Adaptações de plantas nativas do cerrado em solos ácidos

Os solos do bioma cerrado, na maioria oxisols e entisols, são ácidos e distróficos, e apresentam baixa disponibilidade de nutrientes. Estes solos não são muito diferentes dos solos da região amazônica. Entretanto, as formas abertas de vegetação do cerrado com baixa biomassa de seus diferentes componentes são deficientes em nutrientes em nível do ecossistema ao contrário das florestas amazônicas que possuem uma maior reserva de nutrientes na sua biomassa vegetal. As plantas cultivadas são susceptíveis a toxicidade de alumínio e manganês nos solos do cerrado independente da deficiência de nutrientes e não crescem bem na ausência de calagem e adubação. Entretanto, os conceitos de deficiência de nutrientes e toxicidade, bem estabelecidos na agricultura, não devem ser estendidos às plantas nativas em ecossistemas naturais, indiscriminadamente. As inúmeras espécies das plantas nativas que ocorrem no bioma são resistentes ou tolerantes às condições edáficas consideradas desfavoráveis às plantas cultivadas, mas sua distribuição, freqüência nas comunidades nativas, crescimento e produtividade são determinados pela disponibilidade de nutrientes, regime hídrico do solo e outros fatores edáficos. As espécies crescendo em solos ácidos são tolerantes ou resistentes ao alumínio por que sua capacidade de absorção de nutrientes essenciais, crescimento e reprodução não são prejudicados por altas concentrações de alumínio no solo. Muitas espécies comuns do cerrado, em vez de excluir, absorvem grandes quantidades deste elemento e transportam para folhas e acumulam em diferentes tecidos incluindo folhas e sementes e alguns não sobrevivem na ausência do alumínio trocável apesar de não ter comprovado nenhum papel deste elemento no metabolismo das plantas.Soils of the cerrado biome, mostly oxisols and deep sandy entisols, are acid, dystrophic and poor in available nutrients. These soils are not very different from soils that occur in the Amazon region. However, the open savanna physiognomies of cerrado with lower biomass of their different components are deficient in nutrients at the ecosystem level, unlike the Amazon forests which retain high nutrient reserves in their live biomass. Field crops are susceptible to aluminum and manganese toxicities, besides nutrient deficiencies, in cerrado soils and do not grow well in the absence of liming and fertilization. However, concepts of nutrient deficiencies and toxicities, well established for cultivated plants, should not be extended to native species in natural ecosystems, indiscriminately. Many native plants in the cerrado biome are resistant or tolerant to soil conditions deemed unfavorable for cultivated plants but their geographic distribution, frequency in native communities, growth and productivity are determined by water and nutrient availability and other edaphic conditions. Species growing on acid soils are aluminum tolerant or resistant, since their capacity to absorb essential nutrients, growth and reproduction is not affected by high aluminum levels in the soil. Many common species of the cerrado, instead of excluding aluminum, absorb and transport it to leaves and accumulate it in different tissues including leaves and seeds whereas others do not survive in the absence of exchangeable aluminum, even though no specific role of Al in plant metabolism is yet established

Accumulation of aerial biomass and nutrients in Melinis minutiflora P. Beauv. and native "cerrado" grasses

A gramínea africana Melinis minutiflora P. Beauv. é alvo de preocupação no Brasil, pois vem substituindo espécies de gramíneas nativas do cerrado até em áreas protegidas. Neste estudo comparou-se o acúmulo de biomassa aérea e a concentração de nutrientes em M. minutiflora e gramíneas nativas para testar a hipótese de que esta espécie tem a capacidade de acumular uma maior biomassa com menores concentrações de nutrientes. O estudo foi realizado no Parque Nacional de Brasília. Quatro diferentes locais onde ocorria invasão por M. minutiflora foram escolhidos para o estudo e, em cada local, foram demarcadas duas parcelas de 20 m x 20 m, uma com apenas M. minutiflora e outra com apenas gramíneas nativas. Quatro amostras de biomassa aérea foram coletadas de cada parcela a cada três meses durante um ano, utilizando quadrados de 25 cm x 25 cm. Foram determinadas concentrações de nutrientes na biomassa viva e morta. A biomassa aérea viva foi maior em M. minutiflora no período de seca durante a floração de M. minutiflora, e no início da estação chuvosa do que nas gramíneas nativas. Não houve diferenças significativas entre M. minutiflora e gramíneas nativas na disponibilidade de nutrientes no solo ou na concentração de nutrientes na biomassa viva. No caso da biomassa morta, apenas o nitrogênio apresentou menores concentrações em M. minutiflora em relação às gramíneas nativas.The African grass, Melinis minutiflora P. Beauv., is causing concern in Brazil since it is replacing native grasses in the cerrado region, even in protected areas. In the present study the accumulation of aerial biomass and concentration of nutrients in M. minutiflora and native grass species were compared to determine whether M. minutiflora was capable of accumulating greater biomass with lower concentration of nutrients. The study was conducted in the National Park of Brasília. Four different sites of cerrado sensu stricto where invasion by M. minutiflora was occurring were selected and at each site two 20 m x 20 m plots were laid out, one with only M. minutiflora and the other with only native grasses. Four aerial biomass samples were collected from each plot every three months for a year, using 25 cm x 25 cm quadrats. Concentrations of nutrients were determined in live and dead biomass. Soil samples from 0-15 and 15-30 cm depths from the same plots were also analyzed. The live aerial biomass of M. minutiflora was greater than that of native grasses during the dry season at the time of flowering of M. minutiflora and at the beginning of the rainy season. There were no differences between M. minutiflora and native grasses in the availability of nutrients in the soil or in the concentrations of nutrients in live biomass. In the case of dead biomass, only nitrogen was present in lower concentrations in M. minutiflora

Nutritional status of woody species of two semideciduous forests in Uberlândia, MG

O estudo teve como objetivo determinar a influência da fertilidade sobre nutrição mineral e distribuição das espécies nativas em duas florestas semidecíduas na Fazenda Experimental de Glória (FEG) e Estação Ecológica do Panga (EEP) em Uberlândia, MG. Foram amostradas de duas a quatro árvores, com circunferência mínima de 10 cm, a altura de 1,30 m do solo, de todas as espécies encontradas em 50 parcelas contíguas de 10 m X 10 m, em cada floresta. Foram analisadas amostras de solo dos horizontes A1 e A3 de cada parcela nas duas florestas. O solo da EEP apresentou menor acidez, associada à maior disponibilidade de Ca e menor disponibilidade de Al, Fe, Zn e Cu. A disponibilidade Mn foi menor no horizonte A3 e maior no A1 na EEP. As concentrações foliares de Ca e K foram maiores nas espécies da EEP. As diferenças no teor de Ca refletiram a maior disponibilidade do nutriente no solo. Não houve diferenças nas concentrações foliares de P e Mg. O teor médio de N foi maior na floresta FEG do que na EEP, apenas em espécies exclusivas. As concentrações de Mn foram menores na EEP, refletindo a influência do pH na absorção deste nutriente. Assim, a ocorrência de espécies presentes exclusivamente na EEP pode estar associada à capacidade de absorver K e Mg de solos com altos teores de Ca.The objective of this study was to determine the influence of soil fertility on the mineral nutrition and distribution of native species in two semideciduous forests at the Experimental Farm at Gloria (FEG) and the Ecological Station at Panga (EEP) in Uberlândia, MG. Leaf samples were collected from two to four individuals with a minimum circumference of 10 cm at 1,30 m height of all species within 50 contiguous plots of 10 m X 10 m in each forest. Soil samples were analyzed from the A1 e A3 horizons of each plot of both areas. The soil of EEP showed lower acidity, higher availability of Ca and lower availability of Al, Fe, Zn and Cu. The availability of Mn was lower in the A3 horizon and higher in the A1 horizon at EEP. The foliar concentrations of Ca e K were higher at EEP which reflected the higher levels in soil. There were no differences in the concentrations of P, Mg, Fe, Cu and Zn. The N concentrations were higher among species occurring exclusively at FEG. The Mn concentrations were lower at EEP, reflecting the effect of pH on its absorption. Thus the occurrence of some species exclusively at EEP seemed to be associated with their ability to absorb K and Mg from soils with high Ca availability

Physiological ecology of cerrado plants : new insights and new approaches

ABSTRACTThis special issue of the Brazilian Journal of Plant Physiology provides new insights into how cerrado plants cope with various demands imposed by the environment. They also explore the mechanisms of physiological adaptations at different scales and draw attention to the importance of phenotypic plasticity in plant adaptation to the cerrado environment. Most of them are not reviews but rather a series of case studies. Each presents new information or adds new approaches and analyses of already published data sets. Together they represent the opinions of scientists with diverse expertise working at different levels of organization (organism, population, community and ecosystem) and temporal and spatial scales on cerrado ecophysiology

A comparison of the woody vegetation and soil characteristics of a cerradão and a Cerrado sensu stricto in adjacents areas on dystrophic soils in eastern Mato Grosso State, Brazil

Em alguns casos, cerrado sensu stricto e cerradão ocorrem lado a lado e sob condições edáficas e topográficas semelhantes. Como os fatores que contribuem para a ocorrência de cerradão nessas situações ainda não estão totalmente esclarecidos, o objetivo do presente estudo foi comparar a composição florística e a fitossociologia de um cerradão e um cerrado sensu stricto no leste mato-grossense e verificar se maior fertilidade do solo estava contribuindo para a ocorrência do cerradão. Em cada comunidade foi realizado um levantamento florístico e fitossociológico em 50 parcelas de 10 m×10 m, onde foram medidas todas as árvores com diâmetro maior do que 5 cm a 30 cm do solo. Foram coletadas amostras de solos de um perfil de 2 m de profundidade em cada área e amostras superficiais (0-10 e 10-20 cm). As fitofisionomias foram distintas quanto a florística, estrutura e fitossociologia. A área basal (21,4 m² ha-1) e altura média (6,4 m) do cerradão foram maiores do que as do cerrado sensu stricto (14,9 m² ha-1 e 3,7 m). No cerradão, as três espécies mais importantes foram Hirtella glandulosa Spreg., Sclerolobium paniculatum Vog. e Xylopia aromatica (Lam.) Mart., somando 29% do Índice do Valor de Importância (IVI) total e no cerrado sensu stricto, foram Qualea parviflora Mart., Davilla elliptica A. St.-Hil. e Roupala montana Aubl., somando 20,5 do IVI total. Os solos sob ambas as fitofisionomias foram ácidos (pH 1,3 cmol c kg-1). A fertilidade do solo não apresentou diferenças para corroborar a hipótese de que a ocorrência do cerradão ao lado do cerrado sensu stricto era devida à maior fertilidade do solo. O solo sob o cerradão apresentou textura mais argilosa em todo o perfil, o que pode significar maior disponibilidade de água para as árvores durante todo o ano. Esse é um aspecto que merece investigações no futuro.Cerrado sensu stricto and cerradão often occur side by side under similar edaphic and topographic conditions. The factors which contribute to the existence of cerradão in this situation are not well established. The objective of the present study was to compare the floristic composition and phytosociology of a Cerrado and cerradão on a dystrophic soil in eastern Mato Grosso and to determine whether higher soil fertility was contributing to the existence of the cerradão. Fifty 10 m×10 m plots were laid out in each vegetation type and a phytosociological survey was conducted of all trees with a minimum diameter of 5 cm at 30 cm above ground level. Soil samples were collected up to a depth of 2 m of soil profiles and from surface layer (0-10 and 10-20 cm) in each area. The two physiognomies showed distinct floristic, structural and phytosociological characteristics. The basal area (21.4 m² ha-1) and the mean heights (6.4 m) of the cerradão were greater than that of the cerrado sensu stricto (14.9 m² ha-1 and 3.7 m). The three most important species were Hirtella glandulosa Spreg., Sclerolobium paniculatum Vog. and Xylopia aromatica (Lam.) Mart. in the cerradão, representing 29% of the total Importance Value (IVI), and Qualea parviflora Mart., Davilla elliptica A. St.-Hil. and Roupala montana Aubl. in the cerrado sensu stricto, representing 21% of the total IVI. The soils of both areas were acid (pH 1.3 cmol c kg-1). The fertility of the soils of the two areas was not different to support the hypothesis that the occurrence of the cerradão was due to the higher fertility of its soil. However, the cerradão soil showed higher percentages of clay than the cerrado soil at all depths up to 2 m, which could result in a higher availability of water throughout the year for the trees. This is an aspect worth investigating in future studies

Correlation between deciduousness and foliar nutrient concentrations in the woody species of "cerrado"

O principal objetivo deste estudo foi comparar as variações nas concentrações foliares de nutrientes de 15 espécies lenhosas do cerrado sensu stricto pertencentes a diferentes grupos fenológicos para determinar a influência da deciduidade na nutrição mineral. As principais hipóteses foram que espécies sempre-verdes apresentariam menores concentrações de nutrientes foliares, menor área foliar específica e menor variação sazonal que espécies decíduas porque suas folhas persistem por mais de um ciclo anual de estações seca e chuvosa. O estudo foi realizado em um cerrado sensu stricto na Reserva Ecológica do IBGE no Distrito Federal. Folhas completamente expandidas coletadas de três indivíduos de cada espécie, em intervalos de dois meses durante um ano, foram analisadas. A área foliar específica também foi determinada. A concentração de N, P, K, Ca e Mg e a variação sazonal foram menores nas espécies sempre-verdes do que nas decíduas. Espécies decíduas mostraram as maiores concentrações de N, P e K no inicio da estação chuvosa, época em que as folhas encontram-se recentemente maduras e suas concentrações decresceram até o começo da próxima estação seca. Concentrações de Ca foram maiores no final da estação seca. Espécies brevidecíduas tiveram menores concentrações de N e P que espécies decíduas e maiores concentrações de N, P, Ca e Mg que as sempre-verdes. A área foliar específica média das espécies sempre-verdes (54,0 cm² g-1) foi menor do que a das decíduas (67,0 cm² g-1) e brevidecíduas (83,5 cm² g-1). A área foliar específica foi correlacionada com N e P. Houve diferenças não só entre espécies decíduas e sempre-verdes, mas também entre espécies decíduas e brevidecíduas.The main objective of the present study was to compare the variations in leaf nutrient concentrations among 15 woody species of a "cerrado" sensu stricto belonging to different phenological groups to determine the influence of deciduousness on mineral nutrition. The main hypothesis was that evergreen species would present lower foliar concentrations, less specific leaf area, and smaller seasonal variations than deciduous species, because their leaves would persist beyond one annual cycle of dry and wet season. The study was conducted in a "cerrado" sensu stricto at the "Reserva Ecológica do IBGE" in the Federal District of Brazil. Fully expanded leaves collected from three individuals of each species at two-month intervals for a year were analyzed. Specific leaf area was also determined. The concentrations of N, P, K, Ca and Mg and seasonal variation were lower in the evergreen species than in the deciduous species. Deciduous species showed higher concentrations of N, P and K at the beginning of the rainy season when leaves were recently formed and their concentrations decreased toward the beginning of the next dry season. Concentrations of Ca increased toward the end of the rainy season. Brevideciduous species had lower concentrations of N and P than deciduous species and higher concentrations of N, P and Ca than evergreens. Mean specific leaf area of evergreen species (54.0 cm² g-1) was smaller than that of deciduous (67.0 cm² g-1) and brevideciduous species (83.5 cm² g-1). Specific leaf area was correlated with N and P. Thus there were significant differences not only between evergreen and deciduous species but also between deciduous and brevideciduous species

Molasses grass (Melinis minutiflora P. Beauv.), an exotic species compromising the recuperation of degraded areas in conservation units

O capim-gordura, Melinis minutiflora, é uma gramínea de origem africana que invade áreas degradadas da região do Cerrado em detrimento das espécies nativas. A interferência do capim-gordura no processo de sucessão e o efeito da queimada controlada sobre essa gramínea foram estudados em uma cascalheira localizada no Parque Nacional de Brasília. O estudo foi realizado numa área experimental em que, em 1993, havia sido implantado um experimento para avaliar o estabelecimento de gramíneas nativas pela técnica do "coquetel de sementes". Mesmo não estando entre as espécies semeadas, o capim-gordura estabeleceu-se nas parcelas experimentais, onde se incorporou torta de mamona ou turfa. Metade das parcelas que apresentaram os melhores índices de cobertura do solo foi queimada no final da estação seca, em setembro de 1998. Em maio de 1999, oito meses após a queimada verificou-se redução da cobertura do substrato superior a 50%, em comparação com a cobertura antes da queimada. Nos anos subseqüentes, o índice de cobertura do substrato voltou a crescer, atingindo, em maio de 2001, os valores observados antes da queimada. Durante esse período, notou-se, nas parcelas queimadas e nãoqueimadas, aumento na contribuição do capim-gordura para o índice total de cobertura do solo, em detrimento das espécies nativas. O uso do fogo não foi eficaz no controle dessa invasora. Assim, em programas de recuperação de áreas degradadas em áreas protegidas é necessário controlar as espécies invasoras exóticas para permitir o estabelecimento de um maior número de espécies nativas do Cerrado.Melinis minutiflora is an African grass that invades degraded areas in the cerrado endangering native species. The effects of this invasion and of burning on Melinis minutiflora propagation were investigated in a gravel-mining pit, within the National Park of Brasilia. This study was conducted in an area where an experimental field was set up in 1993 to study the establishment of native grasses after sowing with seed mixture. Melinis minutiflora established itself in all experimental plots where castor oil cake or peat was incorporated as amendments before sowing, even though its seeds were not present in the mixture. Half of the experimental plots, which showed the highest indices of vegetation cover in May 1998, were burnt at the end of the dry season in September 1998. Eight months later, May 1999, a reduction of more than 50% in the vegetation cover of the burnt plots was recorded compared to the vegetative cover before the fire. During the subsequent years, the vegetation cover increased until it reached the pre-fire levels by May 2001. During this period, the contribution of Melinis minutiflora increased gradually to the detriment of native species, showing that burning was not effective in controlling the invasion of this alien species. Thus, it seems essential to control the invasion of Melinis minutiflora to promote the establishment of native species during recuperation of degraded patches in protected areas such as national parks

Caracterização dos Solos e da Estrutura Fitossociológica da Vegetação de Veredas da Chapada no Triângulo Mineiro

The paths stand out as a surface drainage system composed of the drainage network with waterways that occupies the broad interfluvia within the Cerrado domain. Footpaths in the soils are formed under conditions of poor drainage. In those circumstances there is a tendency for the formation of lowlands. In order to investigate the importance and the use given to the natural resources of the paths by the rural population of the city of Uberlândia-MG interviews were conducted with 20 landowners. The paths are shown as a source of water for easy access. According to respondents the paths have good quality water for domestic use, except in damming conditions where water gets yellowish, with the presence of reddish mud and rust flavor. Water for human consumption, for the most part is obtained from artesian wells...Keywords: Paths; Cerrado; Edaphic Studies; Uberlândia.As veredas se destacam como um sistema de drenagem superficial composto pela rede de drenagem com cursos d’água que ocupa os interflúvios largos dentro do domínio Cerrado. Nas Veredas os solos são formados sob condições de drenagem deficiente. Nestas condições há uma tendência para a formação de solos hidromórficos. Com o objetivo de investigar a importância e o uso dado para os recursos naturais das veredas pela população rural do município de Uberlândia-MG foram realizadas entrevistas com 20 proprietários rurais. As veredas apresentam-se como uma fonte de água de fácil acesso. Segundo os entrevistados as veredas possuem água de boa qualidade, para uso doméstico, salvo em condições de represamento onde a água adquire coloração amarelada, com presença de lodo avermelhado e sabor ferruginoso. A água para consumo humano, em sua maior parte é obtida de poços artesianos...Palavras-Chave: Veredas; Cerrado; Estudos Edáficos; Uberlândia

The length of the dry season may be associated with leaf scleromorphism in cerrado plants

Apesar das limitações nutricionais e elevada acidez dos solos, a flora do cerrado é a mais rica entre as savanas. Muitas espécies lenhosas do cerrado possuem folhas escleromórficas e o nível de escleromorfismo foliar parece depender da disponibilidade de água e nutrientes no solo. Visando um melhor entendimento sobre a estrutura e funcionalidade da vegetação do cerrado, foram comparadas duas comunidades de cerrado sensu stricto: uma na região central do Brasil (Brasília, DF) e a outra na periferia sul (Itirapina, SP). Para tal, comparamos a duração da estação seca, a fertilidade do solo, as concentrações foliares de N, P, K, Ca e Mg e a área foliar específica (AFE) entre as duas comunidades do cerrado. A estação seca na periferia foi menor em relação à região central, e seu solo foi considerado mais fértil e mais ácido. A vegetação periférica apresentou maior AFE e apresentou maiores concentrações foliares de N, P, Ca e Mg. Baseado nestes resultados, propomos que a maior AFE observada na comunidade periférica se deve à menor duração da estação seca, a qual possibilita melhores condições para absorção de nutrientes do solo.Despite limitations of low fertility and high acidity of the soils, the cerrado flora is the richest amongst savannas. Many cerrado woody species show sclerophyllous leaves, which might be related to the availability of water and nutrients in the soil. To better understand the function and structure of cerrado vegetation within its own variations, we compared two cerrado communities: one in its core region in central Brazil (Brasília, DF) and the other on its southern periphery (Itirapina, SP). We contrasted the length of the dry season, soil fertility rates, leaf concentrations of N, P, K, Ca and Mg and the specific leaf area (SLA) between these communities. The dry season was shorter on the periphery, where the soil was more fertile although more acidic. Plants from the periphery showed higher SLA and higher leaf concentrations of N, P, Ca and Mg. We propose that the higher SLA of plants from the periphery is related to the shorter dry season, which allows better conditions for nutrient uptake