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Concentração de N e δ 15 N em formações vegetais que ocorrem sobre solos arenosos no Brasil Sílvia F. Mardegan Piracicaba – SP Junho/2013 Universidade.

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1 Concentração de N e δ 15 N em formações vegetais que ocorrem sobre solos arenosos no Brasil Sílvia F. Mardegan Piracicaba – SP Junho/2013 Universidade de São Paulo – Campus Luiz de Queiroz Centro de Energia Nuclear na Agricultura – CENA/USP

2 Abundância natural dos isótopos estáveis de N (δ 15 N): entre fonte e planta reações enzimáticas discriminação contra 15 N; Variações nas composições isotópicas dos vegetais em função de: a) Processos fisiológicos; b) Associações com microorganismos; c) fontes de N; d) Disponibilidade e demanda de N pelas plantas. δ 15 N + [N e P]balanço entradas e saídas de N

3 Padrão de distribuição global dos valores de δ 15 N Martinelli et al. (1999): tropical vs temperado δ 15 N floresta tropical N disponível entradas e saídas enriquecimento em 15 N tropical temperado

4 Amundson et al. (2003): δ 15 N do solo e vegetação no mundo Clima fator influente no δ 15 N precipitação e temperatura δ 15 N mais enriquecido em regiões tropicais e áridas δ 15 N solo δ 15 N veg - δ 15 N solo

5 Craine et al. (2009): δ 15 N foliar vs clima e concentração de nutrientes foliares temperaturaprecipitação[N foliar ]

6 Ecossistemas tropicais toda exceção tem sua regra Tipo de solo; Simbiose com microrganismos... Formação vegetalLocalização Nδ 15 N (g kg -1 )() Floresta Amazônica de terra firme - platô Manaus, AM~ 20,0~ 4,5 Floresta Tropical Atlântica Ubatuba, SP~ 30,0~ 4,0 CampinaranaManaus, AM~ 22,0~ 1,5 Floresta Amazônica de terra firme - baixio Manaus, AM~ 17,0~ 0,8 Floresta de RestingaUbatuba, SP22,3-0,1 Restinga aberta de Clusia Macaé, RJ16,3-1,7 Restinga abertaArraial do Cabo, RJ16,9-3,5 CampinaranaManaus, AM13,0-3,6 CampinaManaus, AM13,0-5,4 Solos arenosos

7 Formações vegetais sobre areia branca Campinas e campinaranas Amazônia Apoio:

8 Campinas: Dominância de poucas espécies perenes; Distribuição esparsa; fatores ambientais limitantes radiação luminosa H 2 O (lençol freático profundo) nutrientes

9 Liquens Serapilheira Porte reduzido Porte reduzido Epífitas Solo arenoso (espodossolo) Características:

10 Campinarana: Nem campina, nem floresta densa Vegetação + contínua Porte mais desenvolvido Características comuns à campina e à floresta densa

11 Área de estudo: Reserva Biológica da Campina – INPA (Manaus, AM) Transecto campina campinarana

12 Resultados solos:

13 Ao longo dos transectos: Ausência de variação campina x campinarana Diferenças nas taxas de mineralização entre campina e campinarana Campinarana: serapilheira acumulada vs Campina: mineralização rápida (mais eficiente)

14 Resultados vegetação:

15 Uso de fontes de N: leguminosa (não fix.) profundidades? associação com fungos micorrízicos?

16 Distinção entre campina e campinarana Ao longo dos transectos: Disponibilidade de N para as plantas δ 15 N N disponível

17

18 Oceano Atlântico Formações de restinga Apoio: Entre o Oceano e a Floresta Tropical Atlântica Extensão: 8000 km planícies arenosas costeiras Alteração antrópica : especulação imobiliária e turismo predatório

19 Paludosa Floresta alta Brejo Floresta baixa Entre- cordões Escrube Dunas Transição restinga-encosta Mata de encosta Oceano Atlântico Floresta alta Brejo História geológica + diversidade do entorno: Mosaico de diversidade: fisionomia, florística e estrutura

20 comunidades sob condições ambientais extremas: salinidade temperatura radiação variação lençóis freáticos disponibilidade de recursos amplitude térmica endemismo monodominância oligarquia Elevada diversidade versus

21 RJ SP MG Áreas de estudo: Restinga seca Restinga úmida Restinga intermediária

22 Espodossolo hidromórfico distrófico Neossolo Quartzarênico Solos: Serapilheira: Moitas Floresta arenosos e ácidos Deposição de sedimentos (oceano) fertilidade e saturação por bases [Al + ] 22 B B

23 Úmida Extrato do Balanço Hídrico Sequencial Seca Clima : Seca: semi-árido (800 mm) Intermediária: sub-úmido seco (1200 mm) Úmida: tropical chuvoso (2600 mm) Intermediária

24 úmida seca () intermediária ( ) úmida () Superficial 0-10 cm (g kg -1 ): úmida (10) > intermediária (7,5) > seca (3,3) Variação c/ a profundidade: úmida aumento [N] ao longo do perfil Superficial 0-10 cm (): úmida (4,2) > intermediária (2,9) > seca (-0,5) Variação c/ a profundidade: úmida enriquecimento 15 N ao longo do perfil [N] δ 15 N Resultados solos:

25 VEGETAÇÃO: precipitação qualidade nutricional folhas razão C/N > 30 imobilização// compostos recalcitrantes Restingan NP C/NN/P (g kg -1 ) Seca175 16,46 ± 0,57ª0,70 ± 0,03ª34,16 ± 0,99ª24,92 ± 0,59 a Intermediária187 16,06 ± 0,48ª0,79 ± 0,03 b 34,52 ± 0,96ª22,60 ± 0,93 b Úmida13822,29 ± 0,61 b 0,90 ± 0,02 c 23,16 ± 0,65 b 26,42 ± 0,86 a

26 δ 15 N foliar: ~ ecossistemas oligotróficos δ 15 N ; variável (intra e entre spp.) Ciclagem mais conservativa (fechada) EUN : uso N/ C fixado [N] foliar Ciclagem quantidades investimento em raízes espodossolos (Cuevas; Medina; Herrera…) - assimilação e retenção - deposição de serapilheira Alterações fisiologia interna Alterações Ciclagem/ Fisiologia plts Discriminação 15 N δ 15 N foliar conservação composição isotópica: -3,8 -1,8 0,0 Precipitação abc

27 Valores de δ 15 N seguem padrão de distribuição global? Formação vegetalδ 15 N solo δ 15 N veg Δ (δ 15 N veg - solo ) Campina4,1-5,4-9,5 Campinarana4,1-3,6-7,7 Restinga intermediária2,9-1,8-4,7 Restinga úmida4,20-4,2 Restinga seca-0,5-3,8-3,3 Clima: fator influente … …Mas não o único! campina restinga úmida campina campinarana restinga seca restinga intermediária restinga úmida restinga seca campinarana

28 Solos nutrientes conservação dos nutrientes disponibilizados: Como em outros ambientes oligotróficos: Conclusões: Manutenção comunidades bióticas Produtividade dos ecossistemas colaboradores para a manutenção dos nutrientes no sistema MOS Serapilheira depositada características estruturais da vegetação uso de fontes diferenciadas de N simbiose com microrganismos δ 15 N de acordo com o eficiência no uso do N entradas de N perdas de N

29 Obrigada! Contato:


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