Biomass production and nutrient uptake of short-rotation plantations

Summary

Recommendation of soil fertility levels for willow in the southern highlands of Santa Catarina

The species Salix x rubens is being grown on the Southern Plateau of Santa Catarina since the 1940s, but so far the soil fertility requirements of the crop have not been assessed. This study is the first to evaluate the production profile of willow plantations in this region, based on the modified method of Summer & Farina (1986), for the recommendation of fertility levels for willow. By this method, based on the law of Minimum and of Maximum for willow production for the conditions on the Southern Plateau of Santa Catarina, the following ranges could be recommended: pH: 5.0-6.5; P: 12-89 mg dm-3; Mg: 3.2-7.5 mg; Zn: 5.0-8.3 mg dm-3; Cu: 0.8-4.6 mg dm-3; and Mn; 20-164 mg dm-3. The Ca/Mg ratio should be between 1.2 and 2.9. For K and Ca only the lower (sufficiency level), but not the upper threshold (excess) was established, with respectively 114 mg dm-3 and 5.3 cmol c dm-3. It was also possible to determine the upper threshold for Al and the Al/Ca ratio, i.e., 1.7 cmol c dm-3 and 0.28, respectively. For maximum yields, the clay in the soil surface layer should be below 320 g dm-3.

Growth and nutrition of willow clones

Summary

Dinâmica da dormência e brotação de gemas de vimeiro no Planalto Sul Catarinense

O objetivo deste trabalho foi avaliar a dinâmica e a heterogeneidade de dormência de gemas, e avaliar o efeito de diferentes épocas de colheita de ramos na brotação do vimeiro, no Planalto Sul Catarinense. Ramos de ano foram colhidos nos meses de abril a agosto de 2005, nos municípios catarinenses de Lages, Bocaina do Sul e Urupema. A dormência de gemas foi avaliada em estacas retiradas da base (0 a 12 cm), centro (12 a 24 cm) e ápice (24 a 36 cm) de ramos com comprimento superior a 150 cm. Foram utilizadas estacas com e sem redução para uma única gema. As brotações das plantas em campo também foram avaliadas. A dormência mais intensa de gemas de ramos de ano ocorreu em maio, quando a intensidade de dormência e a freqüência de gemas dormentes decresceram do ápice para a base do segmento basal dos ramos. A colheita do vime em abril induziu a brotação antes do inverno e prejudicou a brotação primaveril.

How are riparian plants distributed along the riverbank topographic gradient in Mediterranean rivers? Application to minimally altered river stretches in Southern Spain.

Species structure and composition in Mediterranean riparian forests are determined by hydrological features, longitudinal zonation, and riverbank topography. This study assesses the distribution of four native riparian plants along the riverbank topographic gradient in three river stretches in southern Spain, with special emphasis on the occupation of adult and young feet of each species. The studied stretches suffered minimal human disturbances, displayed semi-arid conditions, and had wide riparian areas to allow the development of the target species: black alder (Alnus glutinosa), salvia leaf willow (Salix salviifolia), narrow-leafed ash (Fraxinus angustifolia), and oleander (Nerium oleander). Thalweg height was used to define the riverbank topographic gradient. The results showed a preferential zone for black alder and salvia leaf willow in the range of 0-150 cm from the channel thalweg, with adult alders and willows being more common between 51 and 150 cm and young alders being more common under 50 cm. Conversely, narrow-leafed ash and oleander were much more frequent, and showed greater development, in the ranges of 151-200 cm and 201-250 cm, respectively, whereas the young feet of both species covered the entire topographic range. Adult feet of the four species were spatially segregated along the riverbank topographic gradient, indicating their differential ability to cope with water stress from the non-tolerant alders and willows to more tolerant narrow-leafed ash trees and oleanders. Young feet, however, showed a strategy more closely linked to the initial availability of colonisation sites within riparian areas to the dispersion strategy of each species and to the distribution of adult feet. In Mediterranean areas, where riparian management has traditionally faced great challenges, the incorporation of species preferences along riverbank gradients could improve the performance of restoration projects.

Chemical composition and antibacterial activities from the essential oils of myrtaceae species planted in Brazil

The essential oils of seven Myrtaceae species were investigated for its chemical composition and antibacterial activity. The volatile oils were characterized by a high content of monoterpenoids of which 1,8-cineole (88.0, 65.0 and 77.0% for Melaleuca hypericifolia, Callistemon viminalis and Callistemon citrinus respectively), terpinen-4-ol (47.0 and 49.8% for Melaleuca thymifolia and Callistemon polandii respectively) and α-pinene (54.5% for Kunzea ericoides) were the major components. The oil from M. linariifolia was characterized by a high concentration of methyleugenol (87.2%). The oil from Melaleuca thymifolia was the most active, exhibiting high antimicrobial activity against all tested bacteria.

Metodologias de preparação de amostras de ferrugem para estudos morfológicos de urediniósporos por meio de microscopia eletrônica de varredura

Amostras de urediniósporos de ferrugens das espécies Melampsora epitea Thum., Melampsora medusae Thuem., Hemileia vastatrix Berk., Uromyces appendiculatum Pers., Puccinia sorghi Schwein., Tranzschelia discolor Fuckel e Phakopsora euvitis Ono, coletadas dos hospedeiros, chorão (Salix sp.), álamo (Populus deltoides Bartr. Ex. Marsh), cafeeiro (Coffea arabica L.), feijoeiro (Phaseolus vulgaris L.), milho (Zea mays L.), pessegueiro (Prunus persicae L.) e videira (Vitis vinifera L.) respectivamente, foram processadas de 3 formas: a) método convencional (fixação em glutaraldeído e tetróxido de ósmio, desidratação em acetona e secagem ao ponto crítico); b) método do vapor de ósmio e metalização com ouro; c) metalização direta de amostras (utilizado para esporos soltos). A técnica de fratura de amostra congelada em nitrogênio líquido também foi testada para o estudo do interior de pústulas da ferrugem da videira (P. euvitis). As amostras foram visualizadas em microscópio eletrônico de varredura no NAP/MEPA da ESALQ/USP. Procedeu-se à mensuração dos esporos e as imagens obtidas foram capturadas pelo software LeoUserInterface e processadas utilizando-se o programa de computador "Corel Draw". Em todos os métodos analisados obteve-se uma boa preservação da estrutura possibilitando imagens de alta qualidade. No entanto, para esporos livres (mantidos em cápsula de gelatina) o método da metalização direta foi mais prático e rápido. Para observação das pústulas em tecido vegetal os dois métodos de processamento de amostras avaliados proporcionaram resultados satisfatórios. A técnica de fratura em nitrogênio líquido também permitiu perfeita visualização do interior das pústulas da ferrugem da videira.

Densidad y anatomia de la madera en familias mejoradas de sauces en Argentina

El objetivo del trabajo fue la evaluación de densidad y anatomía de la madera en siete familias de sauces, con vistas a seleccionar clones aptos para la producción de madera para usos sólidos y papel. Se cruzaron progenitores de cinco especies de sauces (S. babylonica, S. alba, S. nigra, S. amygdaloides y S. matsudana), obteniéndose 1800 individuos producto de cruzamientos controlados y polinización abierta, dentro del programa de mejoramiento de sauces del INTA. A los 34 meses se efectuó una primera selección por criterios de crecimiento, sanidad y forma. De esta primera fase de mejoramiento se seleccionaron 218 genotipos sobre los cuales se evaluaron las características anatómicas cuantitativas y la densidad de la madera. Los resultados indican que ninguna familia presenta buenos resultados en todas las propiedades. En una selección priorizando el vigor, la familia 08.09 presentó las siguientes características: buen crecimiento en diámetro (6,1 cm), fibras largas y de pared gruesa (850 µm y 2,22 µm), pocos vasos (94.mm-2) y densidad intermedia a baja (350 kg.m-3). Priorizando el rendimiento, material fibroso e indirectamente la resistencia, las familias 08.01 y 08.07 presentaron: densidad relativamente alta (403 - 397 kg.m-3), fibras largas (836 - 864 µm), vasos pequeños (46 - 45 µm) y bajo crecimiento en diámetro (3 - 2,85 cm). Los cruzamientos donde intervienen las especies Salix nigra, S. amygdaloides y S. matsudana se destacaron ya que presentan buenos crecimientos y las mejores combinaciones xilológicas para diferentes destinos industriales.

Revisão taxonômica de Microlicia sect. Chaetostomoides (Melastomataceae)

A seção Chaetostomoides (Naudin) Cogn. é constituída por uma única espécie, distribuída essencialmente nos campos rupestres de Minas Gerais, Bahia e Goiás. Nesta revisão é aceita apenas uma espécie, M. viminalis (DC.) Triana , e sinonimizadas sob esta, M. loricata Naudin e M. virgata Cogn., suas variedades angustifolia Pilger, glabrescens Pilger, gracilis Pilger e subpatens Pilger. São apresentadas descrição, comentários e ilustrações da espécie.

Évaluation du potentiel de séquestration de carbone dans le sol de cultures intensives sur courtes rotations de saules dans le sud du Québec

Dans la dernière décennie, plusieurs hectares de terre agricole ont été convertis à la culture intensive sur courtes rotations (CICR) de saules dans le sud du Québec (Canada). Peu d’études ont été réalisées afin de déterminer comment se comporte la dynamique du carbone organique (Corg) dans le sol suivant cette conversion. Nous avons donc comparé la quantité du Corg et de deux pools labiles de carbone (carbone extractible à l’eau chaude et les sucres aminés) entre des CICR en phase initiale d’établissement (1-2 ans) et des parcelles appariées représentant le système de culture qui prévalait avant la transformation en culture de saules (culture fourragère) et d’autres cultures d’intérêt. La même chose a été faite pour une CICR en exploitation (depuis 9 ans) à un autre site. La quantité de Corg du sol n’était pas différente entre les CICR et les parcelles sous culture fourragère. Une plus haute concentration de sucres aminés dans le Corg total des CICR en établissement, par rapport aux autres parcelles sur le même site, permet de soupçonner que les perturbations liées à l’établissement ne mènent pas à une minéralisation accrue du Corg à court terme. La proportion de sucres aminés fongiques, qui diminue théoriquement lors de perturbations, était aussi plus élevée sous la plus jeune culture. Sous la CICR de neuf ans, le Corg était redistribué dans le profil vertical et les pools labiles étaient de plus petite taille (à une profondeur de 20-40 cm) comparativement à une parcelle témoin. La conversion d’une culture fourragère en plantation de saules en CICR n’a pas mené à la formation d’un puits de carbone. L’étude laisse entrevoir qu’un tel puits pourrait être créé si la conversion se faisait à partir d’un aménagement impliquant la culture en rotation de plantes annuelles et des labours.

Effet de l’irrigation par l’eau usée sur la biomasse aérienne et souterraine d’une culture intensive de saules en courtes rotations

Le but de cette étude est de comprendre l’effet d’une irrigation par les eaux usées et /ou de la fertilisation par les engrais chimiques sur la productivité aérienne et souterraine d’une plantation de saule Salix miyabeana SX67 en CICR dans un contexte de filtre végétal. Nous avons d’une part évalué l’impact de diverses doses d’eau usées et/ou de la fertilisation minérale sur les rendements en biomasse ligneuse d’une culture de saules au cours d’un cycle de croissance de deux ans. D’autre part et pour la même période nous avons comparé le développement racinaire (biomasse, morphologie et distribution dans le sol) suite aux divers traitements. Les résultats ont montré qu’au terme de deux ans de croissance, les traitements par les eaux usées aussi bien que celle par les engrais a permis l’augmentation des rendements de la biomasse aérienne de notre culture de saules avec un effet plus prononcé suite au traitements des eaux usées qu’à celui du fertilisant chimique. Nous avons mesuré des productivités en biomasse aussi élevées que 39,4 Mg ha-1 et 54,7 Mg ha-1 et ce pour les parcelles qui ont reçu la plus grande quantité d'eaux usées, respectivement pour les saules non fertilisé et fertilisé (D3-NF et D3-F). La majeure partie du système racinaire était en superficie avec 92-96% des racines (racine fine et racine grosse) concentrées dans les premiers 40 cm de sol et nous avons trouvé que la biomasse des racines fines était comprise entre 1,01 et 1,99 Mg ha-1. Généralement la fertilisation chimique n’a pas eu d’effet sur les rendements en biomasse des racines totales et/ou fines. Bien que l’irrigation par les eaux usées ait entraîné une réduction statistiquement significative de la biomasse racinaire, néanmoins cette réduction n'était pas linéaire (avec une réduction de la biomasse de D0 à D1, une augmentation de D1 à D2 pour réduire de nouveau de D2 à D3). Cette tendance porte à penser qu'au-delà d'une certaine quantité d'eau et de nutriments (suite à l’irrigation par les eaux usées), le développement du système racinaire des saules est affecté négativement, et bien que la biomasse aérienne soit restée élevée sous le traitement D3, nous pensons que le développement de la plante a été quelque peu déséquilibré. Aucun changement significatif n'a été constaté dans les traits morphologiques liés à l'irrigation par les eaux usées.

Séquestration du carbone atmosphérique dans la biomasse racinaire de plantations de saules

Le cycle du carbone (C) est, depuis la révolution industrielle, déstabilisé par l’introduction dans l’atmosphère de C autrefois fossilisé. Certaines mesures de mitigation prometteuses impliquent la séquestration accrue du CO2 atmosphérique dans les sols via le développement du réseau racinaire des arbres. Ce projet de recherche visait à : 1) quantifier la biomasse racinaire ligneuse produite annuellement par unité de surface par le Salix miyabeana cultivé en régie intensive à courtes rotations, 2) doser la concentration en C et en N des racines de saule en fonction de leur profondeur et de leur diamètre et 3) déterminer l’influence des propriétés pédoclimatiques du milieu sur la séquestration du carbone organique (Corg) par les racines. Pour y arriver, six souches de saules ont été excavées à partir de huit sites (n=48) et neuf carottes de recolonisation ont été implantées à cinq sites (n=45) pour évaluer la productivité racinaire fine. Les échantillons séchés ont été pesés pour quantifier la biomasse racinaire produite, et ont été analysés pour le C et le N. La productivité en biomasse racinaire ligneuse du saule en plantation pour tout le réseau d'échantillonnage varie de 0,7 – 1,8 Mg/ha/an. La proportion de C dans la biomasse racinaire s’étend de 31,3% à 50,4% et sa variance dans les tissus est expliquée par le diamètre racinaire et par les conditions environnementales des sites de provenance. Les conditions climatiques constituent la principale influence sur la production de biomasse racinaire. La variance de la biomasse racinaire est significativement contrôlée (p :0,004) par la quantité de précipitation de l’été et de l’année qui contrôlent ensemble 83,4 % du r2 ajusté. La précipitation de l’été est inversement liée à la productivité racinaire puisque les protéines expansines des racines sont stimulées par les carences hydriques du sol. La production de racines fines des plantations (1,2 à 2,4 Mg/ha/an) est, elle, plus fortement contrôlée par les conditions pédologiques du site qui expliquent 36,5% de la variance de productivité des racines fines contre 37,5% de la variance expliquée par les facteurs pédoclimatiques. Le P et le N du sol ont des rôles prépondérants sur la production de racines fines. Une disponibilité en P accrue dans le sol stimule la biomasse racinaire fine alors qu’une quantité supérieure de N dans le sol limite la croissance racinaire tout en favorisant la croissance des parties aériennes de la plante. Ce projet a permis d’améliorer notre compréhension des conditions pédologiques et climatiques qui engendrent, au Québec méridional, une productivité et une séquestration en Corg accrue dans le réseau racinaire du saule.

Effet des macrophytes aquatiques sur le traitement d’eau contaminée à l’ACC et au PCP

L’objectif principal de ce projet est d’évaluer le potentiel d’un système de marais filtrants combinés pour le traitement d’un lixiviat contaminé aux agents de préservations du bois - l’arséniate de cuivre chromaté (ACC) et le pentachlorophénol (PCP) - en portant une attention particulière au rôle des plantes. Pour ce faire, une expérience en pot faisant varier la concentration d’exposition de quatre espèces de macrophyte (Typha angustifolia, Phalaris arundinacea, Phragmites australis americanus et Phragmites australis australis) a été effectuée. Le suivi de quatre marais filtrants à écoulement horizontal sous-surfacique, plantés d’une des quatre espèces de macrophyte et d’un bassin planté de saules (Salix Miyabeana SX67) a également été réalisé. La résistance des plantes au milieu contaminé, la capacité de bioaccumulation des macrophytes et les efficacités de traitement des différents systèmes ont été analysés. Nos résultats montrent que la concentration d’exposition n’influence pas la capacité des plantes à croître en milieu contaminé. Par contre, il existe une relation dose-réponse entre la concentration d’exposition et la capacité de bioaccumulation des macrophytes. Les quatre marais pilotes ont tous des efficacités de traitements supérieures à 55% en 2013 et 82% en 2014 pour les contaminants à l’étude. Le bassin de saule a la capacité théorique d’évapotranspirer jusqu’à 1200 L par jour. De plus, ses efficacités de traitements sont supérieures à 59% pour tous les composés à l’étude. L’utilisation de marais filtrants pour le traitement d’un lixiviat contaminé aux agents de préservations du bois est donc une alternative intéressante aux méthodes de traitement conventionnel.

Effects of diverse plant species on the bioavailability of contaminants in soil

La phytoremédiation constitue une technologie alternative pour le traitement de sols contaminés en métaux. Toutefois, la biodisponibilité des métaux dans le sol peut limiter l’efficacité de cette approche. Nous émettons l’hypothèse que diverses espèces de plante, caractérisées par systèmes racinaires différents, peuvent affecter différemment la biodisponibilité des éléments traces (ET) dans le sol. Une étude utilisant un dispositif expérimental en bloc aléatoire complet avec cinq réplicats a été conduite entre le 6 juin et le 3 septembre 2014, sur le site du Jardin botanique de Montréal. Dans ce contexte, l’impact de la présence de huit espèces de plantes, herbacées ou ligneuses, sur le pool labile de six métaux (Ag, Cu, Pd, Zn, Ni et Se) dans la rhizosphère de celles-ci a été étudié. Après trois mois de culture, la biomasse aérienne et souterraine de chaque espèce a été mesurée et la concentration en ET dans les tissus des plantes a été analysée. La fraction labile de ces ET dans la rhizosphère (potentiellement celle qui serait biodisponible) de même que d’autres paramètres édaphiques (le pH, la conductivité, le pourcentage de matière organique et le carbone organique dissous (COD)) ont aussi été mesurés et comparés en fonction de la présence d’une ou l’autre des espèces utilisées. Les résultats montrent que pour la plupart des plantes testées, les plus fortes concentrations en ET ont été trouvées dans les racines alors que les plus faibles niveaux s’observaient dans les parties aériennes, sauf pour le Ni dans le Salix nigra. Ceci suggère que le Ni peut être extrait du sol par des récoltes régulières des tiges et des feuilles de cette espèce de saule. Les pools labiles de l’Ag, Ni et du Cu dans la rhizosphère étaient significativement et différemment affectés par la présence des plantes. Toutefois, la présence des plantes testées n’a pas affecté certains paramètres clés de la rhizosphère (ex. le pH, conductivité, et le pourcentage de matière organique). À l’opposé, les niveaux de COD dans la rhizosphère de toutes les plantes testées se sont révélés supérieurs en comparaison des témoins (sols non plantés). De plus, une corrélation positive a pu être établie entre la concentration disponible du Ni et la concentration en COD. Une relation similaire a été déterminée pour le Cu. Ceci suggère que certains systèmes racinaires pourraient modifier les niveaux de COD et avoir un impact indirect sur les pools labiles des ET dans le sol.

Protokoll der Gewässerschau in Kassel am 19. April 2005

Bei der Begehung von Olebach, Losse und Alte Losse wurden der ökomorphologische Zustand von Sohle, Böschung, Linienführung, Verzahnung von Wasser und Land und der Ufergehölze sowie die Landnutzung notiert. Einleitungen von Abwässern und die Ablagerung von Abfällen auf Böschung und Ufer wurde protokolliert. Wassertemperatur und elektrische Leitfähigkeit wurden an mehreren Punkten gemessen. Die Leitfähigkeitswerte werden vor dem Hintergrund der Geologie der Einzugsgebiete interpretiert und zur chemischen Indikation von diffusen und punktförmigen Einleitungen genutzt. Es werden Maßnahmen zur Renaturierung, Maßnahmen gegen die Ablagerung von Gartenabfällen auf Ufer und Böschung, Maßnahmen gegen die ackerbauliche Nutzung und Bebauung im Gewässerrandstreifen vorgeschlagen.