Relações espaciais entre Ananas ananassoides (Bromeliaceae) e Tachigali vulgaris (Fabaceae) influenciando a estrutura florestal na transição Amazônia/Cerrado no Brasil

In the present study, we tested the hypothesis that: a) bromeliad Ananas ananassoides individuals and Tachigali vulgaris tree individual have an aggregate distribution pattern, and b) are spatially dissociated. To this effect, we quantified all A. ananassoides and T. vulgaris individuals (DBH of at least 30 cm) in large plot (1 ha) composed by 100 subplots measuring 10×10 m in a savanna woodland in the Bacaba Municipal Park, Nova Xavantina, Mato Grosso. The spatial pattern of A. ananassoides and T. vulgaris, and their spatial relationships,were measured using the aggregation and the association index, respectively. Both species had an aggregate distribution pattern and were spatially dissociated, which corroborates the hypotheses of this study. In this case, the preferred occupation in gaps by both species and the growth of the bromeliad in clumps may be conditioning the populations’ spatial dependence. On the other hand, the bromeliad’s clump formation and the tree species shading may be mutually exclusive factors, which intensify their competition for space and light and reveal spatial incompatibility by these populations. Further studies should be conducted to better understand the interactions between the herbaceous and tree layer, incorporating the temporal dynamics of natural regeneration and habitat conditions.No presente estudo testamos as hipóteses de que: a) os indivíduos da bromélia Ananas ananassoides e da árvore Tachigali vulgaris distribuem-se de forma agregada, e b) dissociados no espaço. Para tanto, quantificamos todos os indivíduos de A. ananassoides e de T. vulgaris (DAP mínimo de 30 cm) em uma grande parcela (1 ha) composta por 100 subparcelas de 10x10 m em um cerradão no Parque Municipal do Bacaba, Nova Xavantina, Mato Grosso. O padrão espacial de A. ananassoides e T. vulgaris, e suas relações no espaço, foram mensurados pelo índice de agregação e associação, respectivamente. As duas espécies distribuíram-se de forma agregada e apresentaram-se dissociadas no espaço, corroborando as hipóteses do presente estudo. Neste caso, a ocupação preferencial em clareiras de ambas as espécies e o crescimento em touceiras da bromélia, pode estar condicionando a dependência espacial das populações. Por outro lado, a formação de touceiras da bromélia e o sombreamento da espécie arbórea podem ser fatores mutuamente excludentes, os quais intensificam a competição por espaço e luz entre essas espécies e revelam incompatibilidade espacial das duas populações. Novos estudos devem ser realizados para melhor compreender as interações entre os estratos herbáceo e arbóreo, incorporando a dinâmica temporal da regeneração natural e as condições do hábitat

Savanas podem se transformar funcionalmente em florestas na transição Amazônia/Cerrado:

Adjacent forest formations are ecotones that can reveal changes in the vertical structure of tropical biomes e.g., Cerrado (brazilian Savanna). Litterfall is a metric that shows some of these alterations. Thus, we investigated key functional aspects of a Cerradão (savanna forest) and a savanna (Dense Cerrado) in the Amazonia/Cerrado transition. We evaluated the litter layer, leaf decomposition, and root mat to verify to what extent these parameters are related to ecosystem functioning of the two distinct formations, savanna, and forest. The integrated litter layer/root mat system is the main pre-condition for ecosystem functioning and trophic balance of tropical forests on dystrophic soils. The litter layer, root mat, and leaf decomposition rates were very similar in both ecosystems, including carbon release from the litter layer, despite the differences in floristic and structure of both vegetations. These similarities indicate densification of the adjacent Cerrado with a pre-structuration of a forest-like ecosystem functioning, mainly due to the no fire event. Our findings suggest that savanna ecosystems on dystrophic soils of the Amazonia/Cerrado transition have high potential to establish the trophic functional conditions to support a forest community in the absence of fire and climate changes. As long as the current climate does not change to drier and hotter conditions (e.g., increased El Niño anomalies), ecological succession can be triggered and savannas can functionally turn into forests, with an increase in carbon stocks of the ecosystem.Las formaciones forestales adyacentes son zonas de ecotono que pueden revelarcambios en la estructura vertical de biomas tropicales, por ejemplo, en el Cerrado (Sabana brasileña). La producción de hojarasca es una métrica que refleja estas alteraciones. Así, investigamos los principales aspectos funcionales del Cerradão (Bosque de la Sabana) y Cerrado denso (Sabana densa) adyacentes en la transición Amazonas/Cerrado. Evaluamos la capa de hojarasca, la descomposición de las hojas y la malla de la raíz para verificar hasta qué punto estos parámetros están relacionados con el funcionamiento del ecosistema de las dos formaciones diferentes, bosque y sabana. El sistema integrado de capa de hojarasca/malla de la raíz es la principal condición previa para el funcionamiento del ecosistema y el equilibrio trófico de los bosques tropicales en suelos distróficos. La capa de hojarasca, la malla de la raíz y las tasas de descomposición de las hojas fueron similares en ambos ecosistemas, incluindo la liberación de carbono de la capa de hojarasca, a pesar de las diferencias florísticas y estructurales en las vegetaciones. Estas similitudes indican una densificación de la sabana adyacente con una preestructuración del funcionamiento de un ecosistema de tipo forestal, principalmente debido a la exclusión del fuego. Esto sugiere que los ecosistemas de sabana en suelos distróficos en la transición Amazonas/Cerrado tienen un alto potencial para establecer condiciones tróficas funcionales para sostener una comunidad forestal en ausencia de incendios y cambios climáticos. Desde que el clima actual no cambie a condiciones más secas y cálidas (por ejemplo, un aumento de las anomalías de El Niño), la sucesión ecológica puede desencadenarse y las sabanas pueden convertirse funcionalmente en bosques, con un aumento de las reservas de carbono del ecosistema.As formações florestais adjacentes são zonas de ecótono que podem revelar mudanças na estrutura vertical de biomas tropicais, por exemplo, no Cerrado brasileiro. A produção de serapilheira é uma métrica que reflete essas alterações. Dessa maneira, investigamos os principais aspectos funcionais do Cerradão e Cerrado adjacentes na transição Amazônia/Cerrado. Avaliamos a camada de serapilheira, decomposição foliar e malha radicular com o objetivo de verificar até que ponto esses parâmetros estão relacionados ao funcionamento do ecossistema das duas formações distintas, floresta e savana. O sistema integrado de serapilheira/malha radicular é a principal pré-condição para o funcionamento do ecossistema e o equilíbrio trófico de florestas tropicais em solos distróficos. A camada de serapilheira, a malha radicular e as taxas de decomposição foliar foram semelhantes em ambos nos ecossistemas, incluindo a liberação de carbono da camada de serapilheira, apesar das diferenças florísticas e estruturais das vegetações. Essas semelhanças indicam uma densificação do cerrado adjacente com uma pré-estruturação do funcionamento de um ecossistema tipo floresta, principalmente devido à exclusão do fogo. Isso sugere que os ecossistemas de savana em solos distróficos de transição Amazônia/ Cerrado apresentam alto potencial para estabelecer condições funcionais tróficas para sustentar uma comunidade florestal na ausência de fogo e mudanças climáticas. Contanto que o clima atual não mude para condições mais secas e quentes (por exemplo, aumento das anomalias do El Niño), a sucessão ecológica pode ser desencadeada e as savanas podem se transformar funcionalmente em florestas, com um aumento nos estoques de carbono do ecossistema

Carvão pirogênico como condicionante para substrato de mudas de Tachigali vulgaris L.G. Silva & H.C. Lima

The objective of the present study was to investigate the efficiency of charcoal as amendment to the substrate used for high vigor of growing seedlings, testing Tachigali vulgaris as representative species of the ‘Cerrado’ Biome. Amazonian dark earth soil (Terra Preta de Índio), enriched by pyrogenic carbon and available nutrients were taken as model example. The experiment was carried out in the nursery of the State University of Mato Grosso, in Nova Xavantina, Mato Grosso state, Brazil. The treatments consisted of 0, 5, 12.5, 25 and 50% (v/v) of Eucalyptus sp. charcoal mixed with the standard substrate. Seed germination was evaluated at the beginning of the experiment, as well as the height and stem diameter of seedlings and the number of leaves was measured every 30 days during eight months. At the end of the 8th month, the stem diameter and the dry matter of the seedling biomass (aerial part and root system) were measured. The germination of the seeds was above 80% in all treatments and no differences were observed between them. The charcoal, however, had significant effect on the other parameters determined, all of them showing significant and positive correlation with the charcoal doses. Consequently, charcoal is a good option as biological amendment to the substrate for the creation of healthy and more resistant seedlings of Tachigali vulgaris, an important requirement for adverse field conditions, such as restoration of degraded areas in the Cerrado Biome.Este estudo teve como objetivo verificar a eficiência de carvão vegetal pirogênico como condicionante de substrato para o desenvolvimento de mudas florestais de alto vigor, testando-se o carvoeiro (Tachigali vulgaris) como espécie representativa do Bioma Cerrado. Foram tomados como modelo de produtividade os solos de elevada capacidade de troca catiônica com Horizonte A antrópico da Amazônia (Terras Pretas de Índio), ricos em carbono pirogênico derivado de carvão vegetal. O experimento foi realizado no viveiro da Universidade do Estado de Mato Grosso, no município de Nova Xavantina-MT. Foram utilizadas quatro concentrações de carvão de eucalipto (Eucalyptus sp.) com 5; 12,5; 25 e 50% do volume total do substrato base e 0% como testemunha. Foi avaliada a porcentagem de emergência no início do experimento. Durante oito meses, a cada 30 dias, foi contado o número de folhas e medida a altura total das mudas. No oitavo mês foi medido o diâmetro do coleto e determinada à massa seca da raiz e da parte aérea. Os tratamentos e a testemunha apresentaram emergência superior a 80%, não havendo influência do carvão. Entretanto, o carvão vegetal incrementou significativamente a altura das mudas, o número de folhas, o diâmetro do coleto e a massa seca radicular e da parte aérea, o que ficou evidenciado pela forte correlação positiva com as concentrações de carvão. Portanto, o carvão vegetal pirogênico é uma alternativa viável como condicionante de origem biológica do substrato para a produção de mudas potencialmente mais resistentes, requerimento importante para plantios em campo sob condições mais severas, como na recuperação de áreas degradadas no Bioma Cerrado

CHARCOAL AS AMENDMENT TO SUBSTRATE OF SEEDLINGS OF Tachigali vulgaris L.G. Silva & H.C. Lima

Este estudo teve como objetivo verificar a efici\ueancia de carv\ue3o vegetal pirog\ueanico como condicionante de substrato para o desenvolvimento de mudas florestais de alto vigor, testando-se o carvoeiro ( Tachigali vulgaris ) como esp\ue9cie representativa do Bioma Cerrado. Foram tomados como modelo de produtividade os solos de elevada capacidade de troca cati\uf4nica com Horizonte A antr\uf3pico da Amaz\uf4nia (Terras Pretas de \ucdndio), ricos em carbono pirog\ueanico derivado de carv\ue3o vegetal. O experimento foi realizado no viveiro da Universidade do Estado de Mato Grosso, no munic\uedpio de Nova Xavantina-MT. Foram utilizadas quatro concentra\ue7\uf5es de carv\ue3o de eucalipto ( Eucalyptus sp.) com 5; 12,5; 25 e 50% do volume total do substrato base e 0% como testemunha. Foi avaliada a porcentagem de emerg\ueancia no in\uedcio do experimento. Durante oito meses, a cada 30 dias, foi contado o n\ufamero de folhas e medida a altura total das mudas. No oitavo m\ueas foi medido o di\ue2metro do coleto e determinada \ue0 massa seca da raiz e da parte a\ue9rea. Os tratamentos e a testemunha apresentaram emerg\ueancia superior a 80%, n\ue3o havendo influ\ueancia do carv\ue3o. Entretanto, o carv\ue3o vegetal incrementou significativamente a altura das mudas, o n\ufamero de folhas, o di\ue2metro do coleto e a massa seca radicular e da parte a\ue9rea, o que ficou evidenciado pela forte correla\ue7\ue3o positiva com as concentra\ue7\uf5es de carv\ue3o. Portanto, o carv\ue3o vegetal pirog\ueanico \ue9 uma alternativa vi\ue1vel como condicionante de origem biol\uf3gica do substrato para a produ\ue7\ue3o de mudas potencialmente mais resistentes, requerimento importante para plantios em campo sob condi\ue7\uf5es mais severas, como na recupera\ue7\ue3o de \ue1reas degradadas no Bioma Cerrado.The objective of the present study was to investigate the efficiency of charcoal as amendment to the substrate used for high vigor of growing seedlings, testing Tachigali vulgaris as representative species of the 'Cerrado' Biome. Amazonian dark earth soil (Terra Preta de \ucdndio), enriched by pyrogenic carbon and available nutrients were taken as model example. The experiment was carried out in the nursery of the State University of Mato Grosso, in Nova Xavantina, Mato Grosso state, Brazil. The treatments consisted of 0, 5, 12.5, 25 and 50% (v/v) of Eucalyptus sp. charcoal mixed with the standard substrate. Seed germination was evaluated at the beginning of the experiment, as well as the height and stem diameter of seedlings and the number of leaves was measured every 30 days during eight months. At the end of the 8th month, the stem diameter and the dry matter of the seedling biomass (aerial part and root system) were measured. The germination of the seeds was above 80% in all treatments and no differences were observed between them. The charcoal, however, had significant effect on the other parameters determined, all of them showing significant and positive correlation with the charcoal doses. Consequently, charcoal is a good option as biological amendment to the substrate for the creation of healthy and more resistant seedlings of Tachigali vulgaris, an important requirement for adverse field conditions, such as restoration of degraded areas in the Cerrado Biome

Soil pyrogenic carbon in southern Amazonia: Interaction between soil, climate, and above-ground biomass

The Amazon forest represents one of the world’s largest terrestrial carbon reservoirs. Here, we evaluated the role of soil texture, climate, vegetation, and distance to savanna on the distribution and stocks of soil pyrogenic carbon (PyC) in intact forests with no history of recent fire spanning the southern Amazonia forest-Cerrado Zone of Transition (ZOT). In 19 one hectare forest plots, including three Amazonian Dark Earth (ADE, terra preta) sites with high soil PyC, we measured all trees and lianas with diameter ≥ 10 cm and analyzed soil physicochemical properties, including texture and PyC stocks. We quantified PyC stocks as a proportion of total organic carbon using hydrogen pyrolysis. We used multiple linear regression and variance partitioning to determine which variables best explain soil PyC variation. For all forests combined, soil PyC stocks ranged between 0.9 and 6.8 Mg/ha to 30 cm depth (mean 2.3 ± 1.5 Mg/ha) and PyC, on average, represented 4.3% of the total soil organic carbon (SOC). The most parsimonious model (based on AICc) included soil clay content and above-ground biomass (AGB) as the main predictors, explaining 71% of soil PyC variation. After removal of the ADE plots, PyC stocks ranged between 0.9 and 3.8 Mg/ha (mean 1.9 ± 0.8 Mg/ha–1) and PyC continued to represent ∼4% of the total SOC. The most parsimonious models without ADE included AGB and sand as the best predictors, with sand and PyC having an inverse relationship, and sand explaining 65% of the soil PyC variation. Partial regression analysis did not identify any of the components (climatic, environmental, and edaphic), pure or shared, as important in explaining soil PyC variation with or without ADE plots. We observed a substantial amount of soil PyC, even excluding ADE forests; however, contrary to expectations, soil PyC stocks were not higher nearer to the fire-dependent Cerrado than more humid regions of Amazonia. Our findings that soil texture and AGB explain the distribution and amount of soil PyC in ZOT forests will help to improve model estimates of SOC change with further climatic warming

Efeito de borda sobre a camada de serapilheira em área de cerradão no leste de Mato Grosso

A fragmentação da vegetação ocasiona efeito de borda, alterando o microclima, a composição das espécies e suas interações bióticas e abióticas. A serapilheira é crucial para a ciclagem de nutrientes nas florestas. O objetivo deste artigo foi verificar a influência de borda de vegetação nos atributos da camada de serapilheira em área de cerradão, testando a hipótese de que a distância da borda está diretamente relacionada com a biomassa e a proporção de folhas na camada de serapilheira. Foram coletadas amostras da camada de serapilheira em transeções de 95m em cinco áreas de cerradão do leste mato-grossense. Foi estimado um total de 6.724,44 kg/ha-1 de serapilheira, sendo 72,2% folhas, 27,8% ramos, 0,07% frutos e 0,004% flores. A distância da borda apresentou relação positiva e significativa com a espessura, massa seca, volume e massa de fração foliar da serapilheira. Essas informações contribuem para o entendimento de um componente pouco estudado em áreas de cerradão, demonstrando que a fragmentação dessas áreas altera a estrutura da camada de serapilheira, podendo causar prejuízos a funções e serviços ecossistêmicos, com possíveis reflexos futuros na diversidade de espécies

Regeneração de espécies lenhosas sob a influência do bambu Actinocladum verticillatum (Nees) McClure ex Soderstr. (Poaceae) em cerradão e cerrado típico na transição Cerrado-Amazônia

In this study, we analyzed and compared the floristic composition, species richness and diversity, and structure of the natural regeneration of two phytophysiognomies (savanna forest and typical cerrado) under the effect of natural clumps of the bamboo Actinocladum verticillatum (Nees) McClure ex Soderstr. at the Bacaba City Park, Nova Xavantina municipality (Mato Grosso state, Brazil). In each phytophysiognomy, we established 15 contiguous plots in a bamboo-free control site (NB) and 15 in a site densely occupied by bamboos (WB). The natural regeneration and the woody vegetation (WV, diameter ≥ 3 cm at 30 cm above ground) were sampled in plots of 1 x 1 m, 2 x 2 m, 5 x 5 m (natural regeneration) and 10 x 10 m (WV). In the natural regeneration, we found 55 species in the savanna forest (NB = 49, WB = 34) and 76 in the typical cerrado (NB = 68, WB = 51). Overall, the NB sites from both phytophysiognomies had the highest values of species diversity, evenness and abundance of individuals, which indicates a possible interference of the clumps with the structure of the natural regeneration. The occurrence of Brosimum gaudichaudii Trécul and Myrcia splendens (Sw.) DC at most stages of regeneration highlights their potential for the recovery of lands occupied by these clumps.No presente estudo foram analisadas e comparadas a composição florística, riqueza, diversidade de espécies e a estrutura da regeneração natural em duas fitofisionomias (cerradão e cerrado típico) sob o efeito de adensamentos naturais do bambu Actinocladum verticillatum (Nees) McClure ex Soderstr. no Parque Municipal do Bacaba, Nova Xavantina-MT. Em cada fitofisionomia foram alocadas 15 parcelas contíguas em um sítio controle, com ausência completa de bambu (SB) e 15 em um sítio com bambu (CB). A regeneração natural e a vegetação lenhosa (VL, ≥ 3 cm de diâmetro a 30 cm do solo) das duas fitofisionomias foram amostradas em parcelas de 1 x 1 m, 2 x 2 m, 5 x 5 m (regeneração natural) e 10 x 10 m (VL). Foram encontradas, na regeneração natural, 55 espécies no cerradão (SB = 49 e CB = 34) e 76 no cerrado típico (SB = 68 e CB = 51). De forma geral, os sítios SB nas duas fitofisionomias detiveram os maiores valores de diversidade de espécies, equabilidade e abundância de indivíduos, o que indica possível interferência dos adensamentos na estrutura da regeneração natural. A ocorrência de Brosimum gaudichaudii Trécul e Myrcia splendens (Sw.) DC. na maioria dos estádios da regeneração, reforça o potencial dessas espécies na recuperação de áreas ocupadas por estes adensamentos.

Biochar no manejo de nitrogênio e fósforo para a produção de mudas de angico

The objective of this work was to evaluate the effect of biochar applied together with the macronutrients N and P, for the formation of substrate, on the growing of angico (Anadenanthera colubrina) seedlings for forest restoration. The experiments were conducted in a forest nursery, in a completely randomized block design. Interactions were studied between increasing concentrations of biochar and of N as urea, and between concentrations of biochar and P as superphosphate, added to a Yellow Oxisol. Seedling patterns of growth, quality, and nutrition were determined, and the results were subjected to the study of polynomial regression (response surface). The interaction between biochar and N favored leaf nutrition and leaf‑concentration of Mg of angico seedlings; however, it did not influence plant growth. Angico seedlings subjected to the application of biochar and P showed higher nutrition and nutrient use efficiency of Ca and K. Biochar application with N and P to the substrate shows potential for the production of quality seedlings, which favors the success of practices for forest restoration in regions with low soil fertility and subjected to water stress periods.O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito de biochar aplicado com os macronutrientes N e P, para a formação de substratos, no desenvolvimento de mudas de angico (Anadenanthera colubrina) para a restauração florestal. Os experimentos foram realizados em viveiro florestal, em delineamento inteiramente casualizado. Estudaram-se interações entre concentrações crescentes de biochar e de N, na forma de ureia, e de biochar e P, na forma de superfosfato simples, adicionados a Latossolo Amarelo.Determinaram-se os parâmetros de crescimento, qualidade e nutrição das mudas, e os resultados foram submetidos ao estudo de regressão polinomial (superfície de resposta). A interação entre biochar e N beneficiou a qualidade e a concentração foliar de Mg das mudas de angico, apesar de não influenciar o crescimento das plantas. As mudas de angico submetidas à aplicação de biochar e P mostraram maior qualidade e eficiência de uso dos nutrientes Ca e K. A adição de biochar ao substrato, junto com N e P, apresenta potencial de uso para a produção de mudas de qualidade, o que favorece o sucesso de práticas de restauração florestal em regiões com baixa fertilidade do solo e sujeitas a períodos de estresse hídrico

Formulação de substratos alternativos na formação inicial de mudas de ingazeiro

The objective of this study was to evaluate the development of seedlings of ingazeiro (Inga edulis Mart.) on alternatives substrates. The work was carried out in experimental design of randomized block with four replications and the treatments consisted of the substrates: Oxisol; Oxisol + cattle manure (20%), Oxisol + cattle manure (40%), Oxisol + sawdust (20%) and Oxisol + sawdust (40%). The diameter and height of the seedlings were measured at 106, 122, 137 and 153 days after sowing, and together with the last measurement were determined the number of leaves, root growth, fresh biomass of shoot and root, dry weight of shoot and root, total dry matter and also certain morphological indices. The treatment consists in mixing Oxisol + cattle manure (20%) showed the highest values for the morphological index resulting from the relationship between the dry weight shoot/dry weight of roots and the Dickson quality index.Objetivou-se com o presente estudo avaliar o crescimento inicial de mudas de ingazeiro (Inga edulis Mart.) em substratos alternativos. O estudo foi realizado em delineamento experimental de blocos ao acaso, com quatro repetições, sendo os tratamentos constituídos pelos substratos: Latossolo Vermelho; Latossolo Vermelho + Esterco Bovino (20%); Latossolo Vermelho + Esterco Bovino (40%); Latossolo Vermelho + Pó de Serra (20%) e Latossolo Vermelho + Pó de Serra (40%). Foram avaliados aos 106, 122, 137 e 153 dias após a semeadura o diâmetro e altura das mudas e na última aferição o número de folhas, crescimento radicular, fitomassa fresca da parte aérea e radicular, fitomassa seca da parte aérea e radicular, fitomassa seca total e determinados os índices morfológicos. O tratamento composto pela mistura do Latossolo Vermelho + Esterco Bovino (20%) promoveu os maiores valores para os índices morfológico resultante da relação entre a massa seca parte aérea/massa seca de raízes e para o índice de qualidade de Dickson