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http://tede.upf.br:8080/jspui/handle/tede/2304
???metadata.dc.type???: | Tese |
Title: | Alterations in the rhizosphere of conifer plantations on ferrasol within the araucaria forest domain |
???metadata.dc.creator???: | Amaral, Ana Paula Hummes do |
???metadata.dc.contributor.advisor1???: | Bortoluzzi, Edson Campanhola |
???metadata.dc.description.resumo???: | A introdução de extensos plantios florestais traz reconhecidos benefícios econômicos às custas dos ecossistemas naturais. A nativa Araucaria angustifolia e o exótico, de rápido crescimento, Pinus elliottii var. elliottii, quando cultivados em monocultura, podem alterar diferentemente o solo em relação à araucária cultivada no seu ambiente natural, a Floresta Ombrófila Mista, também chamada Floresta de Araucária. As diferenças são influenciadas pelas condições ambientais, pela espécie vegetal e microrganismos a elas associados, e pela composição mineral do solo. O entendimento de como as plantações florestais alteram o solo pode assegurar a sustentabilidade da produção madeireira. Com o objetivo de investigar o impacto dessas coníferas na evolução geoquímica e mineralógica do solo, especialmente na rizosfera onde os processos são mais intensos e as mudanças ocorrem em curtos períodos de tempo, o presente estudo foi conduzido em três estágios. Capítulo I: Meta-análise das alterações físicas e químicas na rizosfera e na matriz do solo sob florestas, que consiste em uma revisão sistemática das alterações físicas e químicas na rizosfera e na matriz do solo promovidas por coníferas e folhosas, cultivadas em monocultura ou estabelecidas em fragmentos florestais mistos. Os atributos do solo pH, fósforo, potássio, cálcio, alumínio, capacidade de troca de cátions, carbono orgânico total e distribuição granulométrica foram extraídos de trinta e dois artigos científicos (170 estudos de 8 países) publicados em periódicos revisados por pares e indexados à Science Direct Core Collection, de janeiro de 2000 a julho de 2020. Concluiu-se que coníferas e monoculturas alteram mais as propriedades do solo do que folhosas e quando estabelecidas em fragmentos mistos. Capítulo II: Aumento do intemperismo de um Latossolo evidenciado na rizosfera de plantios de coníferas cultivadas em clima subtropical, em que foi avaliado o efeito da rizosfera nas alterações geoquímicas e na evolução mineralógica de um Latossolo altamente intemperizado, sob plantações das coníferas Araucaria angustifolia e Pinus elliottii var. elliottii. Foi estudado o efeito da rizosfera em relação à matriz do solo, e se monocultura afetou diferentemente as propriedades físicas, químicas e mineralógicas desse solo. A araucária não alterou os atributos químicos, mas o pinus afetou o carbono orgânico total e o fósforo disponível. Não foi observado qualquer efeito da rizosfera no teor de silte e argila, mas o pinus promoveu a diminuição do silte seguido de aumento da argila, enquanto que na araucária foi observado o oposto. O solo não apresentou uma assembleia de minerais diversificada, mas variações nas proporções dos argilominerais, compreendendo caulinita, ilita e minerais hidroxi-entrecamadas, com enriquecimento de caulinita na rizosfera e no pinus, e ausência de ilita no solo sob pinus. A proporção de óxidos de ferro bem cristalizados foi superior no pinus. O estudo evidencia uma aceleração do intemperismo do solo por monocultura de coníferas, com taxas mais elevadas no pinus seguido da araucária, aumentando o risco de perda de qualidade do solo. O capítulo III, Alterações edáficas em plantações de coníferas de uso sustentável no domínio da Floresta Ombrófila Mista, mostra como os atributos químicos, físicos e microbiológicos do solo são afetados quando monoculturas de Araucaria angustifolia e Pinus elliottii var. elliottii são estabelecidas em Latossolo altamente intemperizado no ecossistema da Floresta Ombrófila Mista, e a importância das práticas de manejo sustentáveis adotados pelas Florestas Nacionais brasileiras para proteção dos ecossistemas naturais e da biodiversidade. O solo foi caracterizado por seus atributos físicos (areia, silte, argila, densidade do solo, densidade de partículas do solo e porosidade total), químicos (pH, Al3+, H++Al3+, carbono orgânico total, K+, Ca2+, Mg2+, P disponível, capacidade de troca de cátions total e saturação por bases) e microbiológicos (respiração basal do solo, carbono da biomassa microbiana, quocientes metabólico e microbiano), com poucas alterações no solo sob as duas coníferas detectadas pela análise estatística univariada. No entanto, a análise multivariada demonstrou o impacto diferenciado das coníferas no solo através da discriminação dos agrupamentos. O processo de argilização detectado no solo com pinus sugere um maior intemperismo pela atividade dessa conífera. Esta pesquisa de doutorado mostra que estudos sobre a rizosfera das árvores são viáveis para detectar e monitorizar o impacto, a curto prazo, das espécies lenhosas perenes no solo, o qual sugere-se ser melhor investigado especialmente em relação às interações entre microrganismos e argilominerais. |
Abstract: | The introduction of extensive tree plantations brings recognized economic benefits at the expenses of natural environments. The native Araucaria angustifolia (araucaria) and the fast-growing exotic Pinus elliottii var. elliottii (slash pine), when cultivated in monoculture, may affect differently the soil related to araucaria grown in its native environment, the Mixed Ombrophilous Forest, also called Araucaria Forest. The differences are influenced by environmental conditions, plant species and their associate microorganism, and soil mineral composition. Understanding how forest plantations affect the soil may ensure the sustainability of timber production. In order to investigate the impact of these conifers on soil geochemical and mineral evolution, especially in the rhizosphere where processes are more intense and changes occur in shorter periods of time, the present study was conducted in three instances. Chapter I: A meta-analysis of physical and chemical changes in the rhizosphere and bulk soil under woodlands, which consists of a systematic review on physical and chemical changes in rhizosphere and bulk soil promoted by conifers and broadleaved trees, established as monoculture or grown in mixed forest fragments. The soil attributes pH, phosphorus, potassium, calcium, aluminum, effective cation exchange capacity, total organic carbon and particle-size distribution were gathered from thirty-two manuscripts (170 studies from 8 countries) published in peer-reviewed journals indexed to Science Direct Core Collection from January 2000 to July 2020. The conclusion was that the influence of conifers and monocultures on soil properties is greater than broadleaved trees and establishment in mixed forests. Chapter II: Higher mineral weathering of a Ferralsol evidenced in the rhizosphere of conifer plantations grown in a subtropical climate seeks to apprise the rhizosphere effect on geochemical changes and mineralogical evolution of a deep and high weathered Ferralsol under two conifer plantations, Araucaria angustifolia and Pinus elliottii var. elliottii. It was studied the rhizosphere effect related to bulk soil, and how monoculture of the two conifers affected the soil physical, chemical and mineralogical properties. Araucaria did not affect chemical attributes, but slash pine affected total organic carbon and available phosphorus. No rhizosphere effect was observed for silt and clay content, but slash pine promoted silt decrease followed by clay increase, while in araucaria the opposite was observed. The soil did not show a broad mineral assemblage, but presented variations in the proportions of clay minerals, comprising kaolinite, illite and hydroxy-interlayered minerals (HIM), with kaolinite-enrichment in the rhizosphere and in pinus, with illite absence in slash pine soil. The proportion of crystalline iron oxides was higher in slash pine. This study evidences acceleration of soil weathering by monoculture of conifers, with higher rates in slash pine followed by araucaria, increasing the risk of soil quality loss when compared with the native Araucaria soil. Chapter III: Edaphic changes in sustainable use conifer plantations within the Mixed Ombrophylous Forest domain shows how chemical, physical and microbiological soil attributes are affected when monocultures of Araucaria angustifolia and Pinus elliottii var. elliottii are established in a high weathered Latossol within the Mixed Ombrophilous Forest ecosystem, and the importance of the sustainable managed Brazilian National Forests in protecting the natural ecosystems and hosting biodiversity. Soil was characterized in its physical (sand, silt, clay, bulk density, soil particle density and total soil porosity), chemical (pH, Al3+, H++Al3+, total organic carbon, K+, Ca2+, Mg2+, available P, total cation exchange capacity and base saturation) and microbiological (soil basal respiration, microbial biomass carbon, metabolic and microbial quotients) attributes, with slight changes in soil under the two conifers detected by univariate statistical analysis. However, multivariate analysis highlighted different impact of coniferous on soil by discriminating the clusters. The claying process promoted by slash pine suggests higher weathering rate by the activity of this conifer. This doctoral research shows that studies on the rhizosphere of trees are feasible to detect and monitor short-term impact of long-lived woody species on soil, which can be further investigated especially on the interactions between microorganisms and clay minerals. |
Keywords: | Pinheiro Pinheiro cortado Minerais de argila Solos Latossolos |
???metadata.dc.subject.cnpq???: | AGRONOMIA::CIENCIA DO SOLO |
???metadata.dc.language???: | por |
???metadata.dc.publisher.country???: | Brasil |
Publisher: | Universidade de Passo Fundo |
???metadata.dc.publisher.initials???: | UPF |
???metadata.dc.publisher.department???: | Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinária – FAMV |
???metadata.dc.publisher.program???: | Programa de Pós-Graduação em Agronomia |
Citation: | AMARAL, Ana Paula Hummes. Alterations in the rhizosphere of conifer plantations on ferrasol within the araucaria forest domain. 2022. 144 f. Tese (Doutorado em Agronomia) - Universidade de Passo Fundo, Passo Fundo, RS, 2022. |
???metadata.dc.rights???: | Acesso Aberto |
URI: | http://tede.upf.br:8080/jspui/handle/tede/2304 |
Issue Date: | 2-Feb-2022 |
Appears in Collections: | Programa de Pós-Graduação em Agronomia |
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2022AnaPaulaH.doAmaral.pdf | Tese Ana Paula Hummes do Amaral | 3.39 MB | Adobe PDF | View/Open ???org.dspace.app.webui.jsptag.ItemTag.preview??? |
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