Understory host plant and insect gall diversity changes across topographic habitats differing in nutrient and water stress in the Brazilian Amazon rainforest / Riqueza de insetos galhadores associados a habitats de sub-bosque com diferentes topografias e níveis de estresse hídrico e nutricional em uma floresta da Amazônia Central, Brasil

Topographic gradients in terra firme forests are associated with pronounced changes in soil texture, soil nutrients and distance to the water-table, thereby creating different hydric and nutritional conditions for plants and their associated herbivore community. The aim of this study was to investigate galling species and host plant richness and gall species composition across topographic habitats differing in nutrient and water stress in the Brazilian Amazon rainforest. Nineteen 250 x 3 m plots were randomly sampled in the valley, slope, plateau-slope transition, and plateau habitats in terra firme forests. All individual dicotyledonous plants 1 to 3 meters high were examined for the presence of insect galls. Galling species and host plant richness differed significantly among the studied habitats and were higher in slope habitats (drier habitats), as expected. More humid areas (valleys) showed the lowest richness of galling species, and a lower number of understory host plants. PERMANOVA and PERMDISP results demonstrated that the gall species composition differed significantly in the valley, slope, plateau-slope transition, and plateau areas. However, these structural differences in species composition could be due to unequal dispersion of variability among forest habitats. Our data suggested that spatial heterogeneity, such as a mosaic of local water status and nutrient availability resulting from the topographic conditions, can affect host plants and their associated galling insects.(AU)

As variações topográficas encontradas nas florestas de terra firme são acompanhadas por fortes mudanças no conteúdo de argila e concentração de nutrientes do solo, criando, portanto, diferentes condições hídricas e nutricionais para plantas e as comunidades de herbívoros associadas. O objetivo do presente estudo foi avaliar a riqueza e composição de espécies de insetos galhadores e suas plantas hospedeiras ao longo de um gradiente topográfico com habitats que diferem quanto ao estresse hídrico e nutricional. Dezenove parcelas de 250 x 3 m foram estabelecidos aleatoriamente em habitats de vertente, platô, transição platô-vertente e baixio, claramente distintos em áreas de terra firme. Todas as dicotiledôneas com 1 a 3 metros de altura foram examinadas quanto à presença de galhas de insetos. As galhas encontradas foram coletadas e insetos galhadores foram classificados em morfoespécies. A riqueza de galhadores e de plantas hospedeiras diferiram significativamente entre os habitats estudados, e como esperado, foi maior no habitat de vertente. As áreas mais úmidas (baixios) apresentaram menor riqueza de plantas hospedeiras no sub-bosque e, conseqüentemente, um número menor de espécies de galhadores. Os resultados das análises de PERMANOVA e PERMDISP demonstraram que a composição da espécie de insetos galhadores variou significativamente entre as áreas de floresta de terra firme. No entanto, essas diferenças estruturais na composição das espécies podem ser devidas à dispersão desigual da variabilidade entre os habitats. Nossos dados sugerem que a heterogeneidade espacial, tal como o mosaico de status hídrico e nutricional do solo associado às condições topográficas, pode afetar plantas hospedeiras e insetos galhadores associados.(AU)

Rock biofertilizer and earthworm compost on sugarcane performance and soil attributes in two consecutive years

The deployment of soluble fertilizers has been one of the most commonly applied agricultural practices in the bid to increase crop yield. However, the production of soluble fertilizers has a considerable economic cost and consumes a substantial amount of energy. In general, soil organic matter provides the nutrients needed for plant growth in organic agriculture. However, these nutrients are not sufficient if the best yield is to be obtained. The aim of our field experiment was to evaluate the effectiveness of phosphate and potassic sources (rocks, bio-fertilizers and soluble fertilizers) based on several sugarcane characteristics and soil attributes. Our experiment was conducted over two consecutive years, and we assessed the effect of using sugarcane filter mud cake (SFMC). In addition, we mixed the phosphate and potassic sources with earthworm compost enriched in N by inoculation with diazotrophic bacteria (OM) and applied at 50, 100 and 150 % of the recommended dosage rate (RDR). The PK biofertilizer with OM enriched in N positively affected sugarcane height, yield, and industrial characteristics. The application of SFMC greatly increased available P and K in the soil and plant characteristics with residual effect in the two consecutive harvests. We conclude that the biofertilizer has the potential to increase sugarcane characteristics and may represent an alternative to soluble fertilizers.

Rock biofertilizer and earthworm compost on sugarcane performance and soil attributes in two consecutive years

The deployment of soluble fertilizers has been one of the most commonly applied agricultural practices in the bid to increase crop yield. However, the production of soluble fertilizers has a considerable economic cost and consumes a substantial amount of energy. In general, soil organic matter provides the nutrients needed for plant growth in organic agriculture. However, these nutrients are not sufficient if the best yield is to be obtained. The aim of our field experiment was to evaluate the effectiveness of phosphate and potassic sources (rocks, bio-fertilizers and soluble fertilizers) based on several sugarcane characteristics and soil attributes. Our experiment was conducted over two consecutive years, and we assessed the effect of using sugarcane filter mud cake (SFMC). In addition, we mixed the phosphate and potassic sources with earthworm compost enriched in N by inoculation with diazotrophic bacteria (OM) and applied at 50, 100 and 150 % of the recommended dosage rate (RDR). The PK biofertilizer with OM enriched in N positively affected sugarcane height, yield, and industrial characteristics. The application of SFMC greatly increased available P and K in the soil and plant characteristics with residual effect in the two consecutive harvests. We conclude that the biofertilizer has the potential to increase sugarcane characteristics and may represent an alternative to soluble fertilizers.(AU)

Physiographic and floristic gradients across topography in transitional seasonally dry evergreen forests of southeast Pará, Brazil

Seasonally dry evergreen forests in southeast Pará, Brazil are transitional between taller closed forests of the interior Amazon Basin and woodland savannas (cerrados) of Brazil's south-central plains. We describe abiotic and biotic gradients in this region near the frontier town of Redenção where forest structure and composition grade subtly across barely undulating topography. Annual precipitation averaged 1859 mm between 1995-2001, with nearly zero rainfall during the dry season months of June August. Annual vertical migrations of deep-soil water caused by seasonal rainfall underlie edaphic and floristic differences between high- and low-ground terrain. Low-ground soils are hydromorphic, shaped by perching water tables during the wet season, pale gray, brown, or white in color, with coarse texture, low moisture retention during the dry season, and relatively high macro-nutrient status in the surface horizons. Forest canopies on low ground are highly irregular, especially along seasonal streams, while overstory community composition differs demonstrably from that on high ground. High-ground soils are dystrophic, well-drained through the wet season, brown or red-yellow in color, with finer texture, higher moisture retention, and low macro-nutrient status in the surface horizons compared to low-ground soils. Forest canopies are, on average, taller, more regular, and more closed on high ground. Low-ground areas can be envisioned as energy and nutrient sinks, where, because of hydrologic cycles, canopy disturbance likely occurs more frequently than at high-ground positions if not necessarily at larger scales.

As florestas perenifólias sazonalmente secas no sudeste do Pará, Brasil, são áreas de transição entre as florestas fechadas mais altas do interior da Bacia Amazônica e o cerrado das planícies da região Sul-Central do Brasil. Descrevemos os gradientes abióticos e bióticos nessa região próxima da cidade de Redenção, onde a estrutura e a composição da floresta muda gradual e sutilmente ao longo da topografia levemente ondulada. Entre 1995 e 2001, o índice pluviométrico anual nessa região era de, em média, 1.859 mm, com aproximadamente zero de precipitação durante junho e agosto; os meses da estação seca. As migrações verticais anuais das águas profundas do solo, causadas pelas chuvas sazonais, são responsáveis pelas diferenças edáficas e florísticas entre os terrenos baixos e altos. Os solos dos terrenos baixos são hidromórficos formados pela água que se eleva do lençol freático durante a estação chuvosa de cor cinza pálido, marrom ou branca, textura grossa, com baixa retenção de umidade durante a estação seca e concentração relativamente alta de macro-nutrientes nos horizontes superficiais. O dossel florestal nos terrenos baixos é bastante irregular, especialmente ao longo dos igarapés sazonais, e a composição da comunidade do dossel difere visivelmente daquela dos terrenos altos. Os solos dos terrenos altos são distróficos, bem drenados durante a estação de chuvas, de cor marrom ou vermelho-amarela, textura fina, e possuem maior retenção de umidade e menor concentração de macro-nutrientes nos horizontes superficiais se comparados aos solos dos terrenos baixos. Nos terrenos altos, os dosséis florestais são, em média, mais altos, mais regulares e mais fechados. As áreas de terrenos baixos podem ser consideradas sumidouros de energia e nutrientes, nas quais, em virtude do ciclo hidrológico, as perturbações no dossel são prováveis de ocorrer mais freqüentemente do que nos terrenos mais altos, mas não necessariamente em escalas maiores.

Floristic, edaphic and structural characteristics of flooded and unflooded forests in the lower Rio Purús region of central Amazonia, Brazil

Despite a natural history interest in the early 1900s, relatively little ecological research has been carried out in the Rio Purús basin of central Amazonia, Brazil. Here we describe a new study area in the region of Lago Uauaçú with an emphasis on the climate, forest structure and composition, and soil characteristics between adjacent unflooded (terra firme) and seasonally inundated forests; situated within both the white-water (várzea) and black-water (igapó) drainage systems that dominate the landscape. The climate was found to be typical of that of the central Amazon. Várzea forest soils had high concentrations of nutrients, while terra firme and igapó soils were comparatively nutrient-poor. Terra firme forests were the most floristically diverse forest type, whereas várzea was intermediate, and igapó the most species-poor. The Lecythidaceae was the most important family in terra firme while the Euphorbiaceae was the most important in both várzea and igapó. There were significant differences between forest types in terms of number of saplings, canopy cover and understorey density. In contrasting our results with other published information, we conclude that the Lago Uauaçú region consists of a typical central Amazonian forest macro-mosaic, but is a unique area with high conservation value due to the intimate juxtaposition of terra firme, várzea and igapó forests.

Apesar de um interesse na história natural no início de 1900, relativamente pouca pesquisa ecológica foi realizada na região do Rio Purús, Amazônia central, Brasil. Nesse estudo nós descrevemos uma nova área de estudo na região do Lago Uauaçú com ênfase no clima, na estrutura e composição da floresta, e nas características do solo entre florestas adjacentes de terra firme e inundadas (várzea e igapó) que dominam a paisagem. O clima foi caracterizado como típico daquele da Amazônia central. Os solos da floresta de várzea tiveram concentrações elevadas de nutrientes, enquanto os solos de florestas de terra firme e de igapó foram comparativamente pobres em nutrientes. As florestas de terra firme foram floristicamente mais diversas, enquanto várzea foi intermediária, e igapó foi a mais pobre em espécies. Lecythidaceae foi a família mais importante na terra firme enquanto Euphorbiaceae foi mais importante em ambos, várzea e igapó. Foram encontradas diferenças significativas entre os tipos de floresta e o número de subadultos, cobertura de dossel e densidade do subdossel. Contrastando nossos resultados com outras informações publicadas, nós concluímos que a região do Lago Uauaçú consiste em um macro-mosaico típico de floresta da Amazônia central, mas uma área única, com elevado valor de conservação devido à íntima justaposição de florestas de terra firme, várzea e igapó.

Alterações estruturais do sistema radicular de soja em resposta à disponibilidade de fósforo no solo

Since the analytical framework and quantitative tools associated with classical statistics are not efficient to identify and interpret plant strategies for adaptation to a given soil environment, the objective of this study was to utilize concepts of topology in order to analyze the structural changes in soybean root systems in response to soil phosphorus availability. Soybean plants were grown in black plexiglas boxes under controlled environment (temperature and photoperiod). The boxes were packed with substrate mixed with nutrient solution to achieve uniform P concentration for two treatments: +P (15.5 mg L-1 P) and -P (8.5 mg L-1 P). In a completely randomized experimental design, three replicates were sampled at 5, 10, 15, 20, 25, and 30 days after germination. For each treatment, plant age, and replicate, the following attributes were obtained: main root length (order 0), and average number and length of order-1, order-2, and order-3 lateral roots according to their position of origin along the main root. Topological indexes were defined and calculated for both treatments, using the mean values of three replicates. Indexes used in this study were efficient in detecting the structural changes performed by the soybean root systems growing under lower soil P concentration.

Tendo em vista que os métodos estatísticos tradicionais de análise dos atributos métricos do sistema radicular são insatisfatórios no que diz respeito à identificação e interpretação de estratégias adotadas pela planta em adaptação ao ambiente edáfico, o objetivo do trabalho foi utilizar conceitos de topologia para analisar as alterações estruturais apresentadas pelo sistema radicular da soja (Glycine max L. Merr. cv. Williams 82) em resposta à disponibilidade de fósforo no solo. Plantas de soja foram cultivadas em recipientes de acrílico preto, em condições controladas de temperatura e fotoperíodo. Dois tratamentos foram estabelecidos, pela adição de solução nutritiva ao substrato dos recipientes: +P (15,5 mg L-1 P) e -P (8,5 mg L-1 P). Utilizando-se delineamento experimental inteiramente casualizado, com parcelas subdivididas no tempo, três repetições foram amostradas aos 5, 10, 15, 20, 25 e 30 dias após a germinação. Para cada tratamento, idade de amostragem e repetição foram obtidos o comprimento da raiz principal (ordem 0), e os respectivos números e comprimentos médios das raízes laterais de ordens 1, 2 e 3, de acordo com a posição de origem na raiz principal. Índices topológicos foram definidos e aplicados para cada tratamento, utilizando-se os valores médios das três repetições. Os índices utilizados foram eficientes em detectar as alterações estruturais apresentadas pelos sistemas radiculares das plantas cultivadas sob menor teor de fósforo no solo.

Alterações estruturais do sistema radicular de soja em resposta à disponibilidade de fósforo no solo

Since the analytical framework and quantitative tools associated with classical statistics are not efficient to identify and interpret plant strategies for adaptation to a given soil environment, the objective of this study was to utilize concepts of topology in order to analyze the structural changes in soybean root systems in response to soil phosphorus availability. Soybean plants were grown in black plexiglas boxes under controlled environment (temperature and photoperiod). The boxes were packed with substrate mixed with nutrient solution to achieve uniform P concentration for two treatments: +P (15.5 mg L-1 P) and -P (8.5 mg L-1 P). In a completely randomized experimental design, three replicates were sampled at 5, 10, 15, 20, 25, and 30 days after germination. For each treatment, plant age, and replicate, the following attributes were obtained: main root length (order 0), and average number and length of order-1, order-2, and order-3 lateral roots according to their position of origin along the main root. Topological indexes were defined and calculated for both treatments, using the mean values of three replicates. Indexes used in this study were efficient in detecting the structural changes performed by the soybean root systems growing under lower soil P concentration.

Tendo em vista que os métodos estatísticos tradicionais de análise dos atributos métricos do sistema radicular são insatisfatórios no que diz respeito à identificação e interpretação de estratégias adotadas pela planta em adaptação ao ambiente edáfico, o objetivo do trabalho foi utilizar conceitos de topologia para analisar as alterações estruturais apresentadas pelo sistema radicular da soja (Glycine max L. Merr. cv. Williams 82) em resposta à disponibilidade de fósforo no solo. Plantas de soja foram cultivadas em recipientes de acrílico preto, em condições controladas de temperatura e fotoperíodo. Dois tratamentos foram estabelecidos, pela adição de solução nutritiva ao substrato dos recipientes: +P (15,5 mg L-1 P) e -P (8,5 mg L-1 P). Utilizando-se delineamento experimental inteiramente casualizado, com parcelas subdivididas no tempo, três repetições foram amostradas aos 5, 10, 15, 20, 25 e 30 dias após a germinação. Para cada tratamento, idade de amostragem e repetição foram obtidos o comprimento da raiz principal (ordem 0), e os respectivos números e comprimentos médios das raízes laterais de ordens 1, 2 e 3, de acordo com a posição de origem na raiz principal. Índices topológicos foram definidos e aplicados para cada tratamento, utilizando-se os valores médios das três repetições. Os índices utilizados foram eficientes em detectar as alterações estruturais apresentadas pelos sistemas radiculares das plantas cultivadas sob menor teor de fósforo no solo.

ADUBAÇÃO VERDE E ORGÂNICA PARA O CULTIVO DO AMENDOIM (Arachis hypogaea L)

During the 1986/94 growing seasons, experiments were carried out on a Red-Dark Podzolic soil at the Experimental Station of Monte Alegre do Sul-SP, Brazil, in order to verify the continuous and noncontinuous peanut planting, the incorporation of green manure, of chicken manure and leaving the soil fallow, on the spring productivity of peanut crop. The use of incorporated Mucuna aterrima, as green manure, in rotation with peanut, increased the percentual yield by 64% of the continuous peanut planting; two annual cropping systems of peanut can not be grown, because reduce yields. Incorporation of Mucuna aterrima as green manure, chicken manure and fallow increased the concentration of the phosphorus in the soil, when compared to the continuous planting of peanut crop.

No período de 1986/87 a 1993/94 foram conduzidos experimentos, em solo Podzólico Vermelho-Escuro, distrófico, textura média, de baixa fertilidade, na Estação Experimental de Monte Alegre do Sul do Instituto Agronômico de Campinas, com o objetivo de verificar os efeitos da monocultura do amendoim, em cultivo contínuo e não contínuo, da incorporação de biomassa de Mucuna aterrima (Piper & Tracy) Holland (mucuna preta) como adubação verde e da aplicação de esterco de galinha como adubação orgânica, sobre a produção do amendoim "das águas" e na variação dos teores de nutrientes no solo. O tratamento "amendoim-contínuo" foi o que proporcionou os mais baixos índices de produção da cultura, com média de oito anos de 1525 Kg/ha. O tratamento "amendoim-mucuna" foi o que proporcionou os mais elevados índices de produção de amendoim, com média de oito anos de 2497 Kg/ha, e com um acréscimo de produção relativa de 64% em relação ao tratamento "amendoim-contínuo". Já o tratamento "amendoim-orgânica" apresentou as segundas mais elevadas produções de amendoim, com média de oito anos de 1948 Kg/ha, e um acréscimo de 28% em relação ao tratamento "amendoim-contínuo"; e o tratamento "amendoim-pousio", apresentou um acréscimo de produção de apenas 7%, em relação ao tratamento "amendoim-contínuo", e com uma média de 1636 Kg/ha. Dentre os nutrientes no solo, o fósforo e o cálcio tiveram seus valores modificados, juntamente com a saturação em bases, de acordo com o tipo de tratamento empregado, no período de 1986 a 1992.

Nutrientes no solo em floresta de terra firme cortada seletivamente na Amazônia Central

Soil pH, organic matter, and concentrations of extractable-P, exchangeable K, Ca, Mg and Al were measured in selectively logged plots of upland rain forest, 80 km north of Manaus. Soil type corresponds to an acid and very clayey Oxisol, (ca. 80 % of clay). Two control plots of intact forest and two plots submitted to selective logging were studied in 1987 and 1993. Results confirmed high soil acidity, and showed highest concentrations of extractable-P, and exchangeable-K, Ca, Mg and Al in the wet season. Both control and logged plots, showed the following ranking of concentrations for soil pit analyses: Al > Ca > > Mg, in the wet season, and Al > > Mg > Ca in the dry season. There are evidences that the timber residues left from selective logging rises soil nutrient values through decay, especially during the wet season.

Foram medidos o pH, a matéria orgânica, o fósforo assimilável, o potássio, o magnésio, o cálcio e o alumínio trocáveis no solo de uma área de manejo florestal em floresta de terra firme localizada a 80 km ao norte de Manaus. O solo é um Latossolo Amarelo álico de textura muito argilosa. O experimento constou de duas parcelas controle e duas que sofreram manejo em tempos distintos (uma em 1987 e a outra em 1993). Os resultados mostraram que esses solos são muito ácidos e que os teores de fósforo assimilável, potássio, magnésio, cálcio, e alumínio trocáveis são mais altos no período chuvoso do que no período seco. Nos perfis do solo da floresta remanescente e do centro de clareira do manejo de 1987, as concentrações dos elementos estudados seguiram a ordem Al > Ca > > Mg no período chuvoso e Al > > Mg > Ca no início do período seco. Há evidências de que os resíduos de madeira deixados pela extração seletiva aumentaram a concentração de nutrientes no solo, pela sua decomposição, especialmente na estação chuvosa.

Nutrientes no solo em floresta de terra firme cortada seletivamente na Amazônia Central

Soil pH, organic matter, and concentrations of extractable-P, exchangeable K, Ca, Mg and Al were measured in selectively logged plots of upland rain forest, 80 km north of Manaus. Soil type corresponds to an acid and very clayey Oxisol, (ca. 80 % of clay). Two control plots of intact forest and two plots submitted to selective logging were studied in 1987 and 1993. Results confirmed high soil acidity, and showed highest concentrations of extractable-P, and exchangeable-K, Ca, Mg and Al in the wet season. Both control and logged plots, showed the following ranking of concentrations for soil pit analyses: Al > Ca > > Mg, in the wet season, and Al > > Mg > Ca in the dry season. There are evidences that the timber residues left from selective logging rises soil nutrient values through decay, especially during the wet season.

Foram medidos o pH, a matéria orgânica, o fósforo assimilável, o potássio, o magnésio, o cálcio e o alumínio trocáveis no solo de uma área de manejo florestal em floresta de terra firme localizada a 80 km ao norte de Manaus. O solo é um Latossolo Amarelo álico de textura muito argilosa. O experimento constou de duas parcelas controle e duas que sofreram manejo em tempos distintos (uma em 1987 e a outra em 1993). Os resultados mostraram que esses solos são muito ácidos e que os teores de fósforo assimilável, potássio, magnésio, cálcio, e alumínio trocáveis são mais altos no período chuvoso do que no período seco. Nos perfis do solo da floresta remanescente e do centro de clareira do manejo de 1987, as concentrações dos elementos estudados seguiram a ordem Al > Ca > > Mg no período chuvoso e Al > > Mg > Ca no início do período seco. Há evidências de que os resíduos de madeira deixados pela extração seletiva aumentaram a concentração de nutrientes no solo, pela sua decomposição, especialmente na estação chuvosa.

ADUBAÇÃO VERDE E ORGÂNICA PARA O CULTIVO DO AMENDOIM (Arachis hypogaea L)

During the 1986/94 growing seasons, experiments were carried out on a Red-Dark Podzolic soil at the Experimental Station of Monte Alegre do Sul-SP, Brazil, in order to verify the continuous and noncontinuous peanut planting, the incorporation of green manure, of chicken manure and leaving the soil fallow, on the spring productivity of peanut crop. The use of incorporated Mucuna aterrima, as green manure, in rotation with peanut, increased the percentual yield by 64% of the continuous peanut planting; two annual cropping systems of peanut can not be grown, because reduce yields. Incorporation of Mucuna aterrima as green manure, chicken manure and fallow increased the concentration of the phosphorus in the soil, when compared to the continuous planting of peanut crop.

No período de 1986/87 a 1993/94 foram conduzidos experimentos, em solo Podzólico Vermelho-Escuro, distrófico, textura média, de baixa fertilidade, na Estação Experimental de Monte Alegre do Sul do Instituto Agronômico de Campinas, com o objetivo de verificar os efeitos da monocultura do amendoim, em cultivo contínuo e não contínuo, da incorporação de biomassa de Mucuna aterrima (Piper & Tracy) Holland (mucuna preta) como adubação verde e da aplicação de esterco de galinha como adubação orgânica, sobre a produção do amendoim "das águas" e na variação dos teores de nutrientes no solo. O tratamento "amendoim-contínuo" foi o que proporcionou os mais baixos índices de produção da cultura, com média de oito anos de 1525 Kg/ha. O tratamento "amendoim-mucuna" foi o que proporcionou os mais elevados índices de produção de amendoim, com média de oito anos de 2497 Kg/ha, e com um acréscimo de produção relativa de 64% em relação ao tratamento "amendoim-contínuo". Já o tratamento "amendoim-orgânica" apresentou as segundas mais elevadas produções de amendoim, com média de oito anos de 1948 Kg/ha, e um acréscimo de 28% em relação ao tratamento "amendoim-contínuo"; e o tratamento "amendoim-pousio", apresentou um acréscimo de produção de apenas 7%, em relação ao tratamento "amendoim-contínuo", e com uma média de 1636 Kg/ha. Dentre os nutrientes no solo, o fósforo e o cálcio tiveram seus valores modificados, juntamente com a saturação em bases, de acordo com o tipo de tratamento empregado, no período de 1986 a 1992.