Efeito da deposição de nitrogênio sobre o metabolismo, o incremento de biomassa e a riqueza de espécies em uma comunidade de gramíneas do cerrado | Effect of nitrogen deposition on metabolism, biomass increase and species richness in a community of cerrado grasses

Anthropogenic activities contribute to increased annual nitrogen deposition, thereby researchers have been working with models that estimate its long-term impact in order to predict changes in terrestrial ecosystems. The present study was directed to nitrogen deposition in the year 2050, aiming to analyze how a community of grasses in Brazilian Cerrado, composed by C3 and C4 species, would behave in this scenario. For this purpose, the species present in the site were identified, had their photosynthetic metabolism determined and their biomass by tiller and total biomass accounted for in the three treatments to which they were submitted (control, low and high nitrogen supplementation). Twenty-one species were found in the study area, of which 15 were identified and had their photosynthetic metabolism determined. Only Echinolaena inflexa was determined as C3, while all other species were C4. The results showed that the increase of nitrogen deposition rates favored biomass increment in some species to the detriment of others, reducing the species number. One C3 and two C4 species were selected in an attempt to understand nitrogen effect in their photosynthetic metabolism. Therefore, analyzes of leaf and stem carbohydrate content, leaf nitrogen content, photosynthetic performance, specific leaf area and relative water content were performed. The C3 species showed better nitrogen utilization than the C4 ones, developing better in a pessimistic scenario. However, C4 species dominance in Brazilian Cerrado could impair the development of the C3 grass species, since the first ones are excellent competitors. The exotic species Urochloa decumbens represented very well this situation in this study.

CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior

Dissertação (Mestrado)

As atividades antropogênicas contribuem para o aumento da deposição de nitrogênio anual, de forma que os pesquisadores têm trabalhado com modelos que estimam seu impacto a longo prazo, afim de prever mudanças nos ecossistemas terrestres. O presente estudo foi direcionado para deposição de nitrogênio no ano de 2050, tendo como objetivo analisar como uma comunidade de gramíneas do Cerrado brasileiro, composta por espécie C3 e C4, se comportaria diante deste panorama. Para tal, as espécies presentes no local foram identificadas, tiveram seu metabolismo fotossintético determinado e sua biomassa por perfilho e biomassa total contabilizadas nos três tratamentos a que foram submetidas (controle, baixa e alta suplementação de nitrogênio). Foram encontradas 21 espécies na área de estudo, das quais 15 foram identificadas e tiveram seu metabolismo determinado. Apenas Echinolaena inflexa apresentou discriminação isotópica de -29,8 δ13C sendo determinada como C3, enquanto todas as demais espécies foram determinadas como C4. Os resultados mostraram que o aumento das taxas de deposição de nitrogênio favoreceu o incremento de biomassa em algumas espécies (como Urochloa decumbens e Schizachyrium glaziovii) e o desaparecimento de outras, como Aristida riparia, Axonopus aureus e Paspalum hyalinum. Uma espécie C3 e duas espécies C4 foram selecionadas na tentativa de se compreender o efeito do nitrogênio sobre seu metabolismo. Foram realizadas análises do conteúdo de carboidratos foliar e caulinar, conteúdo de nitrogênio foliar, desempenho fotossintético, área foliar específica e conteúdo relativo de água. Além disso, a espécie C3 apresentou melhor aproveitamento do nitrogênio do que as espécies C4, se desenvolvendo melhor em condições de alta suplementação. Entretanto, a grande capacidade de expansão das C4 nos cerrados pode impedir o desenvolvimento das espécies de gramíneas C3, visto que são excelentes competidoras e a presença da exótica Urochloa decumbens neste estudo, simulou bem esta situação.