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Título: Ecofisiologia de plantas nativas e cultivadas e parâmetros físicos e químicos do ambiente em sistemas agroflorestais no semiárido cearense
Título em inglês: Ecophysiology of native and cultivated plants, and chemical and physical parameters of the environment in agroforestry systems in semiarid Ceará
Autor(es): Mendes, Marlete Moreira de Sousa
Orientador(es): Oliveira, Teógenes Senna de
Palavras-chave: Ecologia
Competição. Cordia oncocalyx
Isótopos estáveis
Milho
Nutrição mineral
Sistema agrossilvipastoril
Data do documento: 2013
Citação: MENDES, M. M. S. (2013)
Resumo: Estudos têm mostrado que, quando há introdução de árvores no sistema de cultivo, as características ambientais são positivamente influenciadas e a produtividade do cultivo pode ou não ser positivamente impactada. Todavia, boa parte desses estudos enfoca ambientes com boas condições de umidade. O estudo comparativo entre sistemas agroflorestais e outras formas de uso da terra gera informações que unem produtividade e preservação ambiental, sobretudo em ecossistemas com baixa disponibilidade hídrica. O objetivo geral deste trabalho foi avaliar os efeitos do sistema agrossilvipastoril (AGP) sobre as propriedades químicas do solo e físicas do ambiente e sobre a fisiologia, desenvolvimento e teor de nutrientes de plantas cultivadas e nativas, tendo como referências áreas de sistema de cultivo tradicional (TR) e mata secundária (MS). A pesquisa foi desenvolvida em áreas experimentais pertencentes à Embrapa Caprinos e Ovinos, Sobral-CE, no período compreendido entre fevereiro e setembro de 2011. Foram avaliados parâmetros físicos do ambiente (umidade do ar e do solo, temperaturas do ar e do solo, radiação fotossinteticamente ativa, velocidade dos ventos e precipitação pluviométrica) registrados com auxílio de duas estações climatológicas instaladas no AGP e na MS, parâmetros químicos do solo (Nt, P disponível, K+, Ca2+, Mg2+, Na+, pH, carbono orgânico, Fe, Zn, Cu e Mn), parâmetros ecofisiológicos do milho (Zea mays) e do pau-branco (Cordia oncocalyx) (área foliar específica, teor de clorofila, fotossíntese, transpiração, condutância estomática, eficiência no uso da água, potencial hídrico), além de diferenciar as zonas de captação de água pelas plantas através da análise de isótopos estáveis. Uma parte experimental também foi desenvolvida em casa de vegetação visando avaliar a ocorrência de competição por água entre o milho e o pau-branco desenvolvendo-se isoladamente ou em associação. O milho cultivado no AGP foi comparado com plantas cultivadas sob métodos tradicionais (após corte-e-queima da vegetação) e apresentou um maior desenvolvimento no AGP desde que não estivesse sob a copa do pau-branco, o que promovia competição, levando à redução nos processos fisiológicos e desenvolvimento do milho a 1 m, 2 m e 3 m de distância do caule do pau-branco (Capítulo 1). O experimento em casa de vegetação revelou que o milho tem seus parâmetros fisiológicos alterados tanto pela associação quanto pelo nível de irrigação, com repercussões no desenvolvimento. Assim, a associação promove competição entre milho e pau-branco tanto a 100% quanto a 50% da capacidade de campo, todavia o milho é a espécie mais prejudicada (Capítulo 2). As árvores de pau-branco no AGP apresentaram maior resistência à seca que as plantas da MS, uma vez que elas foram capazes de manter as folhas verdes por mais tempo e manter maiores taxas de transpiração, condutância estomática e fotossíntese, além de maior conteúdo de água nas folhas apicais no período seco, quando o teor gravimétrico de água do solo foi menor no AGP que na MS (Capítulo 3). As análises de isótopos estáveis revelaram que o milho e o pau-branco no AGP captam preferencialmente a água do solo em profundidades superiores a 20 cm, o que pode ter levado à redução na umidade do solo entre 30-50 cm nesse sistema. Na MS o pau-branco obtém água de camadas mais superficiais do solo, até 30 cm de profundidade (Capítulo 4). A fotossíntese do pau-branco, no período seco, foi menos dependente de fatores ambientais no AGP do que na MS, sugerindo que as plantas do AGP desenvolveram estratégias que culminaram em maior assimilação líquida de carbono (Capítulo 5), com isso, as árvores do AGP apresentaram maior teor em alguns nutrientes, refletindo melhorias na qualidade química do solo (Capítulo 6). Diante desses resultados, entende-se que o AGP é um sistema adequado às condições semiáridas nordestinas, pois pode melhorar o desenvolvimento das árvores e do milho, desde que este não esteja sob sombreamento promovido pela copa das árvores, e do solo, apesar de algumas variáveis climatológicas serem mais extremas nesse sistema.
Abstract: Studies show that when the trees are placed on culture systems, the environmental characteristics are positively influenced and productivity of the cultivation may or may not be positively impacted. However, most of these studies focused environments with good moisture conditions. The comparative study of agroforestry and other forms of land use generates information linking productivity and environmental preservation, especially in ecosystems with low water availability. The aim of this study was to evaluate the effects of the system agrosilvopastoral (AGP) on soil chemical and physical environment properties and on physiology, development and nutrient content of native and cultivated plants, taking as reference areas of traditional cultivation system (TR) and secondary forest (MS). The research was conducted at sites belonging to Embrapa Sheep and Goats, Sobral-CE, in the period between February and September 2011. We evaluated physical parameters of the environment (air humidity, soil moisture, soil and air temperatures, photosynthetically active radiation, wind speed and rainfall) recorded using two weather stations installed in the AGP and the MS, chemical parameters of the soil (Nt, P, K+, Ca2+, Mg2+, Na+, pH, organic carbon, Fe, Zn, Cu and Mn), corn (Zea mays) and pau-branco (Cordia oncocalyx) ecophysiological (specific leaf area, chlorophyll content, photosynthesis, transpiration, stomatal conductance, water use efficiency, water potential), besides differentiate areas of water uptake by plants by stable isotope. An experiment was also developed in a greenhouse to evaluate the occurrence of competition for water between maize and pau-branco developing alone or in combination. Corn grown in AGP was compared with plants grown under traditional methods (after slash-and-burn vegetation) and presented a further development in the AGP if it was not under the canopy of pau-branco, which promoted competition, leading to a reduction in physiological processes and development of corn to 1 m, 2 m and 3 m away from the stem of pau-branco (Chapter 1). The experiment in the greenhouse showed that corn has its physiological parameters changed both by the association and by level of irrigation, with an impact on development. Thus, the association promotes competition between maize and pau-branco much as 100% to 50% of field capacity, however, corn is the most affected species (Chapter 2). The 10 pau-branco tress in AGP showed greater resistance to dry than MS plants, since they were able to maintain the green leaves longer and maintain higher transpiration rates, stomatal conductance and photosynthesis, and greater water content in the apical leaves in dry period, when the gravimetric water content of soil was lower in the AGP than the MS (Chapter 3). The stable isotopes analyzes revealed that corn and pau-branco in AGP system preferentially take up water from soil depths greater than 20 cm, which lead to a reduction in soil moisture at 30-50 cm depth. In MS paubranco sources water from more superficial soil layers, up to 30 cm depth (Chapter 4). Photosynthesis in pau-branco, during the dry season, was less dependent on environmental factors in MS than in AGP, suggesting that plants in the AGP have developed strategies which resulted in higher net carbon assimilation (Chapter 5), with this, the trees in AGP showed a high level in some nutrients, reflecting the better quality soil chemistry of this system (Chapter 6). Given these results, it is understood that AGP is a system suitable conditions semiarid Northeastern, it may enhance the development of trees and maize, since this is not shaded by the canopy, and of the soil, although some climatic variables are more extreme in the system.
Descrição: MENDES, Marlete Moreira de Sousa. Ecofisiologia de plantas nativas e cultivadas e parâmetros físicos e químicos do ambiente em sistemas agroflorestais no semiárido cearense. 2013. 158 f. Tese (Doutorado em ecologia e recursos naturais)- Universidade Federal do Ceará, Fortaleza-CE, 2013.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/17167
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