Dissertação
Influência da presença de raízes finas e disponibilidade de carbono lábil nos processos de decomposição de serapilheira na Amazônia Central
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Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia - INPA
Resumo
A presença das raízes finas na serapilheira pode ser um mecanismo adaptativo à baixa
disponibilidade de nutrientes nos solos da Amazônia Central. Além de aumentar a eficiência
na utilização dos recursos disponibilizados, as raízes finas, possivelmente, também estimulam
os processos de decomposição, principalmente através da exsudação de compostos de carbono
lábil (C lábil). Logo, o objetivo do presente estudo foi avaliar o efeito da presença de raízes
finas e da disponibilidade de C lábil sobre a decomposição da serapilheira foliar, em uma
floresta primária da Amazônia Central. Foi simulada a exsudação das raízes finas,
aumentando em aproximadamente 10% as concentrações de carbono presente na serapilheira.
Os compostos de C foram adicionados nas formas de glicose e ácido cítrico, além do controle
(água), em duas condições distintas: a) nas condições reais da floresta, onde foi permitido o
crescimento das raízes finas; b) excluindo a presença das raízes da serapilheira. Ao longo do
processo de decomposição foi avaliada a dinâmica de liberação dos nutrientes, além dos
principais processos envolvidos. Observamos que a presença das raízes finas aumentou a
perda de massa da serapilheira, principalmente das frações mais recalcitrantes (lignina). No
entanto, esse estimulo não está relacionado com o aumento na disponibilidade de C lábil, pelo
contrário, quando adicionado ácido cítrico houve uma redução na decomposição da
serapilheira. Em relação à liberação dos nutrientes, a presença das raízes finas por si só
estimulou a mineralização de alguns elementos (P, K, Ca e Mg), porém, quando adicionado os
compostos de C, o efeito positivo foi limitado para o P e na ausência das raízes finas com a
adição de ácido cítrico. A imobilização de C, N e P na biomassa dos microrganismos não se
diferenciou entre a presença ou ausência das raízes finas. Já quando adicionado ácido cítrico
houve uma redução na imobilização de C na ausência das raízes finas e de P tanto na
presença, quanto na ausência das raízes. Para a potencial atividade das enzimas extracelulares
a presença das raízes finas estimulou apenas a atividade da fosfatase, o efeito da adição dos
compostos de C também foi observado especificamente para a fosfatase, onde na ausência das
raízes finas e com a adição do ácido cítrico sua atividade foi reduzida. Os resultados
indicaram um forte efeito da presença das raízes finas na decomposição da serapilheira, e na
liberação de determinados nutrientes. No entanto, quando simulado o efeito bioquímico das
raízes, através da exsudação de compostos de C lábil, não observamos um aumento na
decomposição da serapilheira. Demonstrando que os processos responsáveis por intermediar a
decomposição da serapilheira não são limitados por energia.
Abstract:
The high presence of fine roots in the litter layer can be an adaptive mechanism by
plants to the low nutrient availability in the soils of Central Amazonia. In addition to
increasing the efficiency of plants in the utilization of the available resources, fine roots
possibly also stimulate decomposition processes, mainly through the exudation of labile
carbon compounds (labile C), but little is known yet about the influence of roots in the litter
layer. The objective of the present study was therefore to evaluate the effects of the presence of
fine roots and the availability of labile C on leaf litter decomposition in a primary forest of
Central Amazonia. The exudation of the fine roots was simulated, by increasing the
concentrations of carbon present in the litter by approximately 10%. Carbon was added as
glucose and citric acid, and water was added as control, in two different conditions: a) in the
real conditions of the forest, where the growth of the fine roots was allowed; b) excluding the
presence of roots of the litter using fine mesh bags. During the decomposition process, the
nutrient release dynamics were evaluated, in addition to the main processes involved. We
observed that the presence of fine roots increased litter mass loss, mainly of the most
recalcitrant fractions (lignin). However, this stimulus was not related to the increase in the
availability of labile C. In contrast, when citric acid was added there was a reduction in the
decomposition of the litter. The presence of fine roots alone stimulated the mineralization of
some elements (P, K, Ca, and Mg), but when C compounds were added, the positive effect
was limited to P, and the absence of fine roots with the addition of citric acid. The immobilization
of C, N, and P into the microbial biomass colonizing the litter did not affect by the presence
or absence of the fine roots. When citric acid was added microbial biomass C was reduced
when roots were absent, and microbial P was both in the presence and absence of the roots. For the
potential activity of the extracellular enzymes, the presence of the fine roots stimulated only
the phosphatase activity. The addition of the C compounds was also observed specifically for
the phosphatase, where in the absence of the fine roots and with the addition of the citric acid
its activity was reduced. The results indicated a strong effect of the presence of fine roots
in the decomposition of litter, and the release of certain nutrients. However, when simulating
the biochemical effect of the roots, through the exudation of labile C compounds, we did not
observe an increase in the decomposition of the litter. This shows that the processes
responsible for mediating the decomposition of litter are not limited by energy.