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Growth and functional characteristics of young Bertholletia excelsa plants grown in association with an N2-fixing tree under fertilization
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INSTITUTO NACIONAL DE PESQUISAS DA AMAZÔNIA – INPA
Resumo
Os plantios mistos que incluem árvores fixadoras de N2 apresentam diversos benefícios
tanto acima quanto abaixo do solo, os quais podem favorecer o crescimento da árvore de
valor econômico. No entanto, para as espécies nativas da Amazônia, ainda não está claro
qual é a combinação ideal de espécies que potencializa a produtividade da plantação. Com
o objetivo de compreender melhor a associação entre B. excelsa e T. vulgaris, foram
propostos dois capítulos diferentes para esta tese. No Capítulo 1, avaliamos os efeitos
dos sistemas de plantio e da fertilização nas variáveis edafoclimáticas, no crescimento e
nas características morfofisiológicas da espécie modelo, B. excelsa. Observou-se que a
associação entre B. excelsa e T. vulgaris reduziu a disponibilidade de luz e a temperatura
do solo, enquanto aumentou a umidade e o efluxo de CO2 do solo. O maior teor de fósforo
no solo foi decorrente da fertilização NPK direcionada para esse nutriente. As plantas de
B. excelsa cultivadas em sistema de plantio puro + calagem + NPK apresentaram as
maiores taxas de crescimento e estoques de biomassa. O maior conteúdo de P associado
a maior disponibilidade de luz foram os fatores que mais contribuíram para o crescimento
e ganho de carbono da espécie nesse sistema. No Capítulo 2, buscamos compreender os
efeitos dos sistemas de plantio, da fertilização e da sazonalidade no metabolismo do
carbono e do nitrogênio de B. excelsa. Para isso, avaliamos as respostas metabólicas ao
longo de dois anos (2021-2022), abrangendo os períodos sazonais de chuvas e de seca.
Observamos uma dinâmica na concentração de açúcares solúveis, amido e outros
compostos orgânicos, como aminoácidos e proteínas. Ao analisarmos as variações
sazonais, pudemos concluir que B. excelsa modula seu metabolismo especialmente em
relação à glicose e aos aminoácidos como um mecanismo adaptativo para melhorar sua
capacidade de osmorregulação e se proteger contra a menor disponibilidade de água
durante o período seco da Amazônia. No geral, o crescimento das plantas de B. excelsa
sob tratamento de plantio puro + calagem + NPK foram influenciados por mudanças no
microclima do plantio, disponibilidade de N, P e K foliar, morfologia de folhas, melhor
desempenho fotossintético, mudanças no metabolismo do carbono e do nitrogênio. Pode
se concluir que, embora a associação entre B. excelsa e T. vulgaris tenha melhorado o
microclima do plantio, o plantio puro fertilizado apresentou a maior fotossíntese e ganho
de biomassa, indicando que além do P, a luz impacta diretamente no crescimento de B.
excelsa.
Abstract:
Mixed plantations that include N2-fixing trees have several benefits, both above and
below ground, that can favor the growth of economically valuable trees. However, for
species native to the Amazon, it is not yet clear what the optimal combination of species
that enhances crop productivity is. In order to better understand the association between
B. excelsa and T. vulgaris, two different chapters were proposed for this thesis. In
Chapter 1, we evaluated the effects of the planting systems and fertilization on the
edaphoclimatic variables, growth and the morphophysiological characteristics of the
model species, B. excelsa. It was observed that the association between B. excelsa and T.
vulgaris reduced light availability and soil temperature, while at the same time increased
soil moisture and CO2 efflux. The higher phosphorus content in the soil was due to NPK
fertilization directed at this nutrient. The plants of B. excelsa cultivated in the pure
plantation + liming + NPK system showed the highest growth rates and greatest biomass
stocks. The higher P content associated with higher light availability were the factors that
most contributed to the growth and carbon gain of the species in this system. In Chapter
2, we sought to understand the effects of planting systems, fertilization and seasonality
on carbon and nitrogen metabolism in B. excelsa. To do this, we evaluated metabolic
responses over two years (2021-2022), covering seasonal periods of rainfall and drought.
We observed a dynamic in the concentration of soluble sugars, starch and other organic
compounds such as amino acids and proteins. By analyzing seasonal variations, we were
able to conclude that B. excelsa modulates its metabolism, especially in relation to glucose
and amino acids, as an adaptive mechanism to improve its osmoregulation capacity and
protect itself against the lower availability of water during the dry season in the Amazon.
Overall, the growth of the B. excelsa plants under pure planting + liming + NPK were
influenced by changes in the microclimate of the plantation, availability of foliar N, P and
K, leaf morphology, improved photosynthetic performance, and changes in carbon and
nitrogen metabolism. It can be concluded that, although the association between B.
excelsa and T. vulgaris improved the microclimate of the plantation, the fertilized pure
plantation presented the highest photosynthesis and greatest biomass gain, indicating that,
in addition to P, light directly affects the growth of B. excelsa.
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