Biogeoquímica do Nitrogênio em Ecossistemas Tropicais CEN-5749 Abundância natural de 15N (δ15N) de planta e solo como indicador das taxas de ciclagem de N em ecossistema de floresta temperada Aluna: Aline Fernandes Figueiredo Professora: Profa. Dra. Marisa C. Piccolo

Introdução Incremento de N no sistema pela atividade humana (emissão – deposição chuva), causando a saturação do mesmo Excesso de N causa grandes perda por denitirificação, volatilização e lixiviação – impactos ambientais Conhecendo sistemas naturalmente abundantes em N pode-se focar as atenções ao manejo destas áreas mais facilmente impactadas

Introdução NO-3 Na área de estudo: Altas concentrações de NO3 nos rios e variação desse valor entre rios situados em áreas totalmente florestadas e sob mesma taxa de deposição de N Assimilação N espécies diferentes Suspeita-se que isto pode acontecer devido a presença de diferentes espécies vegetativas ao longo da bacia Movimentação N em diferentes espécies Movimentação N na planta e solo influencia na qualidade do resíduo e do solo e, portanto, na ciclagem de N

Introdução Destino do 15N diferente entre os compartimentos da planta (7 - 12%o) Correlação positiva – δ15N planta e estoque N solo Altas concentrações de N no solo acarretam em grandes taxas de tranformação de N (alta ciclagem) portanto um enriquecimento do substrato Altas taxas de ciclagem – grandes perdas Valores elevados de δ15N indicam grande estoque de N e portanto grandes perdas de N que podem causar impactos Demandam maior atenção – Próxima a saturação

Introdução Foi observado que a assinatura de δ15N em solos em sementes de espécies coníferas na Califórnia em áreas poluídas foram significativamente mais enriquecidas quando comparados a parcelas localizadas em áreas preservadas

Objetivo Determinar se a abundância natural de δ15N do solo e folha em diferentes espécies de planta para verificar se tais reservatório podem ser utilizados como indicadores da ciclagem de N no sistema

Altas taxas de NO3 rios – perdas por lixiviação (K e Ca também) Local de Estudo   Nordeste dos EUA Entrada N, NOx   Altas taxas de NO3 rios – perdas por lixiviação (K e Ca também) Floresta temperada

Local de Estudo Inceptisols (Cambissolo) – Solos rasos com altos teores de minerais primários e bem drenado Acidez moderada à alta 60% Areia, 30% silte, 10% argila. Temperatura média anual de 4,3°C Precipitação média anual de 153 cm Deposição média de N de 11,2 kg N/ha/ano

Material e Métodos Parcela com presença de pelo menos 3 indivíduos da espécies de interesse de estudo Dossel com 80% de predominância das espécies de interesse Camada de serapilheira visível Áreas livres de perturbações As 6 parcela de cada espécie distribuidas em 3 bacias hidrográficas totalizando 24 áreas.

Material e Métodos Eastern hemlock (Tsuga canadensis) American beech (Fagus grandifolia) Eastern hemlock (Tsuga canadensis) Red oak (Quercus rubra) Sugar maple (Acer saccharum)

Material e Métodos 3 subamostras de folhas (colhidas durante o mês de Agosto/1999), troncos (2 cm externo das casca durante o mês de Maio/2000) e serapilheira (a cada 15 dias durante o período de quedas das folhas/1999) 4 subamostras do solo (Horizonte Oi e Ao – até 12 cm prof. Durante o mês de Julho/1999) e raízes finas (<2mm de diâmetro)

Metodologia Nitrificação e Mineralização do solo: Material e Métodos Para análise de %N e δ15N as amostras foram secas a 65°C e analisadas em espectrômetro de massa após combustão Correlação dos resultados com a taxa de mineralização e nitrificação de N Metodologia Nitrificação e Mineralização do solo: Solo organico foi peneirado, homogeneizado e incubado por 28 dias Mineralização e nitrificação foi calculada pela extração do NH4+ + NO3- ou NO3- do KCl   Quantidade de solo e concentração do KCL?

Análise estatistica O potencial de correlação entre os valores de δ15N e taxas de mineralização e nitrificação foram analisados pelo teste de Tukey HSD no Programa SAS JMP versão 3.2.5

Resultados e Discussões

Resultados e Discussões δ15N δ15N

Resultados e Discussões Ectomicorriza: Maior Fracionamento isotópico Micorriza Arbuscular: Menor Fracionamento Isotópico Sugar Maple: Associação com Micorriza Arbuscular Beech: Associação com Ectomicorriza

Resultados e Discussões

Resultados e Discussões Nitrificação Retenção NH4 (enriquecido) Lixiviação NO3 solo Perdas Nitrificação Retenção NO3 (empobrecido) Perdas Sugar Maple Beech SOLO: δ15N SOLO: δ15N Micorriza Arbuscular Menor Fracionamento Isotópico Ectomicorriza Maior Fracionamento Isotópico RAÍZES: δ15N RAÍZES: δ15N Taxa de mineralização:menos significativa entre as espécies

Conclusão Os valores de δ15N da fração orgânica do solo e das raízes finas estão positivamente relacionadas com a taxa de mineralização e nitrificação do solo A associação da planta com diferentes espécies de fungos micorrizicos e preferencias dos nutrientes a serem assimilados influenciarão nos valores de δ15N nas raízes das plantas Tais valores podem indicar as taxas relativas de produção de NO3 no ecossistema florestal Influencia das alterações climáticas

OBRIGADA!