Germinação de gramíneas nativas e invasoras do cerrado após exposição a pulsos de calor

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Departamento de Ecologia, Programa de Pós-Graduação em Ecologia, 2016.O Cerrado é considerado uma savana tropical, onde o fogo geralmente é rápido e de superfície. De forma geral, estudos mostram que o fogo poderia beneficiar a germinação das sementes que apresentam dormência física, pois o calor pode danificar a proteção imposta pelos diversos envoltórios das sementes. Este trabalho teve como objetivo investigar a capacidade de germinação de nove espécies de gramíneas nativas e invasoras do Cerrado (Echinolaena inflexa (Poir.) Chase, Paspalum gardnerianum Nees, Paspalum reduncum Nees ex Steud., Paspalum stellatum Humb. & Bonpl. ex Flüggé, Paspalum trachycoleon Steud., Schizachyrium sanguineum (Retz.) Alston, Andropogon gayanus Kunth, Melinis minutiflora P. Beauv. e Urochloa decumbens (Stapf) R.D.Webster.). Uma vez que (i) o fogo não estimula a germinação das sementes sem dormência física, como é o caso de muitas gramíneas do Cerrado, (ii) em ambientes onde o fogo é recorrente as espécies mais tolerantes ao calor tendem a eliminar as mais sensíveis e (iii) as gramíneas invasoras do Cerrado parecem ser beneficiadas com a queima recorrente, este trabalho se propôs responder a seguinte pergunta: No Cerrado, as sementes de gramíneas invasoras presentes no solo são mais tolerantes do que as de espécies nativas a temperaturas similares àquelas experimentadas durante a passagem do fogo? Para isso, as sementes foram expostas, em laboratório, às mesmas condições térmicas as quais o banco de sementes do solo é exposto durante uma queimada no Cerrado. As combinações de tempos e temperaturas utilizadas visaram simular a posição vertical das sementes no banco do solo durante a passagem do fogo. O desenho experimental consistiu no aquecimento das sementes em fluxo de ar seco a temperatura de 50, 70, 90, 110, 130 ou 150°C por dois ou cinco min. A exposição das sementes ao fluxo de ar quente não estimulou a germinação, provavelmente porque as sementes estudadas não possuem dormência física e o fluxo de calor não resultou na quebra de dormência. Todas as espécies apresentaram relação negativa entre os pulsos de calor e a germinação, entretanto, as espécies apresentaram reduções desiguais na germinação após as exposições aos mesmos tratamentos. Embora M. minutiflora tenha sido a única espécie classificada como resistente a pulso de calor de 150ºC, não se pode afirmar que todas as espécies invasoras são mais tolerantes a altas temperaturas do que as nativas. Isto por que U. decumbens apresenta redução significativa na germinação após pulsos de 90ºC e A. gayanus apresenta redução na germinação após exposição a 130ºC. Por outro lado, há espécies nativas que germinam após exposição a 130ºC, como é o caso de P. trachycoleon e S. sanguineum. Dessa forma, o uso do fogo como forma de manejo em áreas de Cerrado irá reduzir a germinação do banco de sementes do solo de todas as espécies estudadas. Entretanto, P. trachycoleon e S. sanguineum podem ser utilizadas em planos de recuperação de áreas degradadas por apresentarem alta produção de semente, alta germinação e germinarem após exposição 130ºC, temperatura similar àquelas experimentadas pelas sementes do banco do solo durante queimadas de Cerrado.The Cerrado is considered a tropical savannah, where there’s usually a rapid surface fire. In general, studies have shown that fire could benefit the germination of the seeds which have physical dormancy since the heat can damage the protection imposed by the various seed coats of the seeds. This study aimed to investigate the germination of nine species of native and invasive grasses of Cerrado (Echinolaena inflexa (Poir.) Chase, Paspalum gardnerianum Nees, Paspalum reduncum Nees ex Steud., Paspalum stellatum Humb. & Bonpl. Ex Flügge, Paspalum trachycoleon Steud., Schizachyrium sanguineum (Retz.) Alston, Andropogon gayanus Kunth, Melinis minutiflora P. Beauv. and Urochloa decumbens (Stapf) RDWebster.). Since (i) fire does not stimulate the germination of seeds without physical dormancy as in many grasses from Cerrado, (ii) in environments where fire is frequent, the most heat tolerant species tend to eliminate the most sensitive ones and (iii) Cerrado invasive grasses seem to benefit from the frequent fires, this study aimed to answer the following question: regarding the Cerrado soil seed bank, are the invasive grass seeds more tolerant to temperatures similiar to those experienced during a fire event than the native grass seeds are? Because of that, the seeds were exposed in the laboratory to the same thermal conditions which the soil seed bank is exposed during a fire in the Cerrado. The combinations of exposure time and temperature used intended to simulate the vertical position of the seed in the soil seed bank during the fire passage. The experimental design consisted of heating the seeds with a dry air flow in the temperatures of 50, 70, 90, 110, 130 or 150 °C for five or two minutes. Seed exposure to the hot air flow did not stimulate germination, probably because the seed of the studied species do not have physical dormancy and the heat flow did not result in dormancy break. All species showed a negative relationship between heat and germination, however, the species showed uneven reductions in germination after exposure to the same treatments. Although, M. minutiflora has been the only species classified as resistant to 150 ° C heat pulse, one can not say that all invasive species are more tolerant of high temperatures than native. This why U. decumbens shows significant reduction in germination after pulses of 90 ° C and A. gayanus has reduced germination after exposure to 130°C. On the other hand, native species can germinate after exposure to 130 ° C, as is the case of P. trachycoleon and S. sanguineum. Thus, the use of fire as a form of management in the Cerrado areas will reduce the germination of soil seed bank for all species. However, P. trachycoleon and S. sanguineum can be used in degraded areas recovery work by presenting high seed production, high germination and germinate after exposure to 130°C, temperature similar to those experienced by soil seed bank during fires of Cerrado