Ecophysiology of native and cultivated plants, and chemical and physical parameters of the environment in agroforestry systems in semiarid CearÃ.

Estudos tÃm mostrado que, quando hà introduÃÃo de Ãrvores no sistema de cultivo, as caracterÃsticas ambientais sÃo positivamente influenciadas e a produtividade do cultivo pode ou nÃo ser positivamente impactada. Todavia, boa parte desses estudos enfoca ambientes com boas condiÃÃes de umidade. O estudo comparativo entre sistemas agroflorestais e outras formas de uso da terra gera informaÃÃes que unem produtividade e preservaÃÃo ambiental, sobretudo em ecossistemas com baixa disponibilidade hÃdrica. O objetivo geral deste trabalho foi avaliar os efeitos do sistema agrossilvipastoril (AGP) sobre as propriedades quÃmicas do solo e fÃsicas do ambiente e sobre a fisiologia, desenvolvimento e teor de nutrientes de plantas cultivadas e nativas, tendo como referÃncias Ãreas de sistema de cultivo tradicional (TR) e mata secundÃria (MS). A pesquisa foi desenvolvida em Ãreas experimentais pertencentes à Embrapa Caprinos e Ovinos, Sobral-CE, no perÃodo compreendido entre fevereiro e setembro de 2011. Foram avaliados parÃmetros fÃsicos do ambiente (umidade do ar e do solo, temperaturas do ar e do solo, radiaÃÃo fotossinteticamente ativa, velocidade dos ventos e precipitaÃÃo pluviomÃtrica) registrados com auxÃlio de duas estaÃÃes climatolÃgicas instaladas no AGP e na MS, parÃmetros quÃmicos do solo (Nt, P disponÃvel, K+, Ca2+, Mg2+, Na+, pH, carbono orgÃnico, Fe, Zn, Cu e Mn), parÃmetros ecofisiolÃgicos do milho (Zea mays) e do pau-branco (Cordia oncocalyx) (Ãrea foliar especÃfica, teor de clorofila, fotossÃntese, transpiraÃÃo, condutÃncia estomÃtica, eficiÃncia no uso da Ãgua, potencial hÃdrico), alÃm de diferenciar as zonas de captaÃÃo de Ãgua pelas plantas atravÃs da anÃlise de isÃtopos estÃveis. Uma parte experimental tambÃm foi desenvolvida em casa de vegetaÃÃo visando avaliar a ocorrÃncia de competiÃÃo por Ãgua entre o milho e o pau-branco desenvolvendo-se isoladamente ou em associaÃÃo. O milho cultivado no AGP foi comparado com plantas cultivadas sob mÃtodos tradicionais (apÃs corte-e-queima da vegetaÃÃo) e apresentou um maior desenvolvimento no AGP desde que nÃo estivesse sob a copa do pau-branco, o que promovia competiÃÃo, levando à reduÃÃo nos processos fisiolÃgicos e desenvolvimento do milho a 1 m, 2 m e 3 m de distÃncia do caule do pau-branco (CapÃtulo 1). O experimento em casa de vegetaÃÃo revelou que o milho tem seus parÃmetros fisiolÃgicos alterados tanto pela associaÃÃo quanto pelo nÃvel de irrigaÃÃo, com repercussÃes no desenvolvimento. Assim, a associaÃÃo promove competiÃÃo entre milho e pau-branco tanto a 100% quanto a 50% da capacidade de campo, todavia o milho à a espÃcie mais prejudicada (CapÃtulo 2). As Ãrvores de pau-branco no AGP apresentaram maior resistÃncia à seca que as plantas da MS, uma vez que elas foram capazes de manter as folhas verdes por mais tempo e manter maiores taxas de transpiraÃÃo, condutÃncia estomÃtica e fotossÃntese, alÃm de maior conteÃdo de Ãgua nas folhas apicais no perÃodo seco, quando o teor gravimÃtrico de Ãgua do solo foi menor no AGP que na MS (CapÃtulo 3). As anÃlises de isÃtopos estÃveis revelaram que o milho e o pau-branco no AGP captam preferencialmente a Ãgua do solo em profundidades superiores a 20 cm, o que pode ter levado à reduÃÃo na umidade do solo entre 30-50 cm nesse sistema. Na MS o pau-branco obtÃm Ãgua de camadas mais superficiais do solo, atà 30 cm de profundidade (CapÃtulo 4). A fotossÃntese do pau-branco, no perÃodo seco, foi menos dependente de fatores ambientais no AGP do que na MS, sugerindo que as plantas do AGP desenvolveram estratÃgias que culminaram em maior assimilaÃÃo lÃquida de carbono (CapÃtulo 5), com isso, as Ãrvores do AGP apresentaram maior teor em alguns nutrientes, refletindo melhorias na qualidade quÃmica do solo (CapÃtulo 6). Diante desses resultados, entende-se que o AGP à um sistema adequado Ãs condiÃÃes semiÃridas nordestinas, pois pode melhorar o desenvolvimento das Ãrvores e do milho, desde que este nÃo esteja sob sombreamento promovido pela copa das Ãrvores, e do solo, apesar de algumas variÃveis climatolÃgicas serem mais extremas nesse sistema.Studies show that when the trees are placed on culture systems, the environmental characteristics are positively influenced and productivity of the cultivation may or may not be positively impacted. However, most of these studies focused environments with good moisture conditions. The comparative study of agroforestry and other forms of land use generates information linking productivity and environmental preservation, especially in ecosystems with low water availability. The aim of this study was to evaluate the effects of the system agrosilvopastoral (AGP) on soil chemical and physical environment properties and on physiology, development and nutrient content of native and cultivated plants, taking as reference areas of traditional cultivation system (TR) and secondary forest (MS). The research was conducted at sites belonging to Embrapa Sheep and Goats, Sobral-CE, in the period between February and September 2011. We evaluated physical parameters of the environment (air humidity, soil moisture, soil and air temperatures, photosynthetically active radiation, wind speed and rainfall) recorded using two weather stations installed in the AGP and the MS, chemical parameters of the soil (Nt, P, K+, Ca2+, Mg2+, Na+, pH, organic carbon, Fe, Zn, Cu and Mn), corn (Zea mays) and pau-branco (Cordia oncocalyx) ecophysiological (specific leaf area, chlorophyll content, photosynthesis, transpiration, stomatal conductance, water use efficiency, water potential), besides differentiate areas of water uptake by plants by stable isotope. An experiment was also developed in a greenhouse to evaluate the occurrence of competition for water between maize and pau-branco developing alone or in combination. Corn grown in AGP was compared with plants grown under traditional methods (after slash-and-burn vegetation) and presented a further development in the AGP if it was not under the canopy of pau-branco, which promoted competition, leading to a reduction in physiological processes and development of corn to 1 m, 2 m and 3 m away from the stem of pau-branco (Chapter 1). The experiment in the greenhouse showed that corn has its physiological parameters changed both by the association and by level of irrigation, with an impact on development. Thus, the association promotes competition between maize and pau-branco much as 100% to 50% of field capacity, however, corn is the most affected species (Chapter 2). The 10 pau-branco tress in AGP showed greater resistance to dry than MS plants, since they were able to maintain the green leaves longer and maintain higher transpiration rates, stomatal conductance and photosynthesis, and greater water content in the apical leaves in dry period, when the gravimetric water content of soil was lower in the AGP than the MS (Chapter 3). The stable isotopes analyzes revealed that corn and pau-branco in AGP system preferentially take up water from soil depths greater than 20 cm, which lead to a reduction in soil moisture at 30-50 cm depth. In MS paubranco sources water from more superficial soil layers, up to 30 cm depth (Chapter 4). Photosynthesis in pau-branco, during the dry season, was less dependent on environmental factors in MS than in AGP, suggesting that plants in the AGP have developed strategies which resulted in higher net carbon assimilation (Chapter 5), with this, the trees in AGP showed a high level in some nutrients, reflecting the better quality soil chemistry of this system (Chapter 6). Given these results, it is understood that AGP is a system suitable conditions semiarid Northeastern, it may enhance the development of trees and maize, since this is not shaded by the canopy, and of the soil, although some climatic variables are more extreme in the system