Regina Rodrigues Calixto
Em 28 de abril de 2022, por meio de videoconferência a aluna Regina Rodrigues Calixto do programa de Pós-Graduação em Biodiversidade Vegetal e Meio Ambiente do Instituto de Pesquisas Ambientais (IPA), bolsista FAPESP (n° 2019/19058-5) defendeu a dissertação de mestrado intitulada: “Estratégias de uso de nitrogênio em excesso no solo por espécies da Floresta Atlântica sob a influência de alta temperatura”.
A banca examinadora foi presidida pela orientadora Dra Marisa Domingos (IPA) e contou com a participação do Dra. Catarina Carvalho Nievola (IPA), Dr. Ricardo Keiichi Nakazato (Lobov Científica).
Estratégias de uso de nitrogênio em excesso no solo por espécies da Floresta Atlântica sob a influência de alta temperatura
ABSTRACT
Despite the anthropogenic deposition of soluble N compounds and the warming of the atmosphere have already been confirmed in the surroundings of urban remnants of Atlantic Forest in São Paulo, little is known about the effects of these environmental disturbances on biogeochemical processes in the soil and on the metabolism of N in the species present in these forest remnants. Therefore, the present study was proposed with the aims of verifying whether: 1) there is an increase in the bioavailability of NH4+ and NO3– in the soil and in the concentrations of soluble N in the roots and leaves of young plants of a pioneer tree species and a non-pioneer tree species, when grown in pots containing topsoil from an urban fragment of Atlantic Forest, after nitrogen addition; 2) the level of activity of nitrate reductase and glutamine sythetase, the concentrations of pigments in leaves and growth differ between those species; 3) the proportions between NH4+ and NO3– in the soil and the strategies of use of these soluble forms of N by the three species are altered by the increase of the air temperature. Two independent experiments were carried out (one for each species) in a growth chamber, subdivided into two autonomous environments, called chamber 1 and chamber 2. In chamber 1, the plants were kept in a thermoperiod of 26ºC day/19ºC night and in chamber 2, in a thermoperiod of 32ºC day/20ºC night. Each experiment started with 96 plants per chamber, 48 plants grown in urban forest soil without N addition and 48 plants grown in the same soil with N addition, composing 4 completely randomized replicates per treatment, with 12 plants each. Three plants were removed per treatment replicate at 7, 14, 21 and 28 days of experiment. Roots and leaves of them were pooled to obtain 4 mixed samples from both organs per treatment every 7 days. The mixed root and leaf samples were analyzed for the activity of the enzymes nitrate reductase (NR) and glutamine sythetase (GS) and concentrations of NH4 and NO3, chlorophylls a and b and carotenoids. Measurements of 14 height and number of leaves were measured, and dry biomass of leaves and roots was determined every 7 days. The soil used for the growth of the 3 seedlings per treatment replicate were removed at 7, 14, 21 and 28 days of experiment. It was also pooled to compose 4 mixed samples per treatment and per week for analysis of NH4+ and NO3– concentrations. The data were submitted to analysis of variance with three factors (Factor 1: temperature; factor 2: soil treatment; factor 3: time). In a scenario of climate change and high disease deposition, there are indications that the species E. leiocarpa is more susceptible to these effects, given that it showed a reduction in the number of leaves and an increase in pigments characteristic of oxidative stress. And the pioneer C. floribundus demonstrated efficient strategies in the use of N and tolerance to climatic stress, which may be indicated for restoration work.
Key Words: High temperature, disease deposition, disease metabolism.
RESUMO
Apesar da deposição antrópica de compostos solúveis de N e o aquecimento da atmosfera já terem sido comprovados no entorno de remanescentes urbanos de Floresta Atlântica em São Paulo, pouco se conhece sobre os efeitos desses distúrbios ambientais sobre os processos biogeoquímicos no solo e sobre o metabolismo de N nas espécies presentes nesses remanescentes florestais. Sendo assim, o presente estudo foi proposto com os objetivos de: 1) verificar se há aumento da biodisponibilidade de NH4+ e NO3- no solo e das concentrações de N solúvel nas raízes e folhas de plantas jovens de uma espécie arbórea pioneira e uma espécie arbórea não pioneira, quando cultivadas em vasos contendo solo superficial proveniente de um fragmento urbano de Floresta Atlântica, após adição de nitrogênio; 2) verificar se o nível de atividade de nitrato redutase e glutamina sintetase, as concentrações de pigmentos em folhas e o crescimento diferem entre as referidas espécies; 3) verificar se as proporções entre NH4+ e NO3- no solo e se as estratégias de aproveitamento dessas formas solúveis de N pelas duas espécies são alteradas pela elevação da temperatura do ar. Foram realizados dois experimentos independentes (um para cada espécie) em uma câmara de crescimento, subdividida em dois ambientes autônomos, denominados câmara 1 e câmara 2. Na câmara 1, as plantas foram mantidas em termoperíodo de 26ºC dia/19ºC noite e na câmara 2, em termoperíodo de 32ºC dia/20ºC noite. Cada experimento foi iniciado com 96 plantas por câmara, sendo 48 plantas cultivadas em solo de floresta urbana com tratamento de fertilização balanceada e 48 plantas cultivadas no mesmo solo com fertilização balanceada + N, compondo-se 4 réplicas inteiramente casualizadas por tratamento, com 12 plantas cada. Foram retiradas 3 plantas por réplica de tratamento aos 7, 14, 21 e 28 dias de experimento. Raízes e folhas destas foram reunidas de modo a obter 4 amostras mistas de ambos os órgãos por tratamento a cada 7 dias. As amostras mistas de raízes e folhas foram analisadas quanto à atividade das enzimas nitrato redutase (NR) e glutamina sintetase (GS) e concentrações de N-NH4 e N-NO3, clorofila as a e b e carotenoides. Foram realizadas medidas de altura e número de folhas e determinada a biomassa seca de folhas e raízes a cada 7 dias. O solo utilizado para crescimento das 3 plantas por réplica de tratamento foi retirado aos 7, 14, 21 e 28 dias de experimento e também foi reunido para compor 4 amostras mistas por tratamento e por semana para análise das concentrações de NH4+ e NO3-. Os dados foram submetidos a análise de variância com três fatores (Fator 1: temperatura; fator 2: tratamento de solo; fator 3: tempo). Em um cenário de mudanças climáticas e alta 12 deposição de nitrogênio, há indícios de que a espécie E. leiocarpa seja mais suscetível a esses efeitos, visto que apresentou redução no número de folhas e aumento de pigmentos característicos do estresse oxidativo. E a pioneira C. floribundus demonstrou estratégias eficientes no uso do N e tolerância ao estresse climático, podendo ser indicada para trabalhos de restauração.
Palavras-chave: Alta temperatura, deposição de nitrogênio, metabolismo de nitrogênio.
Regina Rodrigues Calixto
Estratégias de uso de nitrogênio em excesso no solo por espécies da Floresta Atlântica sob a influência de alta temperatura
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