Redes neurais artificiais na estimação de variáveis biométricas de mudas de espécies florestais produzidas em diferentes substratos / Artificial neural networks for estimating the biometric variables of seedlings from forest species produced in different substrates

O objetivo do trabalho foi avaliar o crescimento em diâmetro do coleto e altura, e a produção de matéria seca total de mudas de Myracrodruon urundeuva, Jacaranda brasiliana e Mimosa caesalpiniaefolia. Concomitantemente, desenvolveu-se uma Rede Neural Artificial (RNA) do tipo Multilayer Perceptron que seria capaz de estimar a H e a MST das mudas das espécies estudadas. As mudas foram cultivadas em ambiente protegido com 50% de sombra. Assim, os tratamentos foram considerados com cinco proporções do material orgânico (0, 20, 40, 60 e 80% v/v) na composição do substrato final (solo da área desertificada). Aos 120 dias após a semeadura, as mudas foram coletadas para determinação das variáveis biométricas. A rede MLP foi utilizada empregando-se o algoritmo de treinamento Levenberg-Marquardat. As variáveis utilizadas como entrada da MLP para a estimação da altura e massa seca das mudas foram: diâmetro do coleto, diâmetro mínimo, médio e máximo do coleto, as espécies e fontes de resíduos orgânicos (esterco bovino, esterco caprino e palha de arroz), totalizando dez entradas. Foi utilizada a função de ativação tangente hiperbólica. Como resultados, recomenda-se a proporção 80:20% (esterco bovino e/ou esterco caprino:solo da área degradada) ao substrato de cultivo para o crescimento das mudas das espécies. A adição de doses de esterco bovino e esterco caprino influenciaram o DC do...

The aim of this study was to evaluate the stem growth in diameter and height as well as the production of total dry matter from seedlings of Myracrodruon urundeuva, Jacaranda brasiliana and Mimosa caesalpiniaefolia. Concurrently, an Artificial Neural Network (RNA) of Multilayer Perceptron type that would be able to estimate the H and the MST of the seedlings of the studied species was developed. The seedlings were cultivated in a protected environment with 50% shade. Thus, the treatments were considered with five proportions of the organic material (0, 20, 40, 60 and 80% v/v) in the final substrate composition (desertified area soil). At 120 days after sowing, the seedlings were collected to determine the biometric variables. The MLP network was used with help of the Levenberg-Marquardat training algorithm. The variables used as input of the MLP for height and dry mass estimation of the seedlings were: stem diameter, minimum, medium and maximum diameter of stem; and species and sources of organic residues (cattle manure, goat manure and rice straw), totaling ten entries. The hyperbolic tangent activation function was conducted. As a result, a 80:20% ratio (bovine manure and/or goat manure: soil from the degraded area) is recommended to be used in the growing substrate for seedling growth. The addition of bovine manure and goat manure doses influenced the Jacaranda brasiliana DC...

Redes neurais artificiais na estimação de variáveis biométricas de mudas de espécies florestais produzidas em diferentes substratos / Artificial neural networks for estimating the biometric variables of seedlings from forest species produced in different substrates

O objetivo do trabalho foi avaliar o crescimento em diâmetro do coleto e altura, e a produção de matéria seca total de mudas de Myracrodruon urundeuva, Jacaranda brasiliana e Mimosa caesalpiniaefolia. Concomitantemente, desenvolveu-se uma Rede Neural Artificial (RNA) do tipo Multilayer Perceptron que seria capaz de estimar a H e a MST das mudas das espécies estudadas. As mudas foram cultivadas em ambiente protegido com 50% de sombra. Assim, os tratamentos foram considerados com cinco proporções do material orgânico (0, 20, 40, 60 e 80% v/v) na composição do substrato final (solo da área desertificada). Aos 120 dias após a semeadura, as mudas foram coletadas para determinação das variáveis biométricas. A rede MLP foi utilizada empregando-se o algoritmo de treinamento Levenberg-Marquardat. As variáveis utilizadas como entrada da MLP para a estimação da altura e massa seca das mudas foram: diâmetro do coleto, diâmetro mínimo, médio e máximo do coleto, as espécies e fontes de resíduos orgânicos (esterco bovino, esterco caprino e palha de arroz), totalizando dez entradas. Foi utilizada a função de ativação tangente hiperbólica. Como resultados, recomenda-se a proporção 80:20% (esterco bovino e/ou esterco caprino:solo da área degradada) ao substrato de cultivo para o crescimento das mudas das espécies. A adição de doses de esterco bovino e esterco caprino influenciaram o DC do...(AU)

The aim of this study was to evaluate the stem growth in diameter and height as well as the production of total dry matter from seedlings of Myracrodruon urundeuva, Jacaranda brasiliana and Mimosa caesalpiniaefolia. Concurrently, an Artificial Neural Network (RNA) of Multilayer Perceptron type that would be able to estimate the H and the MST of the seedlings of the studied species was developed. The seedlings were cultivated in a protected environment with 50% shade. Thus, the treatments were considered with five proportions of the organic material (0, 20, 40, 60 and 80% v/v) in the final substrate composition (desertified area soil). At 120 days after sowing, the seedlings were collected to determine the biometric variables. The MLP network was used with help of the Levenberg-Marquardat training algorithm. The variables used as input of the MLP for height and dry mass estimation of the seedlings were: stem diameter, minimum, medium and maximum diameter of stem; and species and sources of organic residues (cattle manure, goat manure and rice straw), totaling ten entries. The hyperbolic tangent activation function was conducted. As a result, a 80:20% ratio (bovine manure and/or goat manure: soil from the degraded area) is recommended to be used in the growing substrate for seedling growth. The addition of bovine manure and goat manure doses influenced the Jacaranda brasiliana DC...(AU)

Selection of efficient rhizobial symbionts for Cratylia argentea in the cerrado biome / Seleção de rizóbios eficientes na simbiose com Cratylia argentea no bioma cerrado

Cratylia argentea is a leguminous shrub native to the cerrado, which has great potential for forage production and recovery of degraded areas. This study aimed to isolate, characterize, and select efficient rhizobial strains in symbiosis with Cratylia argentea . Rhizobacteria were isolated from the nodules of 12-month-old plants and cultivated in pots containing cerrado soil. Twenty-five bacterial strains were obtained, which displayed extensive variability with respect to morphological and symbiotic characteristics. Cratylia argentea seeds were planted in pots containing 5kg of cerrado soil and maintained in the greenhouse. The treatments consisted of 25 rhizobial isolates, two controls (without nitrogen and without inoculation), with or without nitrogen fertilization (5mgN·plant-1·week-1), and four replications. Plants were cultivated for 150 days after planting seeds to evaluate nodule number, nodule dry weight, shoot and root dry weight, shoot and root N content, and relative and symbiotic efficiency. Thirteen isolates improved shoot dry weight (up to 65.8%) and shoot nitrogen concentration (up to 76%) compared with those of control treatments. Two isolates, 4 (CR42) and 22 (CR52), conferred higher symbiotic efficiency values of approximately 20%. Therefore, these two rhizobial isolates displayed the highest potential as beneficial inoculants to optimize the symbiotic efficiency for Cratylia and to increase the incorporation of nutrients and biomass into the productive system in the cerrado.(AU)

Cratylia argentea é uma leguminosa arbustiva nativa do cerrado, com alto potencial para produção de forragem e recuperação de áreas degradadas. Este trabalho teve como objetivo isolar, caracterizar e selecionar estirpes de rizóbios eficientes na simbiose com C. argentea . As bactérias foram isoladas de nódulos de plantas com 12 meses de idade, cultivadas em solo de cerrado, em vasos. Foram obtidas 25 estirpes, que apresentaram alta variabilidade em relação às características morfológicas e simbióticas. Sementes de C. argentea foram plantadas em potes contendo 5kg de solo de cerrado, e mantidos em casa de vegetação. Os tratamentos consistiram em 25 isolados, controle (sem N e sem inoculação) e adubação nitrogenada (5mgN·planta-1·semana-1), em quatro repetições. As plantas foram colhidas 150 dias após o plantio para avaliar o número e a massa seca de nódulos, a massa seca e concentração de nitrogênio da parte área e das raízes. Foram calculadas as eficiências relativas e simbióticas. Treze estirpes se destacaram quanto ao acúmulo de massa seca (até 65,8%) e acúmulo de nitrogênio (até 76%), da parte aérea, em relação ao tratamento controle. Dentre estas, as estirpes 4 e 22 apresentaram maiores eficiências simbióticas (em torno de 20%). Portanto, estas estirpes apresentaram potencial para formulação de inoculantes, visando otimizar o processo simbiótico rizóbio- Cratylia e a incorporação de biomassa e nutrientes em sistema produtivos no cerrado.(AU)

Atributos físico-hídricos de um Latossolo após a aplicação de lodo de esgoto em área degradada do Cerrado

Intensively and inadequately managed soils and the civil construction industry in the rural area that are unconcerned with specific legislation, result in several problems in the environment. The objective of the present study was to evaluate the influence of sewage sludge on the recovery of hydro-physical properties of an Oxisol. The experiment was implanted in 2004, in Selvíria, Mato Grosso do Sul, Brazil. The six experimental treatments were arranged according to a randomized complete-block design with four replications. The experimental treatments were: 1 - Native Cerrado vegetation; 2 - degraded soil without treatment for soil recovery; 3 - Eucalyptus citriodora planting and Brachiaria decumbens sowing and no sewage sludge or mineral fertilization use; 4 - Eucalyptus citriodora planting and Brachiaria decumbens sowing in soil enriched with mineral fertilizer; 5 - Eucalyptus citriodora planting and Brachiaria decumbens sowing in soil enriched with 30Mg ha-1 sewage sludge, and 6- Eucalyptus citriodora planting and Brachiaria decumbens sowing in soil enriched with 60Mg ha-1 sewage sludge. Hydro-physical properties and the soil organic matter content were characterized at 0.00-to-0.05; 0.05-to-0.10; 0.10-to-0.20 and 0.20-to-0.30m layers in the soil. Mineral and organic fertilization treatments showed similar effects on the recovery of the hydro-physical properties and organic matter content of the degraded soil. The hydro-physical properties and organic matter content of Cerrado soils degraded due to civil construction activities can be recovered by the use of 30 to 60Mg sewage sludge ha-1.

Os solos cultivados intensivamente e inadequadamente são degradados, assim como a construção de obras civis no meio rural executada sem atender à legislação. O trabalho objetivou definir a interferência do lodo de esgoto na recuperação de atributos de um Latossolo Vermelho. O experimento foi implantado em 2004, em Selviria (MS). Os tratamentos utilizados foram: T1-vegetação de cerrado; T2-solo exposto sem tratamento para recuperação; T3-solo cultivado com eucalipto e braquiária sem o uso do lodo de esgoto e adubação mineral; T4-solo cultivado com eucalipto e braquiária com adubação mineral; T5-solo cultivado com eucalipto e braquiária com uso de 30Mg ha-1 de lodo de esgoto e; T6-solo cultivado com eucalipto e braquiária com uso de 60Mg ha-1 de lodo de esgoto. Nas camadas do solo de 0,00-0,05; 0,05-0,10; 0,10-0,20 e de 0,20-0,30m, foram avaliados os atributos físico-hídricos e teor de matéria orgânica. Os tratamentos com adubação mineral e orgânica estão agindo de forma semelhante para a recuperação dos atributos físico-hídricos e do teor de matéria orgânica. Em solos degradados pela construção de obras civis a aplicação de 30 a 60mg de lodo de esgoto ha-1 recupera as suas propriedades físico-hídricas.

Atributos físico-hídricos de um Latossolo após a aplicação de lodo de esgoto em área degradada do Cerrado

Intensively and inadequately managed soils and the civil construction industry in the rural area that are unconcerned with specific legislation, result in several problems in the environment. The objective of the present study was to evaluate the influence of sewage sludge on the recovery of hydro-physical properties of an Oxisol. The experiment was implanted in 2004, in Selvíria, Mato Grosso do Sul, Brazil. The six experimental treatments were arranged according to a randomized complete-block design with four replications. The experimental treatments were: 1 - Native Cerrado vegetation; 2 - degraded soil without treatment for soil recovery; 3 - Eucalyptus citriodora planting and Brachiaria decumbens sowing and no sewage sludge or mineral fertilization use; 4 - Eucalyptus citriodora planting and Brachiaria decumbens sowing in soil enriched with mineral fertilizer; 5 - Eucalyptus citriodora planting and Brachiaria decumbens sowing in soil enriched with 30Mg ha-1 sewage sludge, and 6- Eucalyptus citriodora planting and Brachiaria decumbens sowing in soil enriched with 60Mg ha-1 sewage sludge. Hydro-physical properties and the soil organic matter content were characterized at 0.00-to-0.05; 0.05-to-0.10; 0.10-to-0.20 and 0.20-to-0.30m layers in the soil. Mineral and organic fertilization treatments showed similar effects on the recovery of the hydro-physical properties and organic matter content of the degraded soil. The hydro-physical properties and organic matter content of Cerrado soils degraded due to civil construction activities can be recovered by the use of 30 to 60Mg sewage sludge ha-1.

Os solos cultivados intensivamente e inadequadamente são degradados, assim como a construção de obras civis no meio rural executada sem atender à legislação. O trabalho objetivou definir a interferência do lodo de esgoto na recuperação de atributos de um Latossolo Vermelho. O experimento foi implantado em 2004, em Selviria (MS). Os tratamentos utilizados foram: T1-vegetação de cerrado; T2-solo exposto sem tratamento para recuperação; T3-solo cultivado com eucalipto e braquiária sem o uso do lodo de esgoto e adubação mineral; T4-solo cultivado com eucalipto e braquiária com adubação mineral; T5-solo cultivado com eucalipto e braquiária com uso de 30Mg ha-1 de lodo de esgoto e; T6-solo cultivado com eucalipto e braquiária com uso de 60Mg ha-1 de lodo de esgoto. Nas camadas do solo de 0,00-0,05; 0,05-0,10; 0,10-0,20 e de 0,20-0,30m, foram avaliados os atributos físico-hídricos e teor de matéria orgânica. Os tratamentos com adubação mineral e orgânica estão agindo de forma semelhante para a recuperação dos atributos físico-hídricos e do teor de matéria orgânica. Em solos degradados pela construção de obras civis a aplicação de 30 a 60mg de lodo de esgoto ha-1 recupera as suas propriedades físico-hídricas.

Twenty years of post-fire plant succession in a "cerrado", São Carlos, SP, Brazil

Secondary succession in degraded areas is little studied, especially where long-term observation of evolutionary processes is concerned. The aim of this work was to follow the qualitative and quantitative changes in vegetation throughout the regeneration process after fire in a cerrado with forest physionomy. The area under study is a reserve on CPPSE-EMBRAPA's farm, São Carlos region of São Paulo State, Brazil. In 1981, an especially destructive fire eliminated the aerial part of the vegetation and litter. From that time, the vegetation in three permanent quadrats of 2 x 20 m was recorded for twenty years. The results demonstrated the rapid growth of herbs, shrubs, climbers and trees successively, with a great species richness and, after a certain time, a decline in density at a rate similar to the initial recovery. Both the soil seed bank and sprouting subterranean organs played important parts in the recovery of the vegetation. Three phases were observed in the plant succession: plant growth, followed by intraspecific competition with a reduction in the number of individuals and finally interspecific competition with the disappearance of some species from the quadrats. The different populations behaved similarly and the rise and fall in density of each species over time reflected their ecological role.

A sucessão secundária em áreas degradadas é pouco estudada, principalmente em relação ao acompanhamento dos processos evolutivos por longo período. O objetivo deste trabalho foi de verificar as mudanças qualitativas e quantitativas da vegetação durante o processo de regeneração após fogo em um cerrado com fisionomia de cerradão. A área estudada pertence a uma reserva institucional da CPPSE EMBRAPA, São Carlos, SP, Brasil. No ano de 1981 ocorreu um incêndio de proporções elevadas eliminando todo o folhedo e o dossel. O acompanhamento foi realizado em três parcelas fixas de 2 x 20 m ao longo de vinte anos. Os resultados demonstraram um rápido estabelecimento de indivíduos sucessivamente com plantas herbáceas, arbustivas, lianas e arbóreas, uma grande riqueza em espécies e, depois de determinado tempo, uma regressão em densidade na mesma ordem de estabelecimento. O banco de sementes do solo e o rebrotamento subterrâneo tiveram papel importante na recuperação da vegetação. No processo sucessional ocorreram três fases sucessivas: estabelecimento de plantas; competição intra-específica devido ao reajuste no número de indivíduos por espécies e competição interespecífica com a eliminação de algumas espécies das parcelas. As populações analisadas apresentaram padrões semelhantes de comportamento e a maior ou menor densidade ao longo do tempo refletiu o comportamento ecológico das espécies.

Twenty years of post-fire plant succession in a "cerrado", São Carlos, SP, Brazil

Secondary succession in degraded areas is little studied, especially where long-term observation of evolutionary processes is concerned. The aim of this work was to follow the qualitative and quantitative changes in vegetation throughout the regeneration process after fire in a cerrado with forest physionomy. The area under study is a reserve on CPPSE-EMBRAPA's farm, São Carlos region of São Paulo State, Brazil. In 1981, an especially destructive fire eliminated the aerial part of the vegetation and litter. From that time, the vegetation in three permanent quadrats of 2 x 20 m was recorded for twenty years. The results demonstrated the rapid growth of herbs, shrubs, climbers and trees successively, with a great species richness and, after a certain time, a decline in density at a rate similar to the initial recovery. Both the soil seed bank and sprouting subterranean organs played important parts in the recovery of the vegetation. Three phases were observed in the plant succession: plant growth, followed by intraspecific competition with a reduction in the number of individuals and finally interspecific competition with the disappearance of some species from the quadrats. The different populations behaved similarly and the rise and fall in density of each species over time reflected their ecological role.

A sucessão secundária em áreas degradadas é pouco estudada, principalmente em relação ao acompanhamento dos processos evolutivos por longo período. O objetivo deste trabalho foi de verificar as mudanças qualitativas e quantitativas da vegetação durante o processo de regeneração após fogo em um cerrado com fisionomia de cerradão. A área estudada pertence a uma reserva institucional da CPPSE EMBRAPA, São Carlos, SP, Brasil. No ano de 1981 ocorreu um incêndio de proporções elevadas eliminando todo o folhedo e o dossel. O acompanhamento foi realizado em três parcelas fixas de 2 x 20 m ao longo de vinte anos. Os resultados demonstraram um rápido estabelecimento de indivíduos sucessivamente com plantas herbáceas, arbustivas, lianas e arbóreas, uma grande riqueza em espécies e, depois de determinado tempo, uma regressão em densidade na mesma ordem de estabelecimento. O banco de sementes do solo e o rebrotamento subterrâneo tiveram papel importante na recuperação da vegetação. No processo sucessional ocorreram três fases sucessivas: estabelecimento de plantas; competição intra-específica devido ao reajuste no número de indivíduos por espécies e competição interespecífica com a eliminação de algumas espécies das parcelas. As populações analisadas apresentaram padrões semelhantes de comportamento e a maior ou menor densidade ao longo do tempo refletiu o comportamento ecológico das espécies.