de Guatavita, Colombia)

High-altitude mountain lakes remain understudied, mostly because of their relative inaccessibility. Laguna de Guatavita, a small, equatorial, high-altitude crater lake in the Eastern Range of the Colombian Andes, was once of high cultural importance to pre-Columban inhabitants, the original location of the legendary El Dorado. We investigated the factors regulating the primary production in Laguna de Guatavita (4°58’50” N - 73°46’43” W, alt. 2 935m.a.s.l., area: 0.11km², maximum depth: 30m), during a series of three intensive field campaigns, which were conducted over a year-long period in 2003-2004. In each, standard profiles of temperature, oxygen concentration and light intensity were determined on each of 16-18 consecutive days. Samples were collected and analysed for chlorophyll and for biologically-significant solutes in GF/F-filtered water (NH4+, NO3- , NO2-; soluble reactive phosphorus). Primary production was also determined, by oxygen generation, on each day of the campaign. Our results showed that the productive potential of the lake was typically modest (campaign averages of 45-90mg C/m².h) but that many of the regulating factors were not those anticipated intuitively. The lake is demonstrably meromictic, reminiscent of karstic dolines in higher latitudes, its stratification being maintained by solute- concentration gradients. Light penetration is poor, attributable to the turbidity owing to fine calcite and other particulates in suspension. Net primary production in the mixolimnion of Laguna de Guavita is sensitive to day-to-day variations in solar irradiance at the surface. However, deficiencies in nutrient availability, especially nitrogen, also constrain the capacity of the lake to support a phytoplankton. We deduced that Laguna de Guatavita is something of a limnological enigma, atypical of the common anticipation of a “mountain lake”. While doubtlessly not unique, comparable descriptions of similar sites elsewhere are sufficiently rare to justify the presentation of the data from Laguna de Guatavita that our studies have revealed so far.

Los factores que regulan la producción primaria en un lago remoto, pequeño, ecuatorial y de elevada altitud en la región Oriental de los Andes Colombianos (4°58’50” N - 73°46’43” W, altura 2 935m.s.n.m., área 0.11km² y profundidad máxima 30m), que también tuvo importancia cultural para los indígenas precolombinos y los orígenes de la leyenda de El Dorado, fueron investigados. La relativa lejanía del lugar requirió una serie de tres campañas intensivas de estudio, en un periodo de un año (2003-2004). Durante cada campaña se realizaron perfiles temperatura, concentración de oxígeno e intensidad de luz. Se recolectaron muestras para medir la concentración de clorofila y de solutos de significado biológico en agua filtrada GF/F. Cada día de la campaña se llevaron a cabo mediciones de la producción primaria, como se indica por la producción de oxígeno. Estas demostraron que el potencial productivo es particularmente modesto (promedio de campañas de 45-90mgC/m².h, pero casi todos los aspectos de su regulación fueron sorprendentes y contrarios al sentido común. El lago es meromíctico, reminiscencia de dolinas kársticas de latitudes más altas y la estratificación se mantiene por los solutos. La penetración de luz es pobre, atribuible a la alta turbidez debida a la calcita fina y a otras partículas en suspensión. La producción primaria neta del mixolimnion de la Laguna de Guatavita es sensible a las variaciones del día a día de la radiación superficial. Deficiencias en la disponibilidad de nutrientes, sobre todo, del nitrógeno, también limitaron la capacidad productiva del fitoplancton. La laguna de Guatavita es una especie de enigma limnológico: aunque sin duda, no es el único, las descripciones de sitios similares en otras partes son lo suficientemente raras para justificar la presentación de los datos revelados hasta hoy en nuestro estudio.