Efeitos da fertilização a longo prazo no metabolismo fotossintético, nas características foliares e no crescimento em árvores do cerrado

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Departamento de Ecologia, Programa de Pós-Graduação em Ecologia, 2006.Neste estudo foram avaliados os efeitos de seis anos de fertilização periódica com nitrogênio (N), fósforo (P), e adição conjunta de nitrogênio e fósforo (N+P), no metabolismo fotossintético e sua relação com características foliares, tempo de duração da copa e crescimento em circunferência do caule em espécies lenhosas numa área de cerrado sensu stricto na Reserva Ecológica do IBGE (Brasília-DF). Quatro espécies foram selecionadas para o estudo: Qualea parviflora (decídua); Blepharocalyx salicifolius e Caryocar brasiliense (brevi-decíduas) e Ouratea hexasperma (sempre-verde). A fertilização não alterou a área foliar específica nem a área foliar total das espécies. A concentração foliar de N e P aumentou na maioria das espécies e tratamentos, enquanto a concentração de clorofila total aumentou apenas no tratamento N. Entretanto, não houve um aumento da eficiência de carboxilação nem da capacidade fotossintética máxima (Amax). Em geral, Amax diminuiu na maioria dos tratamentos de fertilização, fato atribuído principalmente à menor condutância estomática (gs) nos tratamentos N e N+P, e à menor eficiência de carboxilação no tratamento P. Desta maneira, a fertilização teve um efeito negativo no metabolismo fotossintético das espécies, que levou a uma diminuição significativa na eficiência fotossintética de uso dos nutrientes. Estes resultados sugerem que a limitação estomática da capacidade fotossintética nos tratamentos N e N+P foi devida à desbalanços hídricos causados por possíveis mudanças no padrão de alocação de biomassa, enquanto toxicidade ou mudanças nas concentrações ideais de outros nutrientes essenciais restringiram Amax no tratamento P. Por outro lado, a fertilização com N e N+P aumentou o crescimento total em circunferência do caule em três das quatro espécies estudadas, enquanto a adição de fósforo aumentou o crescimento unicamente em B. salicifolius. Uma extensão do período de crescimento foi também observada como conseqüência da fertilização em B. salicifolius e C. brasiliense. As quatro espécies apresentaram um padrão sazonal de crescimento em circunferência do caule, restrito principalmente à estação chuvosa. Entretanto, houve diferenças na dinâmica de crescimento entre as espécies que perdem todas as folhas por um determinado período de tempo (decíduas e brevi-decíduas) e a sempre-verde O. hexasperma. A alta correlação entre a precipitação e a taxa de crescimento relativo encontrada em O. hexasperma na estação chuvosa sugere que o crescimento em circunferência nesta espécie encontra-se limitado principalmente pela disponibilidade de água do solo nos horizontes mais superficiais. _________________________________________________________________________________ ABSTRACTIn this study, aspects of the photosynthetic metabolism and its relationships with leaf traits, crown life span and stem growth, were evaluated after six years of periodic fertilization with nitrogen (N), phosphorous (P) and nitrogen + phosphorous (N+P). Fertilization effects were evaluated in woody species in a cerrado sensu stricto area at the “Reserva Ecológica do IBGE” (Brasilia-DF). Four species were selected for measurements: Qualea parviflora (deciduous); Blepharocalix salicifolius, Caryocar brasiliense (brevi-deciduous) and Ouratea hexasperma (evergreen). Specific leaf area and crown leaf area were not affected by fertilization. Foliar nitrogen and phosphorous concentration increased in the majority of species and treatments while total chlorophyll concentration increased only in the N treatment. However, neither carboxilation efficiency nor maximum photosynthetic capacity (Amax) increased as a result of fertilization. Indeed Amax decreased in response to fertilization, probably as a consequence of a lower stomatal conductance (gs) in the N and N+P treatments and lower carboxilation efficiency in the P treatment. Thus, fertilization had a negative effect on photosynthetic metabolism resulting in a significant decrease of photosynthetic nutrient use efficiency. Our results suggest that the stomatal limitation of Amax in the N and N+P treatments are possibly due to water imbalance caused by shifts in biomass allocation patterns, while toxicity or changes in the ideal concentration of other essential nutrients restricted Amax in the P treatment. On the other hand, N and N+P fertilization increased the radial growth of the stem in three out of the four species studied, while phosphorous amendments enhance growth only in B. salicifolius. Also, an increased growth period was observed as a result of fertilization in B. salicifolius and C. brasiliense. The four species showed a seasonal pattern of stem growth, where most of the growth was restricted to the wet season. Differences in the temporal dynamic of stem growth between species that lose all their leaves for a window of time (deciduous and brevi-deciduos) and the evergreen species were also found. The high correlation between precipitation and the relative growth rate of the evergreen O. hexasperma suggests that growth of this species during the wet season is limited mainly by soil water availability in the shallow layers