Fixação biológica de nitrogênio em florestas secundárias e florestas primárias queimadas na Amazônia Centro-Oriental

Understanding the mechanisms that influence the regeneration capacity of tropical forests is highly relevant in the current context of great loss and degradation of ecosystems. Species of Fabaceae family present resilience after disturbances through the symbiotic mechanism of Biological Nitrogen Fixation (BNF), important for the maintenance of biogeochemical cycles of the ecosystems. The aim of this work was to investigate the role of biological nitrogen fixation in the natural regeneration of secondary forests and burned primary forests in the eastern-central Amazon region. For this, 15 transects (0,25ha each one) were studied, covering three forest classes: secondary forests (> 17.5 years), recently burned primary forests (17 months) and undisturbed primary forests. All individuals of the Fabaceae family (DAP> 10cm) with nodulation potential indicated in the literature occurring in the transects were selected and evaluated. Soil samples were collected to check the presence of active nodules, and nodulation was estimated at individual, species, forest class and ecosystem levels. The total carbon and nitrogen in the soil were evaluated. A GLM model was used to test the main predictor variables that explain the nodular mass increment, including carbon and nitrogen content in soils and dendometric variables (diameter at breast height, canopy area and root mass). Of the 133 individuals studied, 43 (32%) were detected with active nodules. This represented 18 species and 9 genera of Fabaceae family. The genus Inga presented the highest nodulation frequency, with the species Inga pilosula showing the largest nodule mass (6,14 g.m-2). A large intraspecific variation of nodular mass was found in the study. Secondary forests showed a probability of nodulation three to fivefold higher than the other forest classes. Moreover, the total nodule mass was higher in secondary forests (9.37 g.m2) in comparison to burned forests (6.54 g.m2) and undisturbed forests (3.05 g.m2). No strong evidences were found for an important contribution of the biological fixation of nitrogen in burned forests. The main explanatory variable for nodule mass was soil total carbon. Along with carbon, other variables were also selected as predictors of nodule mass: soil total nitrogen, diameter at breast height (DBH) and canopy area. The results suggested an important contribution of biological nitrogen fixation in the regeneration of forests in the Santarém region, mainly in secondary forests and the potential of nitrogen inputs into the ecosystem through biological fixation. The results of the present study are important to increase the understanding of the mechanisms that drive the Amazon forest recovery to disturbances.CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorEntender os mecanismos que influenciam na capacidade de regeneração das florestas tropicais é altamente relevante no contexto atual de grande perda e degradação dos ecossistemas. Espécies da família Fabaceae apresentam resiliência após distúrbios, através do mecanismo simbiótico de Fixação Biológica de Nitrogênio (FBN), importante para a manutenção de ciclos biogeoquímicos dos ecossistemas. O objetivo deste trabalho foi investigar o papel da fixação biológica de nitrogênio na regeneração natural de florestas secundárias e florestas primárias queimadas em uma região centro-oriental da Amazônia. Para isso, foram estudados 15 transectos (0,25ha cada) que englobavam três classes florestais: florestas secundárias (>17,5 anos), florestas primárias queimadas recentemente (17 meses) e florestas primárias intactas. Foram selecionados e avaliados todos os indivíduos da família Fabaceae (DAP>10cm) com potencial de nodulação indicado na literatura ocorrentes nos transectos. Amostras de solo foram coletadas para a checagem da presença de nódulos ativos e a nodulação foi estimada em nível individual, de espécie, classe florestal e ecossistêmico. Foram avaliados o carbono total e nitrogênio total no solo. Um modelo GLM foi utilizado para testar quais as principais variáveis preditoras que explicam o incremento de massa nodular, entre conteúdo de carbono e nitrogênio nos solos e variáveis dendométricas (diâmetro do caule, área de dossel das plantas e massa de raízes). Dos 133 indivíduos estudados, foram detectados 43 (32%) com nódulos ativos. Isto representou 18 espécies e 9 gêneros da família Fabaceae. O gênero Inga foi o que apresentou maior frequência de nodulação, com a espécie Inga pilosula como a maior massa de nódulos e (6,14 g.m-2). Uma variação intraespecífica de massa nodular também foi notada. As florestas secundárias apresentaram probabilidade de nodulação de três a cinco vezes superior às outras classes florestais. Além disso, a massa total de nódulos foi maior em florestas secundárias (9.37 g.m2) em comparação à florestas queimadas (6.54 g.m2) e florestas intactas (3.05 g.m2). Não foi possível encontrar evidências fortes de que houve uma contribuição importante da fixação biológica de nitrogênio nas florestas queimadas. A principal variável explicativa para a massa de nódulos foi o carbono total no solo. Junto com o carbono, outras variáveis também foram selecionadas como preditoras da massa de nódulos: o nitrogênio total no solo, diâmetro à altura do peito (DAP) e área de dossel. Os resultados sugerem a contribuição da fixação biológica de nitrogênio na regeneração de florestas na região de Santarém, fundamentalmente nas florestas secundárias e na existência potencial de entradas de nitrogênio no ecossistema através da fixação biológica. Os resultados do presente estudo são importantes para aumentar o entendimento dos mecanismos que dirigem a recuperação das florestas na Amazônia aos distúrbios