Scientia Agricola, Volume: 64, Issue: 4, Published: 2007
  • Editorial

    Rodrigues, Ricardo Ribeiro
  • Can land use changes alter carbon, nitrogen and major ion transport in subtropical brazilian streams?

    Silva, Daniela Mariano Lopes da; Ometto, Jean Pierre Henry Balbaud; Lobo, Gré de Araújo; Lima, Walter de Paula; Scaranello, Marcos Augusto; Mazzi, Edmar; Rocha, Humberto Ribeiro da

    Abstract in Portuguese:

    Diversos estudos têm sido desenvolvidos em bacias de drenagem tropicais no intuito de avaliar o impacto da urbanização e das práticas agrícolas na qualidade dos corpos d'água. No Brasil, as savanas (conhecidas regionalmente como Cerrado) representam 23% do território brasileiro, sendo uma região importante no crescimento nacional, especialmente devido às intensas atividades agrícolas. A finalidade deste trabalho é apresentar uma avaliação dos fluxos de carbono, nitrogênio e principais íons em córregos com diferentes usos do solo (vegetação, cana de açúcar e eucalipto) em uma região de Cerrado, SE Brasil. A cana de açúcar e o eucalipto alteram o transporte dos elementos investigados nessas pequenas bacias de drenagem. As concentrações mais elevadas de todos os parâmetros analisados (parâmetros abióticos, íons, carbono orgânico dissolvido e carbono inorgânico dissolvido) foram encontradas na bacia de cana de açúcar (SCW). As concentrações observadas para os cátions na bacia do eucalipto (EW) (Mg, Ca, K, Na), assim como Carbono Inorgânico Dissolvido (CID) e Carbono Orgânico Dissolvido (COD), apresentaram valores intermediários entre as bacias do Cerrado e da cana de açúcar, sugerindo um impacto moderado dessa plantação aos corpos d'água. Mesma tendência foi observada para os fluxos de íons e nutrientes, sendo, novamente, os maiores valores encontrados na bacia de cana-de-açúcar. Os autores sugerem que o cultivo da cana de açúcar representa um importante fator na modificação da química de pequenas bacias de drenagem.

    Abstract in English:

    Several studies in tropical watersheds have evaluated the impact of urbanization and agricultural practices on water quality. In Brazil, savannas (known regionally as Cerrados) represent 23% of the country's surface, representing an important share to the national primary growth product, especially due to intense agriculture. The purpose of this study is to present a comprehensive evaluation, on a yearly basis, of carbon, nitrogen and major ion fluxes in streams crossing areas under different land use (natural vegetation, sugar cane and eucalyptus) in a savanna region of SE Brazil. Eucalyptus and sugar cane alter the transport of the investigated elements in small watersheds. The highest concentration of all parameters (abiotic parameters, ions, dissolved organic carbon DOC - and dissolved inorganic carbon - DIC) were found in Sugar Cane Watersheds (SCW). The observed concentrations of major cations in Eucalyptus Watersheds (EW) (Mg, Ca, K, Na), as well as DIN and DOC, were found frequently to be intermediate values between those of Savanna Watersheds (SW) and SCW, suggesting a moderate impact of eucalyptus plantations on the streamwater. Same trends were found in relation to ion and nutrient fluxes, where the higher values corresponded to SCW. It is suggested that sugar cane plantations might be playing an important role in altering the chemistry of water bodies.
  • Historical land-cover/use in different slope and riparian buffer zones in watersheds of the state of São Paulo, Brazil

    Silva, Alexandre Marco da; Nalon, Marco Aurélio; Kronka, Francisco José do Nascimento; Alvares, Clayton Alcarde; Camargo, Plinio Barbosa de; Martinelli, Luiz Antonio

    Abstract in Portuguese:

    Informações sobre mudanças no uso e cobertura do solo são fundamentais para vários propósitos sociais, econômicos e ambientais. O principal objetivo deste estudo foi elaborar mapas de cobertura do solo usando imagens digitais obtidas por satélite no ano de 1997 nas seguintes bacias hidrográficas do Estado de São Paulo: Piracicaba, Moji-Guaçu, Alto Paranapanema, Turvo Aguapeí, Peixe, and São José dos Dourados. Adicionalmente, a relação entre a cobertura do solo e a declividade do terreno também foram investigadas. Um segundo objetivo foi estimar a proporção relativa de vegetação ripária considerando-se uma faixa de 30 metros em relação às margens dos corpos d'água. As três principais questões científicas deste artigo foram: i) Qual é a cobertura dominante do solo nas bacias hidrográficas abordadas? ii) As vegetações ripárias encontram-se bem preservadas ripária nas faixas dos 30 metros? Em caso negativo, iii) Qual é a cobertura do solo dominante nessas áreas? A cobertura do solo predominante nas bacias hidrográficas são as pastagens, ocorrendo em quase 50% de toda a área investigada. Seguem-se as plantações de cana-de-açúcar (14%) como sendo as coberturas do solo mais importantes. Aproximadamente metade da área das sete bacias foi considerada plana (40%) ou suavemente ondulada (10%). A área ripária considerando-se uma largura de 30 metros em relação às margens dos corpos d'água ocupa uma área aproximada de 6.200 km². Deste total, somente 25% encontram-se bem preservadas. Dentre as culturas, as pastagens ocupam a maior área na zona ripária. Nas bacias dos rios Moji-Guaçu e Piracicaba a cana-de-açúcar é a principal cultura invasora da zona ripária.

    Abstract in English:

    Information about the land cover of a region it is a key information for several purposes. This paper aimed to elaborate land-cover maps using digital satellite images obtained in 1997 from seven watersheds (Piracicaba, Moji-Guaçu, Alto Paranapanema, Turvo Aguapeí, Peixe, and São José dos Dourados) located in the State of São Paulo, southeastern Brazil. Additionaly, this study evaluated the relationship between land-cover and slopes of the terrain of the seven watersheds. A third objective was to estimate the percentage of riparian vegetation currently remaining along the streams in a 30-meter width buffer zone. Three research questions were posed: i) What is the dominant land-cover of these watersheds? ii) Is the riparian vegetation well preserved in the 30m width buffer zone? If not, iii) what is the dominant land-cover in these areas and what would be the cost of recovering such areas? Pasture was the predominant land-cover, occurring in approximately 50% of the entire study area, while sugar cane (Saccharum officinarum) (14%) constituted the second most frequent land-cover. Approximately 50% of the area of the seven basins is considered flat (40%) or smoothly rolling (10%). The terrain only becomes hillier in the Piracicaba and Alto Paranapanema basins, where a little less than 50% have slopes higher than 8%. The total riparian buffer strip zone occupied an area equivalent to approximately 6,200 km². From this total, only 25% is preserved. Pasture is the main land-cover of the riparian buffer strip zone.
  • Soil loss risk and habitat quality in streams of a meso-scale river basin

    Silva, Alexandre Marco da; Casatti, Lilian; Alvares, Clayton Alcarde; Leite, Aline Maria; Martinelli, Luiz Antonio; Durrant, Steven F.

    Abstract in Portuguese:

    Expectativa de perda de solo e possíveis relações entre erosão, vegetação ripária e qualidade da água foram estudados na bacia do rio São José dos Dourados (SP). Através de recursos de geoprocessamento e da Equação Universal de Perda de Solos, os dados sobre expectativa de perda de solo foram levantados. Para a área de drenagem total e a faixa tampão dos corpos d'água de 22 sub-bacias aleatoriamente selecionadas, analisou-se a cobertura do solo predominante e qualidade do habitat. Devido principalmente à alta erodibilidade do solo, a área estudada é altamente suscetível ao processo erosivo. As análises de qualidade da água revelaram que as águas superficiais das sub-bacias estão quimicamente não impactadas, mas fisicamente degradadas. A alta pureza química deve-se, possivelmente, à ausência de áreas urbanizadas ao longo das sub-bacias e as alterações nas características físicas são, possivelmente, decorrentes das altas taxas de transferência de sedimento aos corpos d'água e à quase ausência de mata ciliar.

    Abstract in English:

    Soil loss expectation and possible relationships among soil erosion, riparian vegetation and water quality were studied in the São José dos Dourados River basin, State of São Paulo, Brazil. Through Geographic Information System (GIS) resources and technology, Soil Loss Expectation (SLE) data obtained using the Universal Soil Loss Equation (USLE) model were analyzed. For the whole catchment area and for the 30 m buffer strips of the streams of 22 randomly selected catchments, the predominant land use and habitat quality were studied. Owing mainly to the high soil erodibility, the river basin is highly susceptible to erosive processes. Habitat quality analyses revealed that the superficial water from the catchments is not chemically impacted but suffers physical damage. A high chemical purity is observed since there are no urban areas along the catchments. The water is physically poor because of high rates of sediment delivery and the almost nonexistence of riparian vegetation.
  • Savanna woodland soil micromorphology related to water retention

    Juhász, Carlos Eduardo Pinto; Cooper, Miguel; Cursi, Patrícia Ribeiro; Ketzer, André Oppitz; Toma, Raul Shiso

    Abstract in Portuguese:

    Os fatores limitantes do ambiente físico do Cerrado têm sido muito discutidos. Porém, o detalhamento da morfologia do solo torna-se fundamental à compreensão do seu funcionamento físico-hídrico e sua relação com a paisagem. O objetivo deste estudo foi relacionar os atributos macro e micromorfológicos à retenção de água no solo em uma toposseqüência sob cerradão em uma parcela permanente de 320 <FONT FACE=Symbol>´</FONT> 320 m, instalada em Assis, SP. Amostras coletadas em cinco pontos distribuídos na toposseqüência foram utilizadas para determinar a macroporosidade do solo por análise de imagens, porosidade total estimada, análise química, granulometria e retenção de água no solo. De montante a jusante, os solos foram classificados como Latossolo Vermelho, Latossolo Vermelho-Amarelo, Latossolo Amarelo e Gleissolo Háplico, apresentando uma transição gradual de cor e textura franco-arenosa. No horizonte de superfície, o maior teor de matéria orgânica e a elevada macroporosidade total determinaram menor densidade do solo e baixa retenção de água. Nos Latossolos, a microestrutura do solo consistiu principalmente em aglomerados de microagregados, ocasionando uma elevada macroporosidade no horizonte diagnóstico. No Gleissolo, a menor porosidade total nos horizontes mais profundos resultou em uma maior retenção de água e drenagem imperfeita. As diferenças morfológicas de cor e estrutura do solo foram influenciadas pelas condições de retenção de água na vertente. A baixa retenção de água nos horizontes de solo superficiais e latossólicos, condicionada pela elevada macroporosidade total, é um dos fatores que pode definir o padrão vegetacional de cerradão na parcela permanente.

    Abstract in English:

    The limiting factors of the Brazilian savanna physical environment have been largely discussed. Soil morphology is fundamental to understand the behavior of soil water flow, soil physical properties and soil-landscape relationships. The aim of this study is to relate soil micro and macromorphologic attributes to soil water retention on a toposequence under native savanna woodland (cerradão) in a permanent plot of 320 m <FONT FACE=Symbol>´</FONT> 320 m installed in Assis, SP, Brazil. Samples collected at five points within the toposequence were used to determine the soil macroporosity by means of image analyses, estimated total porosity, chemical analysis, particle size distribution analysis and soil water retention. From the summit down to the footslope, the soils were classified as Rhodic Haplustox, Typic Haplustox and Epiaquic Haplustult, presenting a gradual color transition and a sandy loam texture. In the surface horizons, the higher organic matter content and the high total macroporosity determined a lower soil bulk density and lower water retention. In the Oxisols, the high soil macroporosity results from the packing of microaggregates in the oxic horizon. In the Ultisol, the lower total porosity in the deeper horizons resulted in a higher water retention and an imperfect water drainage. The water retention conditions on the slope influenced the morphological differences in soil color and structure. The low water retention on the surface and oxic horizons, conditioned by the high total macroporosity, is one of the factors that may define the vegetal pattern of the savanna woodland within the permanent plot.
  • Threats to the Cerrado remnants of the state of São Paulo, Brazil

    Durigan, Giselda; Siqueira, Marinez Ferreira de; Franco, Geraldo Antonio Daher Correa

    Abstract in Portuguese:

    Fragmentos remanescentes de vegetação natural em paisagens antropizadas sofrem ameaças permanentes, devido aos efeitos de borda e às atividades antrópicas nas áreas limítrofes. Para verificar a hipótese de que o tipo de ameaça ao ecossistema e a sua freqüência dependem do uso da terra no seu entorno, foram analisados 81 fragmentos de Cerrado no estado de São Paulo. Para cada fragmento foram registrados os tipos de perturbação no ecossistema e os tipos de uso da terra no seu entorno. Os usos mais freqüentes foram pastagens cultivadas (registradas em 78% das áreas), plantio de cana-de-açúcar (26%), rodovias (19%), reflorestamento (14%) e culturas anuais (14%). As ameaças mais freqüentemente registradas foram gramíneas invasoras (35% das áreas parcial ou totalmente invadidas), presença de gado (32%), desmatamento (21%) e fogo (21%). A análise da freqüência observada de cada tipo de impacto mediante a freqüência esperada caso não houvesse influência do uso da terra (qui-quadrado), mostrou que as ameaças dependem do uso da terra nas áreas ao redor dos fragmentos, exceto para o desmatamento, que tem ocorrido indiferentemente ao tipo de uso. Gramíneas invasoras e fogo são muito mais freqüentes na vizinhança de rodovias e zonas urbanas, enquanto que o plantio de cana-de-açúcar, silvicultura e fruticultura têm sido os usos da terra menos impactantes para a vegetação de Cerrado, considerando-se apenas a freqüência de ocorrência dos impactos. Esses cultivos envolvem o controle de plantas invasoras e a prevenção e controle de incêndios, e a eliminação do gado, com reflexos positivos para a conservação dos ecossistemas naturais.

    Abstract in English:

    Patches of natural vegetation remaining in landscapes occupied by man are continuously under threat due to the edge effects and also to land use types around these remnants. The most frequent threats and land use types in the vicinity of 81 Cerrado (tropical savanna type) fragments in the State of São Paulo, Brazil, were analyzed in order to verify if the frequency of every type of disturbance to the natural ecosystem depends on the neighboring land use. The hypothesis of the study assumes that environmental threats are correlated with land use around protected areas. From the 81 areas, the most frequent human-induced land cover types around the Cerrado remnants were: pasture (recorded in 78% of the areas), sugarcane plantations (26%), roads (19%), annual crops and reforestation (14% each). The most frequent sources of threats were invasive grasses (35% of the areas partially or totally invaded) and cattle (observed in 32% of the areas), followed by deforestation (21%), and fire (21%). The chi-square analysis revealed that, with the exception of deforestation, which does not depend on land use, all other threats are influenced by the neighboring land use. The occurrence of invasive grasses and fires are strongly favored by the presence of roads and urban areas. Sugarcane, reforestation, and permanent crops were the less impacting land use types found in the study area, when only considering impact frequency. These land use types have fire and weed control, and also exclude cattle, indirectly protecting natural ecosystems.
  • Species composition and similarities among anuran assemblages of forest sites in southeastern Brazil

    Bertoluci, Jaime; Brassaloti, Ricardo Augusto; Ribeiro Júnior, José Wagner; Vilela, Vívian Maria de Faria Nasser; Sawakuchi, Henrique Oliveira

    Abstract in Portuguese:

    As florestas neotropicais apresentam altas riquezas de espécies de anuros, mas algumas formações florestais brasileiras, como o cerradão, as florestas semidecíduas e as restingas, permanecem pouco conhecidas. A composição de espécies de anuros de quatro áreas florestais pertencentes a diferentes biomas do sudeste do Brasil foi determinada com base em duas técnicas complementares (procura visual e investigação nos sítios reprodutivos), aplicadas de forma simultânea. Registramos um total de 60 espécies de anuros, incluídas em oito famílias. A riqueza de espécies e o nível de endemismo foram maiores na área coberta por floresta pluvial atlântica. As áreas localizadas no domínio do Cerrado foram mais similares entre si do que as áreas localizadas no domínio da Mata Atlântica. Os índices de similaridade mostraram-se negativamente relacionados com a distância geográfica entre as áreas, explicando parte das similaridades observadas. Os fatores que influenciam os padrões de ocorrência são discutidos. Uma das espécies (caso sua identidade seja confirmada) é considerada como Deficiente em Dados pela IUCN (The World Conservation Union), mas não está incluída na lista da fauna brasileira ameaçada de extinção. A presença de certas espécies com requisitos especiais de hábitat e microclima (bioindicadores) sugerem que os ecossistemas estão bem-preservados.

    Abstract in English:

    Neotropical forests show high anuran species richness, but some Brazilian forest formations, like cerradão, semideciduous forests and restingas, remain poorly known. The composition of anuran species were determined for four forest sites belonging to different biomes in southeastern Brazil, based on two complementary techniques (visual encounter survey and survey on breeding sites), both applied simultaneously. A total of 60 anuran species belonging to eight families was recorded. Species richness and levels of endemism were higher in the Atlantic rainforest site. Sites located in the Cerrado domain were more alike than those located in the Atlantic Forest Domain. Similarity in anuran species composition was negatively correlated to the geographical distance among sites, which explains part of similarities in species composition. Factors affecting these occurrence patterns are discussed. One species (if its identity is confirmed) is considered Data Deficient by IUCN (The World Conservation Union), though it is not included in the Brazilian list of threatened amphibians. The presence of certain species with special habitats and microclimate requirements (bioindicators) suggests well-preserved ecosystems.
  • Trap and soil monolith sampled edaphic spiders (arachnida: araneae) in Araucaria angustifolia forest

    Baretta, Dilmar; Brescovit, Antonio Domingos; Knysak, Irene; Cardoso, Elke Jurandy Bran Nogueira

    Abstract in Portuguese:

    As florestas com Araucaria angustifolia (Bert.) O. Kuntze estão ameaçadas de extinção no Brasil, e são praticamente inexistentes as informações sobre a diversidade de famílias de aranhas de solo associadas nestes ambientes. O estudo teve o objetivo de avaliar, em florestas com araucária naturais e reflorestadas, impactadas ou não pela queima acidental, a abundância e diversidade de famílias de aranhas, além de identificar o método mais eficiente para coletar estes organismos. O estudo foi conduzido em quatro áreas: floresta nativa com predominância de araucária (NF); reflorestamento de araucária (R); reflorestamento de araucária submetido a incêndio acidental (RF); e pastagem natural com araucárias nativas e ocorrência de incêndio acidental (NPF). Considerando os dois métodos de amostragem (Monólito e armadilhas de solo), foram identificadas 20 famílias de aranhas associadas às áreas. O método das armadilhas de solo foi mais eficiente, capturando 19 das 20 famílias registradas, enquanto o do Monólito extraiu apenas dez destas famílias de aranhas. A abundância de famílias de aranhas e o índice de diversidade de Shannon (H) foram afetados pelo método de coleta utilizado, sendo os valores destes atributos sempre superiores na NF e inferiores na NPF. A análise de correspondência (AC) demonstrou que existe separação espacial entre as áreas estudadas. Sugere-se que as modificações na abundância de famílias de aranhas de solo sejam provocadas principalmente pelas intervenções antrópicas que as florestas de araucária vêm sofrendo nos últimos anos.

    Abstract in English:

    Forests with Araucaria angustifolia (Bert.) O. Kuntze trees are endangered in Brazil, and information on the diversity of soil spider families associated to these environments is practically inexistent. The present study was set up to evaluate the abundance and diversity of soil spider families in natural and reforested Araucaria forests, impacted or not by fire, and to identify the most efficient method to collect these organisms. The study was conducted in four areas: native forest with predominance of Araucaria (NF); Araucaria reforestation (R); Araucaria reforestation submitted to an accidental fire (RF); and native grass pasture with native Araucaria and submitted to an intense accidental fire (NPF). Considering both sampling methods (Monolith and Pitfall traps), 20 spider families were identified. The pitfall trap method was more effective as it captured 19 out of the 20 recorded families, while the Monolith method extracted only ten spider families. Spider family abundance and Shannon's diversity index (H) were affected by the employed collection method; the values for these attributes were always higher for the NF and lower for the NPF. Correspondence analysis (CA) showed a spatial separation among spider familiy assemblages from the different studied areas. It is suggested that changes in the abundance of soil spider families in Araucaria forests are mainly caused by recurrent human intervention over the last few years.
  • Earthworm populations sampled using collection methods in atlantic forests with Araucaria angustifolia

    Baretta, Dilmar; Brown, George Gardner; James, Samuel Wooster; Cardoso, Elke Jurandy Bran Nogueira

    Abstract in Portuguese:

    Araucaria angustifolia, também conhecida como Pinheiro do Paraná é uma espécie de árvore ameaçada de extinção no Brasil e pouco se conhece sobre a diversidade de invertebrados que habitam os solos destas florestas. O presente estudo teve o objetivo de avaliar, em florestas com araucária naturais e reflorestadas impactadas ou não pela queima acidental, a diversidade e a biomassa de minhocas, além de identificar o método mais eficiente para coletar estes animais. As áreas estudadas incluem: floresta nativa com araucária (NF); reflorestamento de araucária (R); reflorestamento de araucária submetido a incêndio acidental (RF); e campo nativo com araucárias nativas e ocorrência de incêndio (NPF). Em cada floresta, cinco amostras de solo para avaliação da comunidade de minhocas foram coletadas em 0,3 ha, perto de cinco árvores de araucária selecionadas ao acaso. Foram testados três métodos: aplicação de Formol diluído (0,5%) na superfície do solo; escavação e triagem manual de monólitos pequenos (25 <FONT FACE=Symbol>´</FONT> 25 cm) ou maiores (40 <FONT FACE=Symbol>´</FONT> 40 cm). Foram encontradas cinco espécies de minhocas, as nativas Glossoscolex sp.1, Glossoscolex sp.2, Glossoscolex bondari e Urobenus brasiliensis (Glossoscolecidae), e a exótica Amynthas corticis (Megascolecidae). Formol foi mais eficiente para coletar A. corticis espécie encontrada em maior abundância e biomassa fresca total em NF do que nas outras áreas. A triagem manual de amostras de solo maiores foi mais eficiente para capturar as espécies de Glossoscolex, presentes principalmente em RF e NPF. Formol e a triagem manual de monólitos maiores são recomendados para caracterizar a abundância e biomassa de minhocas nas florestas com araucárias.

    Abstract in English:

    Araucaria angustifolia, also known as the Paraná Pine is an endangered tree species in Brazil and little is known of the diversity of soil invertebrates inhabiting these forests. Therefore, the present study was set up to evaluate the biomass and diversity of earthworms in natural and reforested Araucaria plots, impacted or not by fire, and to identify the most efficient earthworm collection method. Four study areas included: native forest with Araucaria (NF); Araucaria reforestation (R); Araucaria reforestation submitted to an accidental fire (RF); and native grass pasture with native Araucaria and submitted to an intense accidental fire (NPF). Five soil samples containing the earthworm community were taken in a 0.3 ha area in each of the forest sites, close to five Araucaria trees selected at random. Three collection methods were tested: application of dilute Formol (0.5%) to the soil surface, handsorting of small (25 <FONT FACE=Symbol>´</FONT> 25 cm) or large (40<FONT FACE=Symbol>´</FONT> 40 cm) monoliths. Five earthworm species were found: the native Glossoscolex sp.1, Glossoscolex sp.2, Glossoscolex bondari and Urobenus brasiliensis (Glossoscolecidae), and the exotic Amynthas corticis (Megascolecidae). Formol was more efficient for collecting A. corticis, found in much higher abundance and biomass in NF than in the other areas. Larger handsorted samples were more efficient for capturing Glossoscolex species, mainly present in RF and NPF. For adequate characterization of earthworm abundance and biomass in these Araucaria forests, both the Formol and the larger monolith methods are recommended.
  • Biodiversity and distribution of arbuscular mycorrhizal fungi in Araucaria angustifolia forest

    Moreira, Milene; Baretta, Dilmar; Tsai, Siu Mui; Gomes-da-Costa, Sandra Maria; Cardoso, Elke Jurandy Bran Nogueira

    Abstract in Portuguese:

    O pinheiro brasileiro, Araucaria angustifolia (Bert.) O. Ktze é uma espécie arbórea ameaçada de extinção, quase exterminada pela exploração descontrolada de madeira. Essa espécie demonstra alta dependência de fungos micorrízicos arbusculares (FMA), de grande importância para a estabilidade do ecossistema e manutenção da biodiversidade. Avaliou-se a colonização radicular, a densidade e a diversidade de esporos de FMA em duas florestas com araucária, distintas no processo sucessional, em duas épocas de amostragem: maio e outubro. As florestas, localizadas no Parque Estadual Turístico do Alto do Ribeira (PETAR), correspondem a 1) Floresta Ombrófila Mista nativa (FN), em estágio clímax, sem sinais de interferência antrópica, e a 2) floresta de araucária plantada em 1987 (R), submetida a pastoreio. Foram avaliados: colonização radicular, número de esporos e riqueza de espécies de FMA e calculados os índices de dominância de Simpson (Is) e de diversidade de Shannon (H). A colonização radicular não diferiu entre as duas comunidades na primeira amostragem (maio). Na segunda amostragem (outubro), houve maior colonização radicular na floresta nativa do que na floresta plantada e a colonização radicular foi mais intensa em comparação com as coletas de maio. No total, foram encontradas 27 espécies de FMA, com maior número de esporos em FN em relação a R. A análise canônica discriminante (ACD) indicou que o índice de diversidade de Shannon foi o atributo ecológico que mais contribuiu para distinguir os dois ecossistemas florestais, com altos valores de H para FN em relação a R. ACD mostrou ser importante ferramenta para o estudo dos atributos ecológicos.

    Abstract in English:

    Araucaria angustifolia (Bert.) O. Ktze. is an endangered Brazilian coniferous tree that has been almost exterminated in the native areas because of uncontrolled wood exploitation. This tree has been shown to be highly dependent on arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) and, therefore, AMF may be essential for forest sustainability and biological diversity. Root colonization, density and diversity of AMF spores were assessed in two Araucaria forest stands at the State Park of Alto Ribeira (PETAR), at two sampling dates: May and October. A comparison was made between a mature native stand composed of Araucaria trees mixed into a variety of tropical trees and shrubs, without any sign of anthropogenic interference (FN) and an Araucaria stand planted in 1987 (R), which has been used as a pasture. Assessments included percent root colonization, AMF spore numbers and species richness, Simpson's dominance index (Is), and Shannon's diversity index (H). Mycorrhizal root colonization did not differ between ecosystems in May. In October, however, the native stand (FN) presented a higher colonization than the planted forest (R), and the root colonization was more intense than in May. When considering both sampling periods and forests, 27 species of AM fungi, with higher numbers of spores in FN than in R were found. Canonical discriminant analysis (CDA) indicated Shannon's diversity index as the ecological attribute that contributed the most to distinguish between forest ecosystems, with higher value of H in FN in relation to R. CDA showed to be a useful tool for the study of ecological attributes.
  • Rhizobia and other legume nodule bacteria richness in brazilian Araucaria angustifolia forest

    Lammel, Daniel Renato; Brancalion, Pedro Henrique Santin; Dias, Carlos Tadeu Santos; Cardoso, Elke Jurandy Bran Nogueira

    Abstract in Portuguese:

    A Floresta de Araucária é um sub-tipo da Mata Atlântica, cujo dossel é dominado por Araucaria angustifolia, uma espécie ameaçada de extinção. O sub-bosque dessa floresta tem alta diversidade, incluindo muitas espécies de leguminosas. Estas plantas podem formar nódulos e fixar nitrogênio atmosférico, contribuindo para a sustentabilidade da floresta. Efetuou-se o levantamento de leguminosas no Parque Estadual de Campos do Jordão e o isolamento de bactérias dos nódulos radiculares destas plantas, seguido da caracterização fenotípica dos isolados. As bactérias dos nódulos foram isoladas em meio de cultura YMA, sendo classificadas de acordo com suas características de crescimento (velocidade de crescimento, cor, produção de polissacarídeo extracelular e mudança de pH do meio). Os resultados foram analisados por análise de agrupamento e análise de componentes principais (PCA). De um total de onze espécies de leguminosas, nove apresentaram nódulos, sendo seis espécies descritas como nodulantes pela primeira vez. Duzentas e doze estirpes de bactérias foram isoladas, havendo variação no formato de nódulos e alta riqueza fenotípica das bactérias isoladas. Essa riqueza ocorreu entre as espécies de leguminosas, entre indivíduos da mesma espécie, entre diferentes formatos de nódulos e, inclusive, entre bactérias isoladas de um mesmo nódulo. As bactérias puderam ser classificadas em vários grupos, de dois a seis de acordo com cada leguminosa, a maioria deles diferentes de Rhizobium tropici, Bradyrhizobium elkanii e Burkholderia sp., que foram utilizados como padrões de crescimento. Existem algumas evidências de que estes grupos distintos podem estar relacionados à presença de Burkholderia spp. nos nódulos destas leguminosas.

    Abstract in English:

    The Araucaria Forest is a sub-type of the Atlantic Forest, dominated by Araucaria angustifolia, which is considered an endangered species. The understory has a high diversity of plant species, including several legumes. Many leguminous plants nodulate with rhizobia and fix atmospheric nitrogen, contributing to forest sustainability. This work aimed at bacteria isolation and phenotypic characterization from the root nodules of legumes occurring in Araucaria Forests, at Campos do Jordão State Park, Brazil. Nodule bacteria were isolated in YMA growth media and the obtained colonies were classified according to their growth characteristics (growth rate, color, extra cellular polysaccharide production and pH change of the medium). Data were analyzed by cluster and principal components analysis (PCA). From a total of eleven collected legume species, nine presented nodules, and this is the first report on nodulation of five of these legume species. Two hundred and twelve bacterial strains were isolated from the nodules, whose nodule shapes varied widely and there was a great phenotypic richness among isolates. This richness was found among legume species, individuals of the same species, different nodule shapes and even among isolates of the same nodule. These isolates could be classified into several groups, two up to six according to each legume, most of them different from the used growth standards Rhizobium tropici, Bradyrhizobium elkanii and Burkholderia sp. There is some evidence that these distinct groups may be related to the presence of Burkholderia spp. in the nodules of these legumes.
  • Genetic variability in natural populations of Zeyheria montana mart. from the Brazilian Cerrado

    Bertoni, Bianca Waléria; Astolfi Filho, Spartaco; Martins, Ernani Ronie; Damião Filho, Carlos Ferreira; França, Suzelei de Castro; Pereira, Ana Maria Soares; Telles, Mariana Pires de Campos; Diniz Filho, José Alexandre F.

    Abstract in Portuguese:

    Zeyheria montana, planta arbustiva da família Bignoniaceae, é uma espécie endêmica do Cerrado e possui atividade anti-câncer, sendo utilizada como estimulante na medicina popular. O objetivo deste estudo foi avaliar a variabilidade genética de oito populações localizadas no estado de São Paulo, utilizando marcadores moleculares de Polimorfismo de DNA Amplificado ao Acaso (RAPD). Após a otimização da reação de amplificação, nove iniciadores selecionados geraram 105 fragmentos RAPD reprodutíveis, sendo que a maioria (60,0%) foi polimórfica. A análise molecular de variância (AMOVA) mostrou que a variabilidade dentro de populações (84,03%) foi maior que entre populações (15,97%). As estimativas de variação fiST (0,1597) indicam estruturação populacional moderadamente alta. O agrupamento por meio de UPGMA, a ordenação pelo NMDS e o teste de Mantel entre as matrizes de distâncias genéticas e geográficas demonstraram que a estruturação encontrada segue um modelo de "ilhas", onde uma única população de tamanho infinito pode ter dado origem às populações atuais de Zeyheria, sem relação com sua posição espacial. Com base nos resultados obtidos foi estruturado um banco de germoplasma de indivíduos, representando a variabilidade da espécie. Adicionalmente, as informações deste estudo são importantes para dar suporte a estratégias de conservação de Z. montana.

    Abstract in English:

    Zeyheria montana, an endemic species of the Bignoniaceae family from the Brazilian Cerrado's known for its anti-cancer properties, is widely used as imuno stimulant in the popular medicine and its therapeutic activity must be validated by scientific data. The objective of this work was to evaluate the genetic variability of eight plant populations collected within the state of São Paulo, Brazil, via Random Amplification of Polymorphic DNA (RAPD) used as molecular markers. After an optimized protocol for the amplification reaction, nine selected primers generated 105 reproducible bands, indicating up to 60% polymorphism. Analysis of molecular variance (AMOVA) revealed higher genetic variation within populations (84.03%) than among populations (15.97%). The variation values estimated by phiST (0.160) indicated moderate to high inter population structuration. Levels of similarity inter plants with genetic and geographical distances, estimated by the unweighted pair-group method analysis (UPGMA) clustering and non-metric multidimensional scaling (NMDS) ordination methods and by the Mantel test (-0.2345 p = 0.118) denoted that the structure found follows the island model, which assumes that a single population of infinite size may have initiated the existing populations of Zeyheria montana, with no spatial position correlation. Based on the obtained data, a germplasm bank from individuals representing the species variability was established. Furthermore the information here reported can be of importance to develop strategies for the conservation of Z. montana.
  • Phenology and morphological diversity of sweet potato (Ipomoea batatas) landraces of the Vale do Ribeira

    Veasey, Elizabeth Ann; Silva, Jurema Rosa de Queiroz; Rosa, Mariana Silva; Borges, Aline; Bressan, Eduardo de Andrade; Peroni, Nivaldo

    Abstract in Portuguese:

    Avaliou-se a diversidade fenotípica de etnovariedades de batata-doce através de descritores morfológicos, visando verificar como esta diversidade está distribuída em nível de roças e comunidades do Vale do Ribeira, SP, Brasil. Foram avaliados, no total, 74 acessos, envolvendo 53 etnovariedades, coletadas em 30 roças, distribuídas em 18 comunidades de agricultores que praticam agricultura tradicional nos municípios de Iguape, Ilha Comprida e Cananéia, somadas a quatro variedades comerciais adquiridas em varejões de Iguape e Piracicaba. A avaliação foi realizada em condições experimentais ex situ em Piracicaba, SP. Foram avaliados nove descritores fenológicos e florais, nove descritores morfológicos da parte aérea e cinco da raiz. Os 14 descritores de parte aérea e raiz foram transformados em dados binários, totalizando 74 atributos. Foi realizada uma análise de agrupamento, empregando-se o coeficiente de similaridade de Jaccard e o método aglomerativo UPGMA (unweighted pair group method with arithmetic mean). Os dados binários foram também submetidos a uma análise de variância (AMOVA). Não se detectou formação de grupos definidos, indicando que não há estruturação espacial da diversidade para as etnovariedades, mas observou-se grande variação morfológica (índice de Jaccard variando de 0,12 a 1,0) na região estudada. A maior parte da variabilidade encontra-se distribuída dentro de roças (64,4%), seguida pela distribuição entre roças dentro de comunidades (27,1%) e entre comunidades (8,4%). Portanto, os agricultores tradicionais no Vale do Ribeira cultivam em suas roças grande diversidade morfológica de batata-doce, cuja origem pode ter sido gerada pelo sistema reprodutivo da espécie por alogamia, por eventuais mutações somáticas e pelo amplo sistema de trocas entre agricultores em âmbito local e regional.

    Abstract in English:

    The phenotypic diversity of sweet potato (Ipomoea batatas) landraces was assessed using morphological traits, verifying how this diversity is distributed among the households and settlements of the Vale do Ribeira, Brazil. A total of 74 accessions, involving 53 landraces, collected from 30 households distributed among 18 settlements that practice traditional agriculture in the municipalities of Iguape, Ilha Comprida, and Cananeia, as well as four commercial varieties acquired in markets of Iguape and Piracicaba, were evaluated under an ex situ experimental condition in Piracicaba, SP, Brazil. Nine phenological and floral descriptors, nine morphological vegetative aerial descriptors and five storage root traits were recorded. The 14 aerial vegetative and root descriptors were evaluated as binary data, totaling 74 attributes. Cluster analyses were made using the Jaccard similarity index and the UPGMA (unweighted pair group method with arithmetic mean) agglomerative method. Binary data was also submitted to a variance analysis (AMOVA). No defined groups were observed, indicating that the diversity of the landraces is not structured in space, but considerable morphological variation was found in this area (Jaccard similarity index varying from 0.12 to 1.0). Most of the variability occurred within households (64.4%), followed by the distribution among households within settlements (27.1%) and among settlements (8.4%). Thus, the traditional agriculturists of Vale do Ribeira maintain a high morphological diversity for sweet potato within their households, which can be assumed to be produced by the outcrossing mating system of this species and somatic mutation events, as well as the exchange system at local and regional levels.
  • Essential oil composition of fruit colour varieties of Eugenia brasiliensis Lam. Note

    Moreno, Paulo Roberto H.; Lima, Marcos Enoque Leite; Sobral, Marcos; Young, Maria Cláudia Marx; Cordeiro, Inês; Apel, Miriam Anders; Limberger, Renata Pereira; Henriques, Amélia Teresinha

    Abstract in Portuguese:

    A espécie Eugenia brasiliensis Lam. apresenta a coloração dos frutos variável, sendo reconhecidas três variedades. Entretanto, a definição de variedades não é fácil para espécies de Myrtaceae e também não é amplamente aceita. Duas variedades de Eugenia brasiliensis, baseado na cor dos frutos (roxos e amarelos), tiveram a composição de seus óleos essenciais analisadas com a finalidade de obter indícios de variedade botânica para esta espécie. Embora, os componentes principais nos óleos das folhas fossem os mesmos monoterpenos para ambas as variedades, alfa-pineno, beta-pineno e 1,8-cineol, a variedade com frutos roxos acumulou maior quantidade de sesquiterpenos oxigenados (33,9%) do que aquela com frutos amarelos (3,8%). As diferenças principais ocorreram nos frutos roxos que apresentaram como componente principal o óxido de cariofileno (22,2%) e o alfa-cadinol (10,4%), não detectados no óleo das folhas, e o óleo dos frutos amarelos apresentou uma composição similar àquela observada para as folhas. Estas variedades de coloração dos frutos de E. brasilensis podem ser considerados como dois quimiotipos distintos, uma vez que na variedade com frutos roxos a rota biossintética para sesquiterpenos encontra-se mais operante do que naquela com frutos amarelos, onde são acumulados principalmente os monoterpenos.

    Abstract in English:

    Eugenia brasiliensis Lam. is a variable species concerning fruit colour, with three recognized varieties. However, the definition of varieties is not easy for Myrtaceae species and not widely accepted. Two fruit colour varieties (purple and yellow) of E. brasiliensis had their essential oil composition analysed in order to give support to the existence of varieties for this species. Although, the major components in the leaf oil are the same monoterpenes for both varieties, alpha-pinene, beta-pinene and 1,8-cineol, the purple fruit variety accumulates more oxygenated sesquiterpenes (33.9%) than the one with yellow fruits (3.8%). The major differences occurred in purple fruits that present as major components caryophyllene oxide (22.2%) and alpha-cadinol (10.4%), not found in the leaf oil, and the yellow fruit oil presented a similar composition as observed for the leaves. These fruit colour varieties of E. brasilensis can be considered as two distinct chemotypes, since the sesquiterpene pathway is more operant in the purple variety than in the yellow one, in which monoterpenes are mainly accumulated.
  • Permeability - impermeability: canopy trees as biodiversity filters Point of View

    Gandolfi, Sergius; Joly, Carlos Alfredo; Rodrigues, Ricardo Ribeiro

    Abstract in Portuguese:

    Cada espécie do dossel das florestas tropicais e subtropicais pode criar microsítios específicos sob sua copa, que funcionam como filtros para aquelas espécies que tentam regenerar sob elas. Em função da permeabilidade ou impermeabilidade, cada espécie do dossel poderia parcialmente determinar a composição e estrutura da comunidade de plantas sob a projeção da sua copa. Portanto a biodiversidade presente e futura da comunidade de plantas da floresta poderia ser parcialmente determinada pela estrutura atual da comunidade de árvores do dossel (efeito de filtro). Alguns desdobramentos teóricos e práticos deste novo enfoque são sugeridos.

    Abstract in English:

    Each tropical and subtropical forest canopy species may create specific microsite conditions below its crown, which works as a filter for those species that attempt to regenerate below it. In function of the permeability or impermeability level, each canopy species could partially determine a plant community structure and composition beneath its crown projection. Therefore, present and future forest plant community biodiversity could be partially determined by the present structure of the canopy tree species community (filter effect). Some theoretical and practical aftermaths are suggested.
  • Perspectives on biodiversity science in Brazil Review

    Scarano, Fabio Rubio

    Abstract in Portuguese:

    A temática da biodiversidade no Brasil alcançou um ponto crítico onde, por um lado, a ciência da biodiversidade aumenta em quantidade e em qualidade, enquanto que por outro, a destruição de habitats nos grandes biomas brasileiros se mantém em taxas alarmantes. Eu defendo que este paradoxo, numa perspectiva científica, tenha dois princípios centrais nos quais cientistas talvez devessem se concentrar. Primeiramente, embora as ciências relacionadas à biodiversidade no Brasil sejam de alto padrão se comparadas com o que é produzido no resto do mundo, o país ainda não detém a ponta do conhecimento em nenhuma destas ciências. E segundo lugar, a riqueza de informações produzida por fortes programas de pesquisa - como o Biota/Fapesp, ao qual este número especial de Scientia Agricola é dedicado - está apenas começando a auxiliar tomadores-de-decisão a aumentar a precisão e a qualidade das decisões referentes ao meio ambiente, mas ainda há muito a ser feito a este respeito. Portanto, eu discuto alguns dos tópicos acerca da biodiversidade que permanecem controvertidos e demandam rápido crescimento científico. Eu proponho que atacando estes temas o Brasil talvez possa vir a alcançar a ponta do conhecimento em médio prazo. Em seguida, discuto como podem ser aprimoradas as vias de comunicação entre cientistas e tomadores-de-decisão e o público em geral, enfatizando como um forte programa educacional - que cubra do jardim de infância à pós-graduação - será imprescindível para solucionar os dois problemas acima e definitivamente romper com o paradoxo conhecimento da biodiversidade vs. destruição da biodiversidade.

    Abstract in English:

    Biodiversity issues in Brazil have reached a critical point. On one hand, biodiversity science is increasing in quality and quantity, however on the other, habitat destruction in all major biomes still maintain alarmingly high rates. This paradox, from a scientific perspective, has two central tenets that scientists should focus on. First, although science related to biodiversity is of high standard in Brazil as compared to that of peers in the world, it is still not at the leading edge of research. Second, the wealth of information built up by strong research programmes, such as Biota/Fapesp - to which this special issue of Scientia Agricola is dedicated - is beginning to help decision-makers to improve precision and quality of their decisions concerning the environment, but still much is left to be done in this respect. Therefore, I discuss some of the biodiversity issues that remain controversial and demand fast scientific growth. Tackling them Brazil may finally reach the leading edge of biodiversity research. Finally, I discuss how communication between scientists and decision-makers and the general public may be improved, highlighting how a strong education project is urgently needed from kindergarten to graduate programmes in order to solve the two problems above mentioned and definitely crack the paradox biodiversity knowledge vs. biodiversity destruction.
São Paulo - Escola Superior de Agricultura "Luiz de Queiroz" USP/ESALQ - Scientia Agricola, Av. Pádua Dias, 11, 13418-900 Piracicaba SP Brazil, Tel.: +55 19 3429-4401 / 3429-4486, Fax: +55 19 3429-4401 - Piracicaba - SP - Brazil
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