Visão isotópica da vegetação e os ciclos do carbono e nitrogênio num ecossistema de cerrado, sudeste do Brasil

Carbon and nitrogen biogeochemical cycles in savannas are strongly regulated by the seasonal distribution of precipitation and pulses of nutrients released during the wetting of the dry soil and are critical to the dynamics of microorganisms and vegetation. The objective of this study was to investigate the spatial and temporal variability of C and N isotope ratios as indicators of the cycling of these elements in a cerrado sensu stricto area, within a protected area in a State Park in the state of São Paulo, Brazil. The foliar δ13C and δ15N values varied from -33.6 to -24.4 ‰ and -2.5 to 4.5 ‰, respectively. The δ13C values showed a consistent relationship with canopy height, revealing the importance of structure of the canopy over the C isotopic signature of the vegetation. Carbon isotopic variations associated with the length of the dry season indicated the importance of recent fixed C to the integrated isotopic signature of the leaf organic C. The studied Cerrado species showed a depleted foliar δ15N, but a wide range of foliar Nitrogen with no difference among canopy heights. However, seasonal variability was observed, with foliar δ15N values being higher in the transition period between dry and rainy seasons. The variation of the foliar C and N isotope ratios presented here was consistent with highly diverse vegetation with high energy available but low availability of water and N.Os ciclos biogeoquímicos do carbono e do nitrogênio em savanas são fortemente regulados pela distribuição sazonal de precipitação e pulsos de nutrientes liberados após eventos de chuva, que são críticos para o comportamento dos microrganismos e da vegetação. Investigou-se a variabilidade espacial e sazonal dos isótopos estáveis de C e N como indicadores da ciclagem destes elementos em uma área de cerrado sensu stricto de uma área protegida em um Parque Estadual no estado de São Paulo, Brasil. Os valores de δ13C e δ15N foliar variaram de -33,6 a -24,4 ‰ e -2,5 a 4,5 ‰, respectivamente. Os valores de δ13C apresentaram uma relação consistente com a altura do dossel, mostrando a importância da estrutura da vegetação na assinatura isotópica do C da vegetação. A variação isotópica do Carbono associada com a duração da estação seca indica a importância do C recentemente fixado para integrar a assinatura isotópica do C orgânico da folha. Com relação ao Nitrogênio, as espécies de Cerrado estudadas apresentaram uma grande variação no δ15N foliar. Não houve relação entre o δ15N foliar com a altura do dossel. No entanto, os valores de δ15N foliar apresentaram uma variabilidade sazonal, com maiores valores de δ15N na transição entre as estações seca e chuvosa. A variação encontrada na composição isotópica do C e N foliares foi consistente com o fato de a vegetação ser altamente diversa, tendo que lidar com uma alta disponibilidade de energia, mas baixa disponibilidade de água e N.FAPESP - BIOT

Visão isotópica da vegetação e os ciclos do carbono e nitrogênio num ecossistema de cerrado, sudeste do Brasil

Carbon and nitrogen biogeochemical cycles in savannas are strongly regulated by the seasonal distribution of precipitation and pulses of nutrients released during the wetting of the dry soil and are critical to the dynamics of microorganisms and vegetation. The objective of this study was to investigate the spatial and temporal variability of C and N isotope ratios as indicators of the cycling of these elements in a cerrado sensu stricto area, within a protected area in a State Park in the state of São Paulo, Brazil. The foliar δ13C and δ15N values varied from -33.6 to -24.4 and -2.5 to 4.5 , respectively. The δ13C values showed a consistent relationship with canopy height, revealing the importance of structure of the canopy over the C isotopic signature of the vegetation. Carbon isotopic variations associated with the length of the dry season indicated the importance of recent fixed C to the integrated isotopic signature of the leaf organic C. The studied Cerrado species showed a depleted foliar δ15N, but a wide range of foliar Nitrogen with no difference among canopy heights. However, seasonal variability was observed, with foliar δ15N values being higher in the transition period between dry and rainy seasons. The variation of the foliar C and N isotope ratios presented here was consistent with highly diverse vegetation with high energy available but low availability of water and N.Os ciclos biogeoquímicos do carbono e do nitrogênio em savanas são fortemente regulados pela distribuição sazonal de precipitação e pulsos de nutrientes liberados após eventos de chuva, que são críticos para o comportamento dos microrganismos e da vegetação. Investigou-se a variabilidade espacial e sazonal dos isótopos estáveis de C e N como indicadores da ciclagem destes elementos em uma área de cerrado sensu stricto de uma área protegida em um Parque Estadual no estado de São Paulo, Brasil. Os valores de δ13C e δ15N foliar variaram de -33,6 a -24,4 e -2,5 a 4,5 , respectivamente. Os valores de δ13C apresentaram uma relação consistente com a altura do dossel, mostrando a importância da estrutura da vegetação na assinatura isotópica do C da vegetação. A variação isotópica do Carbono associada com a duração da estação seca indica a importância do C recentemente fixado para integrar a assinatura isotópica do C orgânico da folha. Com relação ao Nitrogênio, as espécies de Cerrado estudadas apresentaram uma grande variação no δ15N foliar. Não houve relação entre o δ15N foliar com a altura do dossel. No entanto, os valores de δ15N foliar apresentaram uma variabilidade sazonal, com maiores valores de δ15N na transição entre as estações seca e chuvosa. A variação encontrada na composição isotópica do C e N foliares foi consistente com o fato de a vegetação ser altamente diversa, tendo que lidar com uma alta disponibilidade de energia, mas baixa disponibilidade de água e N

Balanço de massa do nitrogênio na Amazônia Brasileira: uma atualização

The main purpose of this study is to perform a nitrogen budget survey for the entire Brazilian Amazon region. The main inputs of nitrogen to the region are biological nitrogen fixation occurring in tropical forests (7.7 Tg. yr(-1)), and biological nitrogen fixation in agricultural lands mainly due to the cultivation of a large area with soybean, which is an important nitrogen-fixing crop (1.68 Tg. yr(-1)). The input due to the use of N fertilizers (0.48 Tg. yr(-1)) is still incipient compared to the other two inputs mentioned above. The major output flux is the riverine flux, equal to 2.80 Tg. yr(-1) and export related to foodstuff, mainly the transport of soybean and beef to other parts of the country. The continuous population growth and high rate of urbanization may pose new threats to the nitrogen cycle of the region through the burning of fossil fuel and dumping of raw domestic sewage in rivers and streams of the region.O principal objetivo deste estudo é realizar um balanço do nitrogênio em toda a Região Amazônica Brasileira. As principais entradas de nitrogênio na região foram a fixação biológica do nitrogênio que ocorre nas florestas tropicais (7,7 Tg.ano–1) e a fixação biológica do nitrogênio em terras agrícolas, que ocorre principalmente devido à existência de grandes áreas de cultivo de soja, uma importante cultura de fixação de nitrogênio (1,68 Tg.ano–1). A entrada em razão do uso de fertilizantes nitrogenados (0,48 Tg.ano–1) ainda é incipiente em comparação com aquelas duas outras \ud entradas mencionadas. Os maiores fluxos de saída foram o fluxo fluvial, que foi igual a 2,80 Tg.ano–1, e a exportação relacionada aos gêneros alimentícios, principalmente a transferência de soja e carne para outras regiões do País. O contínuo crescimento populacional e as elevadas taxas de urbanização podem representar novas ameaças sobre o ciclo do nitrogênio da região por meio da queima de combustíveis fósseis e do despejo de esgoto doméstico nos rios e córregos da região

Leaf Decomposition in Dense Ombrophilous Forest in Different Altitudes and Climate Conditions

A decomposição da serapilheira é um processo fundamental, que influencia o armazenamento de carbono (C) no solo e a disponibilidade de nutrientes para as plantas e os microrganismos, afetando assim a distribuição de espécies em um ecossistema. A Floresta Ombrófila Densa, conhecida popularmente como Mata Atlântica localiza-se ao longo da costa brasileira e é caracterizada pela elevada diversidade e endemismo. Dentre as diversas famílias botânicas presentes neste ecossistema, a família Fabaceae apresenta grande importância, tanto pela sua abundância e ampla distribuição, como por desempenhar um papel importante no ciclo do nitrogênio (N) terrestre. O objetivo deste estudo foi investigar as taxas de decomposição e mudanças na composição inorgânica e orgânica da serapilheira ao longo desse processo em duas fisionomias de florestas (Terras Baixas vs. Montana) localizadas em diferentes altitudes (100 m vs. 1000 m). Levantamentos realizados em diferentes formações vegetais da Floresta Ombrófila Densa ao longo de um gradiente altitudinal indicam diferenças significativas na disponibilidade de N nos solos em diferentes altitudes, além de diferenças contrastantes na temperatura do ar. Essas diferenças podem influenciar na composição das folhas, que por sua vez interfere no processo de decomposição. Os experimentos com litter bags foram instalados no início do período seco e outro no início do período chuvoso, com duração de um ano cada um. As espécies selecionadas para esse estudo pertencem a família Fabaceae (Inga lanceifolia e Swartzia simplex var. grandiflora), e foram comparadas a uma espécie pertencente a família Monimiaceae (Molinedia schottiana). A taxa de decomposição e a degradação da lignina, celulose, hemicelulose e do nitrogênio foram mais rápidos na leguminosa da floresta de Terras Baixas em comparação a não-leguminosa. Por outro lado, não houve diferença nas taxas de decomposição entre I. lanceifolia e M. schottiana da floresta Montana. Mas, comparando a espécie M. schottiana, a não-leguminosa comum nas duas altitudes, esta espécie se decompôs mais rapidamente na floresta de Terras Baixas em relação a Montana. Na floresta de Terras Baixas, não só as temperaturas mais elevadas, mas também as diferentes característica químicas, como o elevado teor de N e a baixa razão C:N na serapilheira da leguminosa podem acelerar os processos de decomposição nesta floresta, além disso, a menor concentração de polifenóis na M. schottiana a 100 m comparada a 1000 m de altitude também pode ter favorecido as elevadas taxas de decomposição na floresta de Terras Baixas. Portanto, as características químicas da serapilheira também parecem regular as taxas de decomposiçãoLitter decomposition is a fundamental process that affects carbon (C) storage in the soil and nutrients availability for plants and microorganisms, impacting the distribution of species in a given ecosystem. The Dense Ombrophilous Forest, commonly known as Atlantic Forest, is located along the Brazilian coast and characterized by its high diversity and endemism. Among many botanic families existing in this ecosystem, the Fabaceae family has great importance because it is very abundant and well distributed and also plays an important role in the terrestrial nitrogen (N) cycle. The objective of this study was to investigate decomposition rates and changes in inorganic and organic litter composition throughout this process in two forest physiognomies (Lowland vs. Montane) located in different altitudes (100 m vs. 1000 m). Studies realized along an altitudinal gradient in different vegetation formations of Dense Ombrophilous Forest indicate significant differences in N availability in the soil of different altitudes, and contrasting differences in air temperature. These differences can influence leaf decomposition, which interferes in the decomposition process. One of the experiments with litter bags were set at the beginning of the dry season and another at the beginning of the wet season, each one with duration of one year. The species selected for this study belong to the Fabaceae family (Inga lanceifolia and Swartzia simplex var. grandiflora) and were compared to another species of the Monimiaceae family (Molinedia schottiana). The decomposition rates, lignin, cellulose, hemicellulose and nitrogen degradation were faster in legume than non-legume in Lowland forest. On the other hand, there was no difference in decomposition rates between M. schottiana and I. lanceifolia in Montane forest. But, comparing M. schottiana specie, a common non-legume in the two altitudes, this specie decomposed faster in Lowland than Montane forest. In Lowland forest, not only higher temperatures, but also the different chemical characteristics, such as high nitrogen content and low C:N ratio in the legume litter could accelerate the decomposition processes in this forest, in addition, lower polyphenols concentration in M. schottiana in Lowland compared to Montane forest can also favored the high decay rates in Lowland forest. Therefore, the litter chemical characteristics also appear to regulate the decomposition rate

Estimates of biological nitrogen fixation by tropical legume trees (Fabaceae) using 15N labeled fertilizer

A família Fabaceae abundante nos trópicos, desperta grande interesse para o uso em recuperação de áreas degradas, já que em sua maioria, são lenhosas e perenes, se adaptam aos mais diversos ecossistemas brasileiros e são capazes de fazer associações simbiônticas com bactérias pertencentes ao gênero Rhizobium, que fixam nitrogênio atmosférico fornecendo-o para a planta em uma forma reativa. Dentro deste contexto, o presente estudo avaliou em um experimento em casa de vegetação como a fixação biológica de nitrogênio em três espécies pertencentes a família Fabaceae variou em função da adição de nitrogênio mineral em diferentes doses e através de tratamentos incluindo-se a inoculação com bactérias do gênero Rhizobium e fungos micorrízicos arbusculares (FMAs). Os resultados obtidos através da atividade da redução de acetileno indicaram que os nódulos se encontravam ativos no último mês de experimento nas três espécies fixadoras de N2. Houve uma grande variação na porcentagem de N na planta proveniente da fixação (NPPfix). Quando as plantas cresceram em meio onde a disponibilidade de N era baixa, sem a aplicação deste nutriente no solo, a FBN foi favorecida, variando de 34 a 84%. Pelo contrário, foi possível observar que a fixação foi inibida em vasos onde a adição de nitrogênio foi elevada. Devido ao uso do solo não esterilizado, os inoculantes aplicados (bactérias e fungos) parecem ter competido com a microbiota nativa do solo, assim sendo, diferenças entre os tratamentos inoculados e o controle (sem inoculação) não foram encontradas neste estudoLegumes (Fabaceae) are abundant in the tropics and considered as of great interest as restorer of degraded areas, since most of them are woody and perennials, adapted to several Brazilian ecosystems and able to make associations with bacteria belonging to Rhizobium genus, which fix atmospheric nitrogen, and giving it to the plants in a reactive form. In this context, this study evaluated in a greenhouse experiment how nitrogen biological fixation (FBN) varied in three species of Fabaceae family according to the N-mineral addition in different doses and according to treatments including inoculation with bacteria of Rhizobium genus and arbuscular mycorrhizal fungi (AMF). The results obtained from the acetylene reduction activity indicate that the nodules were active in the last month of experiment in the three N2-fixing species. There was a wide variation in the plant N percentage derived from fixation (NPPfix). When plants grew in a soil where N availability was low, without application of this nutrient in the soil, the BNF was favored, ranging the NPPfix from 34 to 84%. On the contrary, it was possible to observe that FBN was inhibited in the pots where N additions were higher. Due to the use of unsterilized soil, the applied inoculants (bacteria and fungi) appear to have competed with the native soil microbiota, thus differences between inoculated and control (without inoculation) could not be established in this stud

Paracoccidioimycosis and white individuals: Susceptibility and biogeographic aspects in an important endemic area in Brazil.

Paracoccidioidomycosis (PCM) is a neglected mycosis most commonly occurring in Latin America. The etiologic agents are thermo dimorphic fungi of the genus Paracoccidioides, and cause an important granulomatous response in affected tissues. The Botucatu Medical School, from São Paulo State University (UNESP), is a PCM study pole, located in São Paulo State Midwest region, which is classified as a hyperendemic area in the Southeast region in Brazil. This study aimed to perform a retrospective epidemiological, geographical, and clinical analysis by the information available in medical records. It was listed as socio-demographic data along with clinical characteristics from patients diagnosed and treated during a 10-year period in Botucatu, totaling 177 patients with Paracoccidioidomycosis confirmed by the histopathological test. It was observed that the main clinical presentation was the chronic type (76,3%), most commonly identified in white male individuals over the age of 29 years old, smokers, and alcoholics, providing evidences for the first time that white individuals were more affected by the disease, in comparison to non-white individuals that may be more resistant to infection. This data opens new avenues for study within ancestry, resistance and susceptibility in paracoccidioidomycosis

Molecular Phylogenetic Analysis of <i>Paracoccidioides</i> Species Complex Present in Paracoccidioidomycosis Patient Tissue Samples

Paracoccidioidomycosis (PCM) is the main and most prevalent systemic mycosis in Latin America, that until recently, it was believed to be caused only by Paracoccidioides brasiliensis (P. brasiliensis). In 2006, researchers described three cryptic species: S1, PS2, PS3, and later, another one, PS4. In 2009, Paracoccidioides lutzii (Pb01-like) was described, and in 2017, a new nomenclature was proposed for the different agents: P. brasiliensis (S1), P. americana (PS2), P. restrepiensis (PS3), and P. venezuelensis (PS4). These species are not uniformly distributed throughout Latin America and, knowing that more than one cryptic species could coexist in some regions, we aimed to identify those species in patients’ biopsy samples for a better understanding of the distribution and occurrence of these recently described species in Botucatu region. The Hospital of Medical School of Botucatu—UNESP, which is a PCM study pole, is located in São Paulo State mid-west region and is classified as a PCM endemic area. Genotyping analyses of clinical specimens from these patients that have been diagnosed and treated in our Hospital could favor a possible correlation between genetic groups and mycological and clinical characteristics. For this, molecular techniques to differentiate Paracoccidioides species in these biopsies, such as DNA extraction, PCR, and sequencing of three target genes (ITS, CHS2, and ARF) were conducted. All the sequences were analyzed at BLAST to testify the presence of P. brasiliensis. The phylogenetic trees were constructed using Mega 7.0 software and showed that 100% of our positive samples were from S1 cryptic species, therefore P. brasiliensis. This is important data, demonstrating the predominance of this species in the São Paulo State region

Multi-laboratory compilation of atmospheric carbon dioxide data for the period 1957-2019; obspack_co2_1_GLOBALVIEWplus_v6.0_2020-09-11

A full list of all creators for this product can be found at www.esrl.noaa.gov/gmd/ccgg/obspack/providerlist/obspack_co2_1_GLOBALVIEWplus_v6.0_2020-09-11.html. This product is constructed using the Observation Package (ObsPack) framework [Masarie et al., 2014; www.earth-syst-sci-data.net/6/375/2014/]. The framework is designed to bring together atmospheric greenhouse gas (GHG) observations from a variety of sampling platforms, prepare them with specific applications in mind, and package and distribute them in a self-consistent and well-documented product. ObsPack products are intended to support GHG budget studies and represent a new generation of cooperative value-added GHG data products. This product includes 471 atmospheric carbon dioxide datasets derived from observations made by 54 laboratories from 21 countries. Data for the period 1957-2019 (where available) are included