tese
Plant-soil interactions in a serpentine neotropical forest
Interações solo-planta em uma floresta neotropical com solo serpentino
Registro en:
GUIMARÃES, A. F. Plant-soil interactions in a serpentine neotropical forest. 2021. 85 p. Tese (Doutorado em Botânica Aplicada) – Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2021.
Autor
Guimarães, Aretha Franklin
Institución
Resumen
Serpentine soils are those with high levels of high metals and occur spontaneously through
limited areas of the world, imposing many environmental restrictions to the organisms
inhabiting those soils. Regarding the soil microbes in serpentine soils, there‟s divergence
between the authors, with some areas exhibiting adaptations and resistance to heavy metals,
with high diversity of soil microbial structure, and other areas with the opposite pattern.
Despite serpentine soils are being studied for decades in temperate and Mediterranean areas,
we have few studies concerning the topic in tropical areas. As a central paradigm for the
vegetation associated to serpentine soils, there‟s usually vegetation with lower biomass, lower
tree‟s height and lower species number, leading to a depleted flora with many degrees of
nutritional imbalance, high rates of endemic and/or heavy metal hyperacummulator species.
However, new evidence seems to indicate that this pattern might be different for serpentine
tropical flora, indicating that other mechanisms could be involved in the permanence of a
higher species number in those areas despite the excess of heavy metal. Regarding the
serpentine microbial structure, there‟s little specific information for the neotropical areas. In
this sense, our study aims to fill this gap, aiming to understand the interactions between soil
microbes and plants in a neotropical serpentine area. Our study focused in five main
questions: A) the interactions between soil microbes-plants will be negatively affected by the
presence of heavy metals in the soils, as well as the functional traits; B) higher C:N ratio in
serpentine soil areas; C) total PLFAs and total fungi will be lower in serpentine areas; D)
there will be higher amounts of total gram positive bacteria and lower gram negative bacteria
in serpentine soils and E) functional traits will have a tendency to dwarfism in serpentine
areas, while the functional traits leaf thickness, xylem and phloem area will exhibit a tendency
to xeromorphism. As a general pattern, we found that gram positive bacteria interact with
iron in the leaves; the C:N ratios are higher in serpentine 1 than serpentine 2, but the two areas
are similar to the non-serpentine area; there was no difference between total PLFAs, total
fugi, total gram positive bacteria and total gram negative bacteria in our study areas and
finally, there‟s a tendency to dwarfism and xemorphism in the functional traits of Copaifera
langsdorffii Desf. in serpentine soils. Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Os solos serpentinos possuem altos teores de metais pesados e ocorrem de forma espontânea
em uma parte limitada do globo terrestre, criando vários tipos de restrições ambientais para os
organismos que alí habitam. Quanto aos microorganismos presentes nesses solos, em alguns
locais há alto grau de especialização, tendência a resistencia à metais pesados e alta
diversidade da estrutura microbiana, e em outros locais exibindo padrão oposto a esse. Pouco
da literatura existente diz respeito a solos serpentinos em áreas tropicais. Esses solos
apresentam árvores com menor biomassa, menor altura e menor número de espécies, levando
a uma flora e espécies hiperacumuladoras de metais pesados. Quanto à estrutura da
comunidade microbiana serpentina, há pouca informação específica para os neotrópicos.
Nesse sentido nosso trabalho visa preencher esta lacuna, com o objetivo de entender as
interações existentes entre microorganismos do solo e plantas em uma área de solo serpentino
nos neotrópicos. Nosso trabalho focou em cinco perguntas centrais: A) as interações entre
microorganismos de solo-plant serão negativamente influenciadas pela presence de metais
pesados no solo, assim como os traços funcionais da planta serão influenciados negativamente
pela presence de metais pesados nas folhas; B) maior razão C:N em áreas de solo serpentino;
C) o total de PLFA‟s e fungos serão menores em áreas de solos serpentino; D) haverá um
maior total de bactérias gram positivas e uma menor quantidade de bactérias gram negativas
em áreas de solo serpentino e E) os traços funcionais exibirão uma tendência a nanismo em
áreas de solo serpentino, enquanto valores de espessura foliar, área do xilema e floema
apresentarão maiores valores, com tendência a xeromorfismo. Encontramos como padrão
geral que bactérias gram positivas interagem com o ferro nas folhas; as razões C:N são
similares entre as áreas avaliadas; não encontramos diferenças entre o total de PLFAs, total de
fungos, total de bactérias gram positivas e negativas entre as áreas avaliada e finalemente
encontramos uma tendência à nanismo e xeromorfismo nos traços funcionais de Copaifera
langsdorffii Desf. em solos serpentinos.