Post-fire vegetation regeneration in Portugal : implications for management

This thesis aims at improving the knowledge on the post-fire vegetation regeneration. For that, forests and shrublands were studied, after forest fires and experimental fires. Maritime Pine (Pinus pinaster) recruitment after fire was studied. Fire severity was evidenced as a major effect on this process. High crown fire severity can combust the pines, destroying the seed bank and impeding post fire pine recruitment. However, crown combustion also influences the post-fire conditions on the soil surface, since high crown combustion (HCC) will decrease the postfire needle cast. After low crown combustion (LCC) (scorched rather than torched crowns), a considerable needle cover was observed, along with a higher density of pine seedlings. The overall trends of post-fire recruitment among LCC and HCC areas could be significantly attributed to cover by needles, as well by the estimation of fire severity using the diameters of the burned twigs (TSI). Fire increased the germination from the soil seed bank of a Pinus pinaster forest, and the effects were also related with fire severity. The densities of seedlings of the dominant taxa (genus Erica and Calluna vulgaris) were contrastingly affected in relation to the unburned situation, depending on fire severity, as estimated from the degree of fire-induced crown damage (LCC/HCC), as well as using a severity index based on the diameters of remaining twigs (TSI). Low severity patches had an increase in germination density relatively to the control, while high severity patches suffered a reduction. After an experimental fire in a heathland dominated by Pterospartum tridentatum, Erica australis and E. umbellata, no net differences in seedling emergence were observed, in relation to the pre-fire situation. However, rather than having no effect, the heterogeneity of temperatures caused by fire promoted caused divergent effects over the burned plot in terms of Erica australis germination – a progressive increased was observed in the plots were maximum temperature recorded ranged from 29 to 42.5ºC and decreased in plots with maximum temperature ranging from 51.5 to 74.5ºC. In this heathland, the seed density of two of the main species (E. australis and E. umbellata) was higher under their canopies, but the same was not true for P. tridentatum. The understory regeneration in pine and eucalypt stands, 5 to 6 years post fire, has been strongly associated with post-fire management practices. The effect of forest type was, comparatively, insignificant. Soil tilling, tree harvesting and shrub clearance, were linked to lower soil cover percentages. However, while all these management operations negatively affected the cover of resprouters, seeders were not affected by soil tilling. A strong influence of biogeographic region was identified, suggesting that more vulnerable regions may suffer higher effects of management, even under comparatively lower management pressure than more productive regions. This emphasizes the need to adequate post-fire management techniques to the target regions.

Socio-economic characterization of olive groves in a region in the south of Portugal

Serpa and Moura region, in the South of Portugal, have important agricultural potential as well as important agricultural resources that can and should be used and developed, in spite of economic and social depression signs reinforced by demographic difficulties that can lead to desertification in some areas. The main farms' Technical-Economic Orientation (TEO) is olives production, to produce olive oil, since this region has excellent conditions for the activity development. Some mobilizations traditionally made in olive groves lead to soil erosion and make the farm vehicles mobility much more difficult, namely those used in cultural operations. The maintenance of a soil cover in the olive grove space between lines is good, both because it favours the vehicles mobility, it promotes the rain water infiltration and, last but not the least, the soil airing. The objective of this work has been to make a socio-economic characterization of a zone of Serpa and Moura Councils in which a project of soil covers under olive trees is being developed. At the same time cultural accounts were made for the different situations under the study - irrigated olive grove with spontaneous vegetation in the space between lines, irrigated olive grove with seeded vegetation in the space between lines, irrigated olive grove with herbicide application in the space between lines, dry olive grove with spontaneous vegetation in the space between lines, dry olive grove with seeded vegetation in the space between lines and dry olive grove with herbicide application in the space between lines. The survey shows farmers in this area are younger then usual, although they don't have a high level of formal education, general or specific in agriculture. Farm areas are usually high, which can be determinant for the proposed technology adoption. Installation and operation costs for the olive grove are higher on the irrigated olive grove, but of course expected productions are also higher. For this production technology profits coming from olives production are higher then the operation costs. However, in the dry olive grove technology costs are always higher then the profits, being profitability only due to subsidies. The importance of soil cover maintenance, in this region, beside the benefits in what concerns erosion, infiltration and soil airing, is also due to its capacity to minimize the risk farmer's face.

Acquisition and data analysis related to changes in some forest soils properties after prescribed fire action

Controlled fires in forest areas are frequently used in most Mediterranean countries as a preventive technique to avoid severe wildfires in summer season. In Portugal, this forest management method of fuel mass availability is also used and has shown to be beneficial as annual statistical reports confirm that the decrease of wildfires occurrence have a direct relationship with the controlled fire practice. However prescribed fire can have serious side effects in some forest soil properties. This work shows the changes that occurred in some forest soils properties after a prescribed fire action. The experiments were carried out in soil cover over a natural site of Andaluzitic schist, in Gramelas, Caminha, Portugal, that had not been burn for four years. The composed soil samples were collected from five plots at three different layers (0-3cm, 3-6cm and 6-18cm) during a three-year monitoring period after the prescribed burning. Principal Component Analysis was used to reach the presented conclusions.

Desiccation tolerance in Pleurostima purpurea (Velloziaceae)

Previous works suggested that Pleurostima purpurea (Velloziaceae-Barbacenioideae) shows a remarkable capacity to endure desiccation of its vegetative tissues. P. purpurea occurs in monocotyledons mats on soil islands in the Pao de Acucar (Sugar Loaf) one of the most recognizable rock outcrops of the world, in Rio de Janeiro, southeastern Brazil. Mats of P. purpurea occur in cliffs by the sea some meters above the tidal zone. Although living in rock outcrops almost devoid of any soil cover, P. purpurea seems to occur preferably on less exposed rock faces and slightly shady sites. Usually, less extreme adaptations to drought would be expected in plants with the habitat preference of P. purpurea. Relying on this observation, we argue if a combination of different strategies of dealing with low water availability can be found in P. purpurea as on other desiccation tolerant angiosperms. This study aims to examine the occurrence of desiccation tolerant behavior in P. purpurea together with the expression of drought avoidance mechanisms during dehydration progression. For this, it was analyzed the gas exchanges, leaf pigments and relative leaf water content during desiccation and rehydration of cultivated mature individuals. P. purpurea behaved like typical drought avoiders under moderated drought condition with stomatal closure occurring around a relative leaf water content up to 90%. During this process, it was observed a delay in the leaf relative water content (RWC(leaf)) decrease comparing to the plant-soil relative water content (RWC(plant-soil)). As soil dehydration worsened, gas exchanges restrictions progressed until a lack of activity which characterizes anabiosis. The loss of chlorophyll occurs before the end of total dehydration, characterizing the presence of poikilochlorophylly. The chlorophyll degradation follows the RWC(leaf) decrease, which achieved the minimum average value of 17% without incurring in leaf abscission. The chlorophyll re-synthesis seems to start well after the full rehydration of the leaf. During all of this process, carotenoid content remained stable. These results are coherent with a combination of drought avoidance and desiccation tolerance in P. purpurea which seems to be coherent with the amplitude of water availability in the rock outcrop habitat where it occurs, suggesting that the periods of water availability are sufficiently long for the success of the costly desiccation tolerant behavior but too short to make a typical drought avoider species win the competition for exploring the rock outcrop substrate where P. purpurea occurs.

Doses de nitrogênio e potássio na produção de grama esmeralda

O nitrogênio e potássio são os nutrientes requeridos em maiores quantidades pelas gramas e no Brasil não se tem informação da quantidade a ser aplicada para se obter a formação de tapete em menor tempo possível. Dois experimentos foram instalados em vasos em casa de vegetação, com o objetivo de avaliar o efeito de doses de nitrogênio e de potássio na produção de tapetes de grama esmeralda (Zoysia japonica). O delineamento utilizado para cada experimento foi fatorial com doses de N ou K e épocas de avaliação. Foram aplicadas quatro doses de nitrogênio (0, 200, 400 e 600 kg ha-1) e quatro doses de potássio (0, 100, 200, e 300 kg ha-1). As doses de nitrogênio e potássio foram aplicadas parceladamente em cobertura. O aumento das doses de N influenciou a taxa de cobertura do solo pela grama (TCS) permitindo a formação do tapete com a dose de 408 kg ha-1 de N aos 198 dias após a colheita do tapete anterior, tempo menor quando comparado com as demais doses. A concentração de N na folha e da cor verde da grama foram influenciadas pelas doses de N podendo ser utilizadas para auxiliar na recomendação das doses de N. O aumento das doses de K não influenciou na TCS pela grama, sendo o teor no solo (1,4 mmol c dm-3) suficiente para a produção dos tapetes de grama esmeralda.

Influência do tipo e da quantidade de resíduos vegetais na emergência de plantas daninhas

Com o objetivo de avaliar os efeitos da semeadura no outono/inverno de diferentes espécies: sorgo de cobertura (Sorghum bicolor x Sorghum sudanense 'híbrido Cober Exp'), milheto forrageiro (Pennisetum americanum 'var. BN2'), capim-pé-de-galinha (Eleusine coracana) e braquiária (Brachiaria brizantha) para formação de palha (nas quantidades de 3,0 e 5,5 t ha¹), na emergência de plantas daninhas, foi conduzido experimento no ano agrícola 2003/04, na fazenda Três Marcos, em Uberlândia, MG. Foi mantida uma testemunha como tratamento adicional, sem cobertura com restos vegetais. A composição específica e as densidades populacionais das comunidades infestantes foram influenciadas pelos sistemas de produção de cobertura morta. A emergência das plantas daninhas foi menor nas coberturas de sorgo e braquiária e nos maiores níveis de palha. O número de plântulas emergidas de Bidens pilosa, Amaranthus spp., Commelina benghalensis, Leucas martinicensis e gramíneas foi inibido pelas coberturas, enquanto para Chamaesyce spp. os resíduos contribuíram para incremento na sua emergência.

Formação de palhada por braquiárias para adoção do sistema plantio direto

Com o objetivo de avaliar espécies forrageiras para formação de palhada para adoção do sistema plantio direto, foi pesquisado o potencial de Brachiaria decumbens e B. brizantha, comparadas ao milheto (Pennisetum glaucum). As plantas de cobertura foram semeadas em março e conduzidas até novembro (momento do manejo químico). Aos 50, 110 e 250 dias após a semeadura (DAS) foram avaliadas a composição específica das infestantes na cobertura vegetal, a porcentagem visual de cobertura do solo e o acúmulo de massa vegetal seca das coberturas. As braquiárias foram eficientes na formação de palha (acima de 11 tha-1), sendo promissoras para o sistema plantio direto. Também, observou-se densa cobertura do solo, com supressão do desenvolvimento de plantas daninhas, o que não se percebeu com milheto, cujo maior potencial de cobertura do solo e acúmulo (10,5 t ha-1) de massa ocorreu no fim do seu ciclo (110 DAS) e, 3,2 t ha-1 de massa vegetal seca aos 250 DAS. Devido à rápida decomposição da palha de milheto observou-se, também, reinfestação da área por plantas daninhas.

Índice de cobertura vegetal e sua modelagem para cultivares de soja no sul de Minas Gerais

A cobertura vegetal do solo é decisiva para redução dos efeitos erosivos do impacto direto das gotas de chuva na superfície do solo. Desta forma, objetivou-se com este estudo determinar o índice de cobertura vegetal (CV) e desenvolver modelos para sua estimativa para a cultura da soja, usando os atributos climáticos no período de chuvas intensas no Sul de Minas Gerais. As determinações da CV foram feitas semanalmente, na área experimental do Departamento de Ciência do Solo, Universidade Federal de Lavras (UFLA), no período de novembro de 1999 a maio de 2000, em 28 cultivares de soja com potencial para cultivo nesta região. Para avaliação da cobertura vegetal foi utilizada a metodologia descrita por Stocking (1988). Na modelagem procurou-se relacionar a CV com os valores acumulados dos seguintes atributos climáticos: temperatura média (Tmed), precipitação (PREC) e umidade relativa do ar (UR). Os valores de cobertura vegetal apresentaram uma amplitude de variação de 56 a 83%, sendo BR 162, LO 12 L e M. Soy 108 as cultivares mais eficientes e FT Abyara e Tucano as menos eficientes. O hábito diferencial de crescimento das cultivares ajuda a explicar esse comportamento. O modelo ajustado adequado para estimativa da CV foi: CV = 116589,976 + 0,422 . Tmed + 0,132 . PREC - 0,095 . UR + 0,000024 . Tmed², R² = 0,99 (P < 0,01). A determinação da CV nas diferentes fases de desenvolvimento da cultura é de grande importância, uma vez que seu estabelecimento coincide com o período de maior potencial erosivo das chuvas na região estudada.

Sequências de culturas em sistema de semeadura direta: II - decomposição e liberação de nutrientes na entressafra

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Sequências de culturas em sistema de semeadura direta: I - produção de matéria seca e acúmulo de nutrientes

Em sistema de semeadura direta, os resíduos das culturas de entressafra são utilizados com as finalidades de proteger a superfície do solo dos agentes erosivos e de promover a ciclagem de nutrientes. O objetivo deste trabalho foi avaliar a produção de matéria seca e o acúmulo de nutrientes nos resíduos vegetais provenientes de diferentes sequências de culturas em semeadura direta. O experimento foi conduzido em Jaboticabal-SP (48° 18' W e 21° 15' S), em um Latossolo Vermelho eutrófico. O delineamento experimental foi em faixas, com três repetições. Os tratamentos foram constituídos pela combinação de três sequências de culturas de verão (rotação soja-milho e monoculturas de milho e de soja) com sete culturas de entressafra (milho, sorgo, girassol, crotalária, guandu, nabo forrageiro e milheto). O experimento iniciou-se em 2002, e o presente estudo refere-se aos anos agrícolas 2007/2008 e 2008/2009. Avaliaram-se as quantidades de matéria seca e o acúmulo de nutrientes pelas culturas. As culturas com colheita de grãos na entressafra (milho, sorgo e girassol) produziram resíduos com menor quantidade de nutrientes acumulados e em menor quantidade de matéria seca, quando comparadas às culturas com trituração no florescimento (crotalária, guandu, nabo forrageiro e milheto). Milheto e crotalária apresentaram as maiores produções de matéria seca e os maiores acúmulos de nutrientes. O milheto mostrou os maiores acúmulos de K e Mg, e a crotalária, maiores acúmulos de N e P. As gramíneas cultivadas na entressafra apresentaram maior desenvolvimento quando em sucessão ao cultivo de soja no verão anterior, com maior produção de matéria seca de milheto e, também, maior produtividade de grãos de milho e sorgo.

Perdas de solo e nutrientes por erosão num Argissolo com resíduos vegetais de cana-de-açúcar

O presente trabalho teve como objetivo determinar as perdas de solo, matéria orgânica (MO) e nutrientes (P, K, Ca e Mg) por erosão, em área cultivada com cana-de-açúcar, cuja palhada é mantida sobre a superfície do solo, localizada em Catanduva - SP, sob um Argissolo Vermelho--Amarelo. em parcelas experimentais, com 0 (CS0), 50 (CS50) e 100% (CS100) de cobertura sobre a superfície do solo, aplicou-se chuva simulada com intensidade de 60 mm h-1, durante 65 minutos. Análises do sedimento erodido indicaram taxas de enriquecimento da seguinte ordem: 2,7 a 1,9 (MO), 3,8 a 2,7 (P), 1,3 a 1,7 (K), 3,9 a 3,6 (Ca) e 2,9 a 2,6 (Mg) vezes em relação ao solo original para CS0 e CS50, respectivamente. A CS50 propiciou controle significativo da erosão de 69%, mas não reduziu a concentração de MO e nutrientes no sedimento erodido. A CS100 foi significativamente eficiente no controle da erosão (89%) e na redução das concentrações de MO (69%), P (88%), K (23%), Ca (74%) e Mg (75%) no sedimento.

Modelos para estimativa do subfator cobertura-manejo (CiII) relativo à erosão entressulcos

A análise de um modelo de erosão é um crítico passo no desenvolvimento de uma ferramenta de predição da erosão aplicável e válida; isso é crucial para avaliar o desempenho dos modelos existentes para assegurar que as estimativas de um modelo condizem com a realidade. O objetivo do presente trabalho foi avaliar modelos para a predição do subfator cobertura e manejo (CiII) relativo à erosão entressulcos. Um experimento fatorial completo foi conduzido com cinco doses de resíduo de milho (0; 0,05; 0,15; 0,40 e 0,80 kg m-2), quatro declives e duas repetições, sob condições de prévio umedecimento para determinar as taxas de erosão entressulcos (Di) e enxurrada (R). Num primeiro experimento, foi avaliada a erodibilidade entressulcos (Ki) e o subfator cobertura e manejo (CiII), em parcelas experimentais de 0,5 x 0,75 m, em solo recentemente preparado. Num segundo experimento, foram avaliados Di, R, Ki e CiII, também em parcelas de 0,5 x 0,75 m, em solo recém- preparado. Os valores de Di, R, Ki e CiII, obtidos no segundo experimento, foram utilizados na avaliação dos modelos testados. Os modelos CiII = e-2,50 CS/100 e CiII = e -2,238 CS/100 apresentaram boas estimativas para o subfator CiII.

Temperatura do solo em função do preparo do solo e do manejo da cobertura de inverno

Com o objetivo de avaliar o efeito do preparo do solo e do manejo da cobertura de inverno (consórcio aveia-preta + nabo forrageiro) sobre a temperatura do solo, realizou-se um experimento em um Nitossolo em Botucatu-SP no outono/inverno de 2000. Utilizou-se um delineamento em blocos casualizados em esquema fatorial 3 x 3 (três preparos e três manejos). O preparo do solo constou de: preparo convencional, preparo conservacionista com escarificação e plantio direto, e o manejo da cobertura: consórcio dessecado, rolado e triturado. Foram avaliados a temperatura do solo (termopares) a 5 cm de profundidade, de hora em hora, aos 7, 14, 30, 45 e 60 dias após a emergência das plantas do consórcio; o teor de água do solo na profundidade de 10 cm, nas mesmas épocas; e a cobertura do solo (massa seca e índice de cobertura), imediatamente após aplicação dos tratamentos. O sistema plantio direto apresentou temperaturas do solo menores que as do preparo convencional, até o 14º dia após emergência (DAE) das plantas. A partir do 30° DAE das plantas, a temperatura não foi mais influenciada pelos tratamentos, devido à cobertura do consórcio e ocorrência de boa disponibilidade de água no solo. Os manejos da cobertura com rolo-faca, triturador e herbicida não influenciaram a temperatura do solo. A temperatura do solo não interferiu no crescimento e desenvolvimento das culturas de cobertura.

Produção, acúmulo e exportação de nutrientes em grama esmeralda adubada com lodo de esgoto

Objetivou-se com o trabalho avaliar a extração total de macronutrientes pela grama esmeralda em função de doses de lodo de esgoto. O experimento foi instalado em área comercial de produção de grama esmeralda, localizada na cidade de Itapetininga (SP). O delineamento experimental utilizado foi o de blocos ao acaso; em parcelas subdivididas, com quatro repetições, sendo as parcelas principais constituídas de cinco doses de lodo (0, 10, 20, 30 e 40 Mg ha-1, base seca), e as subparcelas com dois sistemas de manejo (com e sem o uso de escarificador utilizado para romper uma camada superficial compactada). As doses de lodo aplicadas correspondem às doses de 100, 200, 300 e 400 kg ha-1 de nitrogênio. O aumento das doses de lodo de esgoto promoveu maior remoção de nutrientes pela grama esmeralda. As doses mais elevadas de N fornecido com o lodo de esgoto promoveram excessivo crescimento da grama e a redução do sistema radicular. Doses intermediárias entre 20 e 30 Mg ha-1 foram mais interessantes, pois reduziram a quantidade de aparas acumuladas, e promoveram um bom desenvolvimento dos rizomas + estolões e raízes, permitindo a formação de tapetes com maior resistência.

Bermuda grass sod production as related to nitrogen rates

O N é o nutriente que proporciona as maiores respostas no crescimento das gramas, e a adubação nitrogenada adequada pode proporcionar a formação do tapete com boa qualidade em menor tempo. Neste trabalho, objetivou-se avaliar a influência da adubação nitrogenada na produção e qualidade de tapetes de grama-bermuda. O experimento foi instalado e conduzido em área de produção comercial de grama, localizada na cidade de Capela do Alto, SP. A grama utilizada foi a Cynodon dactylon (Pers) L., conhecida como grama-bermuda. O delineamento experimental utilizado foi o de blocos casualizados, com cinco tratamentos e quatro repetições. Os tratamentos foram constituídos por cinco doses de N: 0, 150, 300, 450 e 600 kg ha-1. O aumento das doses de N aumentou a taxa de cobertura do solo pela gramabermuda, reduzindo o tempo para formação do tapete. O máximo acúmulo de matéria seca de rizomas + estolões + raízes foi proporcionado pela dose de 354 kg ha-1 de N, e a resistência dos tapetes, pela dose de 365 kg ha-1 de N. Doses de N entre 354 e 365 kg ha-1, aumentaram a resistência dos tapetes e, com isso, a capacidade deles serem manuseados após a colheita, podendo promover assim maior rendimento da área.