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Type: TESE
Degree Level: Doutorado
Title: Longevidade foliar, compostos fenolicos e nitrogenados em arvores e lianas de um fragmento de Cerrado na Estação Experimental de Itirapína, São Paulo
Title Alternative: Leaf life span, nitrogenous and phenolic compunds in trees and lianas from a Cerrado fragment in the Itirapina experimental station in São Paulo
Author: Noleto, Leonardo Gonçalves
Advisor: Haddad, Claudia Regina Baptista, 1956-
Abstract: Resumo: Árvores e lianas possuem diferentes estratégias de alocação de recursos durante o ciclo fenológico. As lianas são componentes florísticos importantes e parte significativa das espécies de florestas tropicais, mas ainda pouco estudadas no Bioma Cerrado. A duração do ciclo de vida foliar de diferentes espécies reflete sua adaptação ao habitat, bem como as concentrações de certos compostos orgânicos nitrogenados, que influenciados por fatores ambientais estão relacionados com o crescimento vegetativo. Entre os elementos minerais o nitrogênio é um dos mais limitantes em plantas e sua conservação é dependente da sua disponibilidade no ambiente. O reaproveitamento do nitrogênio é mensurado pela eficiência de reaproveitamento do nitrogênio, pela eficiência no uso do nitrogênio e pela proficiência de reaproveitamento de nitrogênio. A baixa disponibilidade do nitrogênio no solo é determinante para sua conservação, mas muitas espécies vegetais conservam esse nutriente apresentando folhas com alta longevidade. Embora as lianas e árvores do presente trabalho ocorram no mesmo ambiente, presume-se que os índices relativos à conservação do nitrogênio sejam menores nas lianas, quando comparados aos das espécies arbóreas, já que alguns autores verificaram que lianas possuem um sistema vascular e radicular mais eficiente que os das árvores, o que pode possibilitar uma aquisição mais eficiente de nutrientes minerais. Além disso, as lianas ocorrem com freqüência em áreas florestais perturbadas, onde árvores são derrubadas, onde há abundância da quantidade de luz e serrapilheira (fonte de N disponível no solo). Compostos fenólicos normalmente são encontrados em maiores concentrações em espécies com folhas longevas. Esses compostos exercem papel de defesa contra herbívoros e patógenos. A concentração desses compostos é influenciada pelo balanço carbono/nutriente nos tecidos vegetais, bem como por fatores climáticos. A hipótese que norteia a presente pesquisa é a existência de diferentes estratégias fisiológicas apresentadas por árvores e lianas no que diz respeito aos índices de conservação do nitrogênio, investimento em estruturas vegetativas (longevidade foliar, massa foliar por área, e diâmetro basal do fuste) e concentrações de compostos fenólicos e nitrogenados. Os objetivos deste trabalho foram: 1- Relacionar os índices de conservação do nitrogênio a aferições biométricas (longevidade foliar, massa foliar por área e diâmetro do fuste à altura de 30 cm) e concentração foliar de compostos fenólicos e nitrogenados nas espécies de árvores e lianas; 2- Verificar se há diferenças entre as árvores e lianas quanto aos aspectos acima mencionados e 3- Investigar o efeito da estacionalidade sobre as concentrações de compostos fenólicos e nitrogenados em folhas desses dois grupos de plantas. O trabalho foi conduzido em duas épocas distintas (seca e chuvosa) em um fragmento de cerrado denso, conhecido como Valério, na Estação Experimental de Itirapina, no estado de São Paulo. O diâmetro basal dos caules das espécies estudadas correlacionou-se negativamente com a massa foliar por área. Comparando-se os diâmetros basais de lianas e árvores verificou-se que as primeiras apresentaram caules mais finos, o que poderia indicar um maior investimento de compostos orgânicos na parte aérea dessas plantas. Apresentaram também uma menor massa foliar por área, provavelmente indicando a existência de sistemas radiculares e de transporte mais eficientes do que nas árvores, ou estratégias diferentes de distribuição de matéria orgânica nos dois grupos funcionais, ou, ainda, maior síntese de compostos estruturais de carbono nas espécies arbóreas, o que explicaria a maior concentração de compostos nitrogenados nas folhas de lianas. As lianas apresentaram o menor desempenho na conservação do nitrogênio. Esse desempenho das lianas pode estar relacionado à maior concentração desse elemento nas folhas maduras dessas plantas. Quando se compara as duas épocas analisadas, verifica-se que os compostos nitrogenados aumentaram na época chuvosa, paralelamente ao aumento de fenóis totais. Como a época chuvosa é também a época mais quente na região estudada, a combinação de maior disponibilidade de água e temperaturas mais altas pode ter propiciado um aumento no sistema de absorção e transporte de nitrato na planta, que se refletiu na maior concentração de aminoácidos. É possível que tenha havido aumento suficiente na concentração de aminoácidos precursores para sustentar os aumentos nas sínteses de proteínas e fenóis nesse período. O aumento da concentração de taninos condensados na época seca pode estar relacionado com efeitos da amplitude térmica diária sobre o metabolismo desses compostos ou com aumento de herbivoria no período seco, resultando na maior produção de taninos pelas plantas

Abstract: Trees and lianas present different strategies for allocating resources during the phonological cycle. Whereas Lianas are important floristic components and account for a significant number of rainforest species, few studies have been conducted in the Cerrado (a savanna like vegetation) biome. The duration of the leaf life span in different species reflects both its adaptation to the habitat, and the concentrations of certain organic nitrogen-containing compounds, which are influenced by environmental factors and are related to vegetative growth. Nitrogen is one of the most limiting mineral elements in plants, and its conservation depends on its availability in the environment. Nitrogen resorption is measured by nitrogen resorption efficiency, nitrogen use efficiency, and by nitrogen resorption proficiency. The low availability of nitrogen in the soil is a determining factor for its conservation, but many plant species preserve this nutrient with leaves that present a long life span. Although the lianas and trees from this research work share the same environment, it is assumed that the parameters related to nitrogen conservation are lower in the lianas when compared to those of the woody species, as some authors have verified that lianas present a more efficient vascular and root system than that of trees, which might provide them with a more efficient absorption of mineral nutrients. Moreover, lianas frequently occur in disturbed forest areas where trees are torn down, and there is an abundance of light and litterfall (a N source available on the soil). Larger concentrations of phenolic compounds are normally found in species whose leaves present a long life span. Such compounds protect these species against herbivores and pathogens. The concentration of these compounds is influenced by the carbon-nitrogen balance in plant tissues, as well as by climatic factors. The hypothesis that guides this research work is the existence of different physiological strategies presented by both trees and lianas regarding nitrogen conservation mechanisms, investment in vegetative structure (leaf life span, leaf life ratio, and basal diameter of the stem), and concentrations of phenolic and nitrogencontaining compounds. This research work aimed at: 1- Relating nitrogen conservation mechanisms to biometric measurements (leaf life span, leaf life ratio, and basal diameter of the stem at 30 cm high), and to the leaf concentration of phenolic and organic nitrogen-containing compounds in tree and liana species; 2- Establish differences between trees and lianas regarding the aforementioned aspects, and; 3- Investigate the effect of seasonal changes on the concentrations of phenolic and organic nitrogen-containing compounds in the leaves of both kinds of plants. This research work was conducted in two different seasons (dry and rainy) in a fraction of a dense cerrado area known as Valério, at the Itirapina Experimental Station, in the state of São Paulo, Brazil. The researched species presented a negative correlation between the basal diameter of the stems and the leaf mass area. Comparison of the basal diameters of both lianas and trees showed that lianas have thinner stems and a lower leaf mass area, indicating a more efficient vascular and root system than that of trees, or different strategies for distribution of organic compounds in both kinds of plants, or a higher synthesis of structural carbon compounds in the tree species, which could explain the greater concentration of nitrogen-containing compounds in liana leaves. Lianas presented lower performance in nitrogen conservation. Such a performance may be related to the greater concentration of nitrogen in mature liana leaves. Comparison of the two analyzed seasons shows that in the rainy season there was an increase in the concentration of nitrogenous compounds, as well as an increase in the contents of phenolic compounds. Since the rainy season is also the hottest in the research area, the combination of larger availability of water and higher temperatures may have caused an increase in the absorption and transportation system of nitrate in the plants, which reflected in a greater concentration of amino acids. There may have been a sufficient increase in the concentration of precursor amino acids to sustain the increase in protein and phenol synthesis during this period. The increase in the concentration of condensed tannins in the dry season may be related to the effects of the daily temperature range on the metabolism of these compounds, or to the increase in herbivory during the dry season
Subject: Cerrados
Nitrogênio - Reaproveitamento
Nitrogênio
Taninos
Language: Português
Editor: [s.n.]
Date Issue: 2010
Appears in Collections:IB - Tese e Dissertação

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