Influência da sucessão e da sazonalidade nas interações entre raízes e microrganismos em ecossistema de Floresta Atlântica do sul do Brasil

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Rondina, Artur Berbel Lirio
Data de Publicação: 2024
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UEL
Texto Completo: https://repositorio.uel.br/handle/123456789/10029
Resumo: Resumo: As raízes finas compreendem uma fração importante da biomassa dos ecossistemas, e sua morfologia, fisiologia e interação com microrganismos influenciam a capacidade de aquisição de nutrientes pelas plantas A sazonalidade pode afetar a produção e as características morfológicas das raízes finas, bem como suas interações com os microrganismos do solo Nesta tese, objetivou-se analisar a influência da sucessão ecológica e da sazonalidade na produção e - arbuscularmorfologia de raízes finas, na interação das raízes com fungos micorrízicos arbusculares (FMA) e com microrganismos da rizosfera e na formação de zonas de acúmulo/depleção de nutrientes na rizosfera em um ecossistema de Floresta Estacional Semidecidual do sul do Brasil Quatro áreas foram estudadas: uma área de gramíneas e uma área de vegetação arbustiva, representando os estádios iniciais da sucessão, e uma floresta secundária e uma floresta madura, representando os estádios tardios No primeiro estudo, testou-se a hipótese de que plantas apresentam diferentes estratégias para obtenção de nutrientes do solo ao longo da sucessão Foram coletadas raízes finas para determinação dos comprimentos total e específico, diâmetro, densidade do tecido, incidência e comprimento de pelos absorventes e colonização por FMA Solos rizosférico e não rizosférico foram obtidos para análise do carbono (CBM) e nitrogênio (NBM) da biomassa microbiana, respiração basal, C total, C lábil, teores de N, P, K, Ca e Mg e quantificação de microrganismos quimioheterotróficos de diferentes grupos funcionais Raízes finas com maior colonização micorrízica, maior comprimento específico e maior incidência de pelos absorventes longos foram obtidas nas áreas em início de sucessão, onde houve zonas de depleção de nutrientes na rizosfera Nas fases tardias da sucessão, as raízes finas exibiram menores taxas de colonização por FMA, maior diâmetro e densidade do tecido Na rizosfera das florestas, houve maiores teores de C lábil, elevados CBM, NBM, respiração basal, número de microrganismos quimioheterotróficos e zona de acúmulo de nutrientes No segundo estudo, objetivou-se analisar a influência da sazonalidade na produção de raízes finas, na interação das plantas com FMA e com microrganismos da rizosfera e na formação de zonas de acúmulo/depleção de nutrientes na rizofera ao longo da sucessão Dois períodos sazonais foram identificados: primavera-verão, com maior temperatura, pluviosidade e comprimento do dia, e outono-inverno Foi determinada a massa seca e a taxa de colonização micorrízica das raízes finas Nos solos rizosféricos e não rizosféricos, foram determinados CBM, NBM, respiração basal, taxas de amonificação e nitrificação, atividade da celulase, glutaminase e fosfatases ácida e alcalina, diversidade metabólica da comunidade microbiana e teores de C total, C lábil, N, P, K, Ca, Mg, Fe, Cu, Zn e Mn Com o avanço da sucessão, a massa de raízes finas aumentou e a colonização micorrízica diminuiu Nas fases iniciais da sucessão, poucas diferenças foram verificadas entre solo rizosférico e não rizosférico para biomassa, atividade e diversidade metabólica microbiana Nas florestas, o solo rizosférico exibiu maiores valores de C lábil, CBM, NBM, respiração basal, taxa de amonificação, atividade da glutaminase e das fosfatases ácida e alcalina do que o solo não rizosférico Nas áreas em início de sucessão, a massa de raízes e a colonização micorrízica foram menores no outono-inverno do que na primavera-verão No solo rizosférico, o teor de C lábil, a biomassa e atividade dos microrganismos também foram menores no outono-inverno Houve zona de acúmulo de N, K, Mg e Fe neste período, enquanto que na primavera-verão houve zona de depleção Nas florestas, a sazonalidade não alterou a massa de raízes e a colonização micorrízica No solo rizosférico, a sazonalidade pouco influenciou os teores de C lábil, a biomassa e a atividade de microrganismos Zonas de acúmulo de nutrientes ocorreram em ambos os períodos sazonais As diferentes estratégias de obtenção de nutrientes exibidas pelas plantas dos estádios sucessionais distintos, e a influência da sazonalidade sobre elas, foram relacionadas com as características típicas das espécies de plantas, e com características dos ambientes em que ocorrem
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de Floresta Estacional Semidecidual do sul do Brasil Quatro áreas foram estudadas: uma área de gramíneas e uma área de vegetação arbustiva, representando os estádios iniciais da sucessão, e uma floresta secundária e uma floresta madura, representando os estádios tardios No primeiro estudo, testou-se a hipótese de que plantas apresentam diferentes estratégias para obtenção de nutrientes do solo ao longo da sucessão Foram coletadas raízes finas para determinação dos comprimentos total e específico, diâmetro, densidade do tecido, incidência e comprimento de pelos absorventes e colonização por FMA Solos rizosférico e não rizosférico foram obtidos para análise do carbono (CBM) e nitrogênio (NBM) da biomassa microbiana, respiração basal, C total, C lábil, teores de N, P, K, Ca e Mg e quantificação de microrganismos quimioheterotróficos de diferentes grupos funcionais Raízes finas com maior colonização micorrízica, maior comprimento específico e maior incidência de pelos absorventes longos foram obtidas nas áreas em início de sucessão, onde houve zonas de depleção de nutrientes na rizosfera Nas fases tardias da sucessão, as raízes finas exibiram menores taxas de colonização por FMA, maior diâmetro e densidade do tecido Na rizosfera das florestas, houve maiores teores de C lábil, elevados CBM, NBM, respiração basal, número de microrganismos quimioheterotróficos e zona de acúmulo de nutrientes No segundo estudo, objetivou-se analisar a influência da sazonalidade na produção de raízes finas, na interação das plantas com FMA e com microrganismos da rizosfera e na formação de zonas de acúmulo/depleção de nutrientes na rizofera ao longo da sucessão Dois períodos sazonais foram identificados: primavera-verão, com maior temperatura, pluviosidade e comprimento do dia, e outono-inverno Foi determinada a massa seca e a taxa de colonização micorrízica das raízes finas Nos solos rizosféricos e não rizosféricos, foram determinados CBM, NBM, respiração basal, taxas de amonificação e nitrificação, atividade da celulase, glutaminase e fosfatases ácida e alcalina, diversidade metabólica da comunidade microbiana e teores de C total, C lábil, N, P, K, Ca, Mg, Fe, Cu, Zn e Mn Com o avanço da sucessão, a massa de raízes finas aumentou e a colonização micorrízica diminuiu Nas fases iniciais da sucessão, poucas diferenças foram verificadas entre solo rizosférico e não rizosférico para biomassa, atividade e diversidade metabólica microbiana Nas florestas, o solo rizosférico exibiu maiores valores de C lábil, CBM, NBM, respiração basal, taxa de amonificação, atividade da glutaminase e das fosfatases ácida e alcalina do que o solo não rizosférico Nas áreas em início de sucessão, a massa de raízes e a colonização micorrízica foram menores no outono-inverno do que na primavera-verão No solo rizosférico, o teor de C lábil, a biomassa e atividade dos microrganismos também foram menores no outono-inverno Houve zona de acúmulo de N, K, Mg e Fe neste período, enquanto que na primavera-verão houve zona de depleção Nas florestas, a sazonalidade não alterou a massa de raízes e a colonização micorrízica No solo rizosférico, a sazonalidade pouco influenciou os teores de C lábil, a biomassa e a atividade de microrganismos Zonas de acúmulo de nutrientes ocorreram em ambos os períodos sazonais As diferentes estratégias de obtenção de nutrientes exibidas pelas plantas dos estádios sucessionais distintos, e a influência da sazonalidade sobre elas, foram relacionadas com as características típicas das espécies de plantas, e com características dos ambientes em que ocorremTese (Doutorado em Ciências Biológicas) - Universidade Estadual de Londrina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Ciências BiológicasAbstract: Fine roots are an important component of ecosystems biomass, and fine-roots morphology, physiology and interaction with microorganisms influence the capacity of nutrient uptake by plants Seasonality can affect fine-roots production and morphology, as well as the interactions between roots and soil microbial community In this thesis, we aimed to analyze the influence of succession and seasonality on the fine-roots production and morphology, on the interactions of roots with arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) and with rhizospheric microorganisms, and on the formation of nutrient accumulation/depletion zones in rhizosphere in a Semideciduous Seasonal Forest ecosystem of Southern Brazil Four areas were studied: a grassland and a shrub vegetation, representing the early successional stages, and a secondary forest and a mature forest, representing the late successional stages In the first study, we tested the hypothesis that plants exhibit different strategies for nutrient acquisition over the ecological succession Fine roots were sampled to assess total- and specific-root lengths, diameter, tissue density, root-hairs length and incidence, and AMF-root colonization Rhizospheric and bulk soils were sampled to assess carbon (CMB) and nitrogen (NMB) of microbial biomass, soil basal respiration, concentration of total C, labile C, N, P, K, Ca and Mg and number of chemoheterotrophic microorganisms of distinct functional groups High AMF-root colonization and fine roots with higher specific length and higher incidence of longer root hairs were associated to plants of early successional areas, where nutrient depletion zones were detected in rhizosphere In late successional areas, fine roots exhibited lower AMF-root colonization, higher diameter and tissue density In the rhizosphere of plants of forests, there was higher amount of labile C, higher values of CMB, NMB, soil basal respiration, number of chemoheterotrophic microorganisms and nutrient accumulation zones In the second study, we aimed to analyze the influence of seasonality on the fine-roots production, on the interaction of plants with AMF and with rhizosphere microorganisms, and on the formation of nutrient accumulation/depletion zones in rhizosphere over succession Two seasonal periods were considered: spring-summer, with higher temperature, rainfall and day length, and fall-winter Fine-roots dry mass and AMF-root colonization were assessed Rhizospheric and bulk soils were sampled to assess CMB, NMB, basal respiration, ammonification and nitrification rates, activity of cellulase, glutaminase, acid and alkaline phosphatases, metabolic diversity of microbial community and concentration of total C, labile C, N, P, K, Ca, Mg, Fe, Cu, Zn and Mn Fine-root mass increased and AMF-root colonization decreased over succession In the early-successional areas, few differences were verified between rhizospheric and bulk soils for microbial biomass, activity and metabolic diversity In the forests, rhizospheric soil exhibited higher values of labile C, CMB, NMB, basal respiration, ammonification rate and activity of glutaminase and acid and alkaline phosphatases than bulk soil In the early-successional areas, fine-root mass and AMF-root colonization were lower in fall-winter than in spring-summer In the rhizospheric soil, labile C amount and microbial biomass and activity were also lower in fall-winter Accumulation zones of N, K, Mg and Fe were detected in rhizosphere during this period, whereas nutrient depletion zones were detected during spring-summer In the forests, seasonality did not affect fine-root mass and AMF-root colonization Seasonality had little influence on the amount of labile C and on the microbial biomass and activity Nutrient accumulation zones were detected in both seasonal periods The different strategies for nutrient acquisition exhibited by plants of distinct stages of succession, as well as the influence of seasonality on them, were related to the typical characteristics of the plant species, and to the characteristics of the environments where they occurZangaro Filho, Waldemar [Orientador]Oliveira, Halley Caixeta deTorezan, José Marcelo DominguesCunha, Mariângela Hungria daColozzi Filho, ArnaldoNogueira, Marco Antonio [Coorientador]Rondina, Artur Berbel Lirio2024-05-01T12:13:32Z2024-05-01T12:13:32Z2017.0010.04.2017info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttps://repositorio.uel.br/handle/123456789/10029porDoutoradoCiências BiológicasCentro de Ciências BiológicasPrograma de Pós-Graduação em Ciências BiológicasLondrinareponame:Repositório Institucional da UELinstname:Universidade Estadual de Londrina (UEL)instacron:UELinfo:eu-repo/semantics/openAccess2024-07-12T04:20:20Zoai:repositorio.uel.br:123456789/10029Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.bibliotecadigital.uel.br/PUBhttp://www.bibliotecadigital.uel.br/OAI/oai2.phpbcuel@uel.br||opendoar:2024-07-12T04:20:20Repositório Institucional da UEL - Universidade Estadual de Londrina (UEL)false
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