Efeitos da leguminosa invasora Leucaena leucocephala sobre plantas nativas: uma abordagem metaanalítica e experimental

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Pini, Marianela
Data de Publicação: 2024
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
Texto Completo: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/41/41134/tde-15082024-160312/
Resumo: Plantas exóticas invasoras (PEI) podem ocasionar efeitos negativos sobre outras plantas por meio da competição por exploração de recursos ou por interferência, quando, por exemplo, existe liberação de substâncias alelopáticas. As PEI podem também provocar efeitos positivos por meio da disponibilidade de nutrientes ou sombra. A espécie Leucaena leucocephala (leucena) é nativa do México, mas considerada uma importante planta exótica invasora em diversos locais do mundo. No entanto, na área de agro-silvicultura recomendam o uso da espécie em agroecossistemas ou na restauração de ambientes degradados, por ser uma espécie pioneira e fixadora de nitrogênio, e apresentar efeitos positivos sobre outras plantas ao aumentar nutrientes ou fornecer sombra. Dessa forma, parece existir um conflito no uso de leucena, dado, por um lado, suas características potencialmente benéficas, mas por outro lado seu potencial de invasão e potenciais impactos negativos às espécies que ocorrem nos ambientes em que ela invade. Neste contexto, o objetivo geral deste trabalho é investigar o efeito de Leucaena leucocephala em outras plantas, considerando o saldo entre efeitos positivos e negativos. No primeiro capítulo, utilizamos uma abordagem meta-analítica para determinar o efeito de leucena em outras plantas. Adicionalmente, analisamos se os efeitos dependem das condições ambientais. Dentre 3524 artigos encontrados, apenas 5 atenderam todos os critérios de inclusão. Portanto, pouquíssimos estudos avaliaram de forma adequada os efeitos de leucena sobre outras plantas, com controle e número apropriado de réplicas. O efeito geral de leucena foi, em média, neutro, mas com muita variabilidade. O nível de degradação do ambiente influenciou o efeito da leucena. Em ambientes degradados, a presença de leucena teve efeitos positivos sobre outras plantas quando comparado à ausência de outras árvores. Porém, comparado ao efeito de uma outra árvore, leucena teve efeito equivalente. Portanto, podemos considerar outras espécies nativas com características similares às de leucena, mas que não tenham potencial de invasão, para restaurar ambientes degradados. No segundo capítulo, realizamos experimentos com três espécies nativas de Mata Ciliar do Brasil, Schinus terebinthifolia, Lithraea molleoides e Citharexyllum myrianthum, para investigar se extratos de folhas de leucena têm efeitos alelopáticos sobre a germinação em espécies que co-ocorrem com ela em áreas invadidas. Os tratamentos foram soluções de extratos de folhas de leucena de 5% p/v e 2,5% p/v, e os controles com solução de água e de PEG 6000. As três espécies nativas avaliadas (Schinus terebinthifolia, Lithraea molleoides e Citharexylum myrianthum), apresentaram uma taxa de germinação de sementes semelhante nos tratamentos dos extratos de leucena (2,5% e 5%) e no controle com água. No caso de Schinus terebinthifolia, o controle com PEG apresentou menor porcentagem de germinação do que o controle com água, sendo um resultado não esperado. Podemos indicar uma provável ausência de efeito alelopático de leucena somente sobre a espécie Schinus terebinthifolia. Para as outras duas espécies (Lithraea molleoides e Citharexylum myrianthum), considerando as baixas porcentagens de germinação em todos os tratamentos, os resultados foram inconclusivos. O equilíbrio do efeito de leucena pode ser contexto dependente e pode variar ao longo do tempo. Portanto, é essencial considerar características ambientais para determinar quais condições modulam o efeito da leucena sobre outras plantas, assim como considerar a variável de tempo do estabelecimento. Explorar melhor características da planta exótica invasora como alelopatia em condições mais realistas, assim como controle do desenho experimental para separar se o efeito é causado pela leucena ou pelo ambiente, ajudarão a entender melhor o processo de invasão de uma espécie considerada como importante invasora e de interesse econômico, mas cujos efeitos diretos sobre outras plantas ainda foram pouco quantificados. Assim, será possível planejar ações de manejo e controle da espécie que sejam mais efetivas e adequadas para diferentes situações.
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No entanto, na área de agro-silvicultura recomendam o uso da espécie em agroecossistemas ou na restauração de ambientes degradados, por ser uma espécie pioneira e fixadora de nitrogênio, e apresentar efeitos positivos sobre outras plantas ao aumentar nutrientes ou fornecer sombra. Dessa forma, parece existir um conflito no uso de leucena, dado, por um lado, suas características potencialmente benéficas, mas por outro lado seu potencial de invasão e potenciais impactos negativos às espécies que ocorrem nos ambientes em que ela invade. Neste contexto, o objetivo geral deste trabalho é investigar o efeito de Leucaena leucocephala em outras plantas, considerando o saldo entre efeitos positivos e negativos. No primeiro capítulo, utilizamos uma abordagem meta-analítica para determinar o efeito de leucena em outras plantas. Adicionalmente, analisamos se os efeitos dependem das condições ambientais. Dentre 3524 artigos encontrados, apenas 5 atenderam todos os critérios de inclusão. Portanto, pouquíssimos estudos avaliaram de forma adequada os efeitos de leucena sobre outras plantas, com controle e número apropriado de réplicas. O efeito geral de leucena foi, em média, neutro, mas com muita variabilidade. O nível de degradação do ambiente influenciou o efeito da leucena. Em ambientes degradados, a presença de leucena teve efeitos positivos sobre outras plantas quando comparado à ausência de outras árvores. Porém, comparado ao efeito de uma outra árvore, leucena teve efeito equivalente. Portanto, podemos considerar outras espécies nativas com características similares às de leucena, mas que não tenham potencial de invasão, para restaurar ambientes degradados. No segundo capítulo, realizamos experimentos com três espécies nativas de Mata Ciliar do Brasil, Schinus terebinthifolia, Lithraea molleoides e Citharexyllum myrianthum, para investigar se extratos de folhas de leucena têm efeitos alelopáticos sobre a germinação em espécies que co-ocorrem com ela em áreas invadidas. Os tratamentos foram soluções de extratos de folhas de leucena de 5% p/v e 2,5% p/v, e os controles com solução de água e de PEG 6000. As três espécies nativas avaliadas (Schinus terebinthifolia, Lithraea molleoides e Citharexylum myrianthum), apresentaram uma taxa de germinação de sementes semelhante nos tratamentos dos extratos de leucena (2,5% e 5%) e no controle com água. No caso de Schinus terebinthifolia, o controle com PEG apresentou menor porcentagem de germinação do que o controle com água, sendo um resultado não esperado. Podemos indicar uma provável ausência de efeito alelopático de leucena somente sobre a espécie Schinus terebinthifolia. Para as outras duas espécies (Lithraea molleoides e Citharexylum myrianthum), considerando as baixas porcentagens de germinação em todos os tratamentos, os resultados foram inconclusivos. O equilíbrio do efeito de leucena pode ser contexto dependente e pode variar ao longo do tempo. Portanto, é essencial considerar características ambientais para determinar quais condições modulam o efeito da leucena sobre outras plantas, assim como considerar a variável de tempo do estabelecimento. Explorar melhor características da planta exótica invasora como alelopatia em condições mais realistas, assim como controle do desenho experimental para separar se o efeito é causado pela leucena ou pelo ambiente, ajudarão a entender melhor o processo de invasão de uma espécie considerada como importante invasora e de interesse econômico, mas cujos efeitos diretos sobre outras plantas ainda foram pouco quantificados. Assim, será possível planejar ações de manejo e controle da espécie que sejam mais efetivas e adequadas para diferentes situações.Exotic invasive plants (EIP) can have negative effects on other plants through competition for resources or interference, such as the release of allelopathic substances. However, they can also have positive effects by providing nutrients or shade. Leucaena leucocephala (leucaena) is native to Mexico but is considered an important exotic invasive plant in many parts of the world. Despite this, in agroforestry, it is recommended for use in agroecosystems or in the restoration of degraded environments due to being a pioneer and nitrogen-fixing species, which positively affect other plants by increasing nutrients or providing shade. Thus, there appears to be a conflict in the use of leucaena, given its potentially beneficial characteristics, but also its potential for invasion and negative impacts on coexisting species in invaded areas. Thus, in this study we used meta-analysis and experimental techniques in order to investigate the effect of Leucaena leucocephala on other plants, considering both positive and negative effects. In the first chapter, we employed a meta-analytic approach to determine the effect of leucaena on other plants and analyzed whether these effects depend on environmental conditions. Out of 3524 articles found, only 5 met all inclusion criteria, indicating a lack of comprehensive studies on the effects of leucaena on other plants with appropriate controls and replicates. On average, leucaena has neither a negative nor a positive effect on surrounding plants at all, but with considerable variability, with the level of environmental degradation influencing its effect. In degraded environments, leucaena had positive effects on other plants compared to the absence of other trees, but its effect was similar compared to other native trees with similar characteristics. Thus, it is possible to consider native species with similar characteristics to leucaena, but without invasive potential, for restoring degraded environments. In the second chapter, we conducted experiments with three native species from the Brazilian Riparian Forest, Schinus terebinthifolia, Lithraea molleoides, and Citharexyllum myrianthum to investigate whether leucaena leaf extracts have allelopathic effects on germination in species that co-occur with leucaena in invaded areas. The treatments included solutions of leucaena leaf extracts at concentrations of 5% w/v and 2.5% w/v, as well as controls with water and PEG 6000 solutions. The three native species showed similar seed germination rates in the leucaena extract treatments (2.5% and 5%) compared to the water control. Unexpectedly, the control with PEG showed a lower percentage of germination than the water control for Schinus terebinthifolia. Our results suggests a probable absence of allelopathic effects of leucaena only on Schinus terebinthifolia. For Lithraea molleoides and Citharexyllum myrianthum, the results were inconclusive due to low germination percentages across all treatments. The balance of leucaena\'s effect may be context-dependent and changes over time. Therefore, it is essential to consider environmental characteristics and establishment time to understand how leucaena affects other plants. Further exploration of the characteristics of leucaena, such as allelopathy under realistic conditions, and controlling experimental designs to distinguish between leucaena\'s effects and environmental effects, will help improve our understanding of the invasion process of an important invasive species and of economic interest, but with direct effects of other plants poorly quantified. This understanding will facilitate the development of more effective management and control strategies for its species.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPCastanho, Camila de ToledoMartini, Adriana Maria ZanforlinPini, Marianela2024-06-11info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/41/41134/tde-15082024-160312/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2024-08-20T18:43:02Zoai:teses.usp.br:tde-15082024-160312Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212024-08-20T18:43:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false
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