Interações bióticas e nitrogênio amoniacal no crescimento inicial de Dimorphandra wilsonii Rizz

=== Deforestation of the Brazilian Cerrado for agriculture caused the tree species Dimorphandra wilsonii to become isolated and restricted to private properties occupied by pastures of Urochloa spp. Thus, the studies that comprise this thesis aim to evaluate the influence of N-NH4+, symbiotic assoc...

Full description

Bibliographic Details
Main Author: Marcia Bacelar Fonseca
Other Authors: Marcel Giovanni Costa Franca
Format: Others
Language:Portuguese
Published: Universidade Federal de Minas Gerais 2013
Online Access:http://hdl.handle.net/1843/SMOC-98UREM
Description
Summary:=== Deforestation of the Brazilian Cerrado for agriculture caused the tree species Dimorphandra wilsonii to become isolated and restricted to private properties occupied by pastures of Urochloa spp. Thus, the studies that comprise this thesis aim to evaluate the influence of N-NH4+, symbiotic associations with N2-fixing bacteria (NFB) and arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) and Urochloa decumbens (African grass) in the initial growth of D. wilsonii. The hypotheses were that the N- NH4+ is the preferred source of inorganic N for this species, that the presence of symbionts favours the growth of D. wilsonii and facilitates its coexistence with U. decumbens, but despite this, the African grass competes with this Cerrado tree species. To verify these hypotheses two experiments were conducted under controlled conditions, by growing D. wilsonii seedlings under increasing concentrations of N-NH4+ (1.5 mM limiting concentration; 3 mM non limiting; and 10 mM high) inoculated or not with symbionts (strain BHCB8.5/Bradyrhizobium sp. isolated from nodules D. wilsonii; and an AMF species/Glomus etunicatum) and in the presence or not of U. decumbens, summing up to four (Chapter I) or five treatments (under the 3 and 10 mM doses a positive control for nitrification inhibition was used Nitrapyrin) (Chapter II). D. wilsonii biomass accumulation increased with the increasing N-ammonium availabilities, and was positively correlated with the ammonium availability in the substrate and negatively with that of nitrate. The plants that retained a greater fraction of the total N added were those cultured with 1.5 and 3 mM N-ammonium, especially those inoculated with the symbiont, highlighting their role in increasing N acquisition. Although Bradyrrizobium sp. strain that was used had been isolated from D. wilsonii nodules, there was no nodule formation. However, the N contained in plant biomass suggested the occurrence of N2 fixation in the plants inoculated and grown with 1.5 mM of N-ammonium and also those inoculated and coexisting with U. decumbens receiving 3 mM of N- ammonium. Thus, biological N2 fixation appears to be modulated by selective pressures imposed by low N availability and competition for this nutrient. Colonization by G. etunicatum was only observed in the treatment with 3 mM of N-ammonium that D. wilsonii coexisted with U. decumbens, significantly increasing the P content in the biomass of the tree species. The presence of U. decumbens affected the growth of D. wilsonii by direct competition for nutrients and / or indirectly by in vitro inhibiting the growth of the bacteria. Data suggest that D. wilsonii prefers N-ammonium as a source of inorganic N, the symbiotic relationship with Bradyrhizobium sp. and G. etunicatum can benefit the tree species by contributing to N and P acquisition and minimizing the negative effects imposed by the presence of U. decumbens and that this African grass can inhibit D. wilsoniis growth and impair its regeneration through seedlings by inhibiting the growth of N2-fixing bacteria and / or compete for nutrients. The information obtained in this study may contribute to the in situ and ex situ conservation of the D. wilsoniis germoplasm, a critically endangered species. However, more studies are needed to confirm what was observed, especially under field conditions. === O desmatamento do Cerrado brasileiro para implantação de áreas agrícolas fez com que a espécie arbórea Dimorphandra wilsonii Rizz. ficasse isolada e restrita em propriedades particulares ocupadas por pastagens de Urochloa spp. Assim, os estudos que compõem esta tese têm como objetivo avaliar a influência do N-NH4+, de associações simbióticas com bactéria fixadora de N2 (FBN) e fungo micorrízico arbuscular (FMA) e de Urochloa decumbens (Poaceae africana) no crescimento inicial de D. wilsonii. As hipóteses levantadas foram que o N- NH4+ é a fonte preferencial de N-inorgânico desta espécie; que a presença dos simbiontes favorece o seu crescimento e facilita a coexistência entre D. wilsonii e Urochloa decumbens, mas a despeito disto a Poaceae africana compete com esta espécie arbórea do Cerrado. Para verificar tais hipóteses foram realizados dois experimentos em condições controladas, quando cultivou-se D. wilsonii em concentrações crescentes de N-NH4+ (1,5 mM - concentração limitante, 3 mM - suficiente e 10 mM alta), inoculada ou não com simbiontes (estirpe BHCB8.5/Bradyrhizobium. sp. - isolada a partir de nódulos de D. wilsonii - e uma espécie de FMA/Glomus etunicatum) e na presença ou ausência de U. decumbens, totalizando quatro (Cap. I) ou cinco tratamentos (nas doses de 3 e 10 mM usou-se um controle positivo da inibição da nitrificação Nitrapyrin) (Cap. II). A biomassa de D. wilsonii aumentou com o aumento da disponibilidade de N-amônio, estando positivamente correlacionada com a disponibilidade deste nutriente no substrato e negativamente com a de nitrato. As plantas que retiveram maior fração do N total adicionado foram as cultivadas com 1,5 e 3 mM de amônio, principalmente aquelas inoculadas com os simbiontes, o que ressalta a importância destas relações simbióticas na aquisição de N. Embora a estirpe de Bradyrrizobium. sp. utilizada tenha sido isolada a partir de nódulos de D. wilsonii, não foi verificada a formação de nódulos. No entanto, a ocorrência de fixação biológica de N2, tendo como base o N contido na biomassa, foi sugerida nas plantas inoculadas e crescidas com 1,5 mM de amônio e, ainda, naquelas inoculadas e coexistindo com U. decumbens que receberam 3 mM de amônio. Assim, a fixação biológica de N2 parece ser modulada pela pressão seletiva imposta pela baixa disponibilidade de N e pela competição por este nutriente. A colonização por G. etunicatum só foi identificada no tratamento que recebeu 3 mM de amônio e no qual D. wilsonii coexistiu com U. decumbens, aumentando significativamente o conteúdo de P na biomassa da espécie arbórea. A presença de U. decumbens afetou o crescimento de D. wilsonii pela competição direta por nutrientes e/ou indiretamente ao inibir o crescimento in vitro da bactéria. Os dados sugerem que D. wilsonii tem o amônio como fonte preferencial de N inorgânico, que a relação simbiótica com Bradyrhizobium sp. e G. etunicatum pode beneficiá-la no aporte de N e P e minimizar os efeitos negativos impostos pela presença de U. decumbens e, por fim, que esta Poaceae africana pode inibir o crescimento e prejudicar a regeneração por plântula de D. wilsonii ao inibir o crescimento da bactéria fixadora de N2 e/ou competir pelos nutrientes disponíveis. As informações obtidas neste trabalho poderão contribuir para a conservação do germoplasma de D. wilsonii, espécie criticamente ameaçada de extinção, tanto in situ quanto ex situ. No entanto, mais estudos são necessários para comprovar o que foi observado, sobretudo em condições de campo.