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Título: Herbivory and litter production in response to nutrient addition in “Terra Firme” forest in Central Amazon – Herivoria e produção de serapilheira em resposta à adição de nutrientes em floresta de terra firma na Amazônia Central
Autor: Moraes, Anna Carolina Martins
Orientador: Quesada, Carlos Alberto Nobre
Coorientador: Andersen, Kelly Marie
Palavras-chave: Serapilheira
Ciclagem de nutrientes
Herbivoria
Fertilização
Data do documento: 1-Jan-2018
Editor: Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia - INPA
Programa: Ciências de Florestas Tropicais - CFT
Abstract: he role of herbivores in determining tropical forest productivity, carbon balance and nutrient cycling is uncertain in the Amazon. Leaf consumption by herbivores and their consequent excretion may represent an additional, but often undocumented, flow of nutrients and carbon into the ecosystem. The focus of this research was to understand the role of nutritional limitations on canopy productivity at the ecosystem level, taking into account losses by herbivory and leaf investment in secondary compounds in a “terra firme” forest in Central Amazonia. The study site was the AFEX project, a large scale experiment that aims to understand ecosystem responses to soil nutrient limitation. The treatments consisted in the addition of nitrogen (N), phosphorus (P), cations, N + P, N + Cations, P + Cations, N + P + Cations and control plots. The eight treatments were distributed in four blocks, where each block contains eight plots representing the complete factorial design (n= 32 plots). Litter was sampled biweekly for eight months (between July/ 2017 and February/ 2018), using five suspended littertraps at one meter height, with an area of 0.25m² each, for a total of 160 collectors. Littertraps were distributed in the central 30 x 30 m area of each plot. Litterfall biomass, leaf area and leaf area loss, macro and micronutrient and lignin, cellulose and polyphenols were determined. We found a trend for increased production of leaf litter biomass in the N + P treatment during the dry season from July to August/2017 (dry season). This increase in N+P, translated through litterfall with more nutrients inputs returning to soils. There was a strong increase in phosphorus, magnesium, calcium, potassium and manganese concentrations in the litter leaves in plots where phosphorus was added. In contrast to the strong changes in nutrient concentrations with fertilization, there were no significant differences in the concentration of defense compounds. Furthermore, there were no significant differences in the percent leaf area lost to herbivores (varying from 9 to 10%) among the treatments. There was also no significant difference in the biomass of herbivore frass. However, there were significant differences of nutrients in the frass, mostly in treatments with P addition. Together, the intial responses of fine litterfall production suggest rapid changes in litter nutrient inputs, but slower responses of herbivores and anti-herbivore defenses to nutrient additions.
Resumo: O papel dos herbívoros na determinação da produtividade das florestas tropicais, balanço de carbono e ciclagem de nutrientes é incerto na Amazônia. O consumo de folhas por herbívoros e sua consequente excreção podem representar um fluxo adicional da serapilheira, muitas vezes não documentado, de nutrientes e carbono no ecossistema. O foco desta pesquisa foi compreender o papel das limitações nutricionais sobre a produtividade do dossel no nível do ecossistema, levando em consideração as perdas por herbivoria e investimento de folhas em compostos secundários em uma floresta de terra firme na Amazônia Central. O local do estudo foi no projeto AFEX/ PDBFF, um experimento em larga escala que visa compreender as respostas do ecossistema à limitação de nutrientes no solo. Os tratamentos consistiram na adição de nitrogênio (N), fósforo (P), cátions, N + P, N + cátions, P + cátions, N + P + cátions e controle. Os oito tratamentos foram distribuídos em quatro blocos, representando o desenho fatorial completo (n = 32 parcelas). A serapilheira foi coletada quinzenalmente por oito meses (julho/ 2017 e fevereiro/ 2018), utilizando cinco coletores de serapilheira suspensas a um metro de altura, com área de 0,25 m² cada, totalizando 160 coletores, distribuídos na área central da parcela de 30 x 30 m. Biomassa de serapilheira, área foliar e perda de área foliar, macro e micronutrientes, lignina, celulose e polifenóis foram determinados por análises químicas. Encontramos uma tendência para o aumento da produção de biomassa de serapilheira no tratamento com N + P durante a estação seca de julho a agosto/ 2017, e obteve maior input de nutrientes retornando aos solos. Houve um forte aumento nas concentrações de fósforo, magnésio, cálcio, potássio e manganês nas folhas de serapilheira em parcelas onde o fósforo foi adicionado. Em contraste com as fortes mudanças nas concentrações de nutrientes com a fertilização, não houve diferenças significativas na concentração de compostos de defesa. Como resultado, não houve diferenças significativas na porcentagem de área foliar perdida para herbívoros (variando de 9 a 10%) entre os tratamentos. Também não houve diferença significativa na quantidade de biomassa de herbivoria, porém houveram diferenças significativas de nutrientes de fezes de insetos, nos tratamentos com adição de P. Juntas, as respostas iniciais da produção de serapilheira fina sugerem mudanças rápidas nos inputs de nutrientes da serapilheira, com respostas mais lentas das defensas anti-herbivoria juntamente com herbivoria às adições de nutrientes.
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