Climatic, vegetation and edaphic influences on the probability of fire across mediterranean woodlands of south-eastern Australia

 Aim: We investigated how the probability of burning is influenced by the time since fire (TSF) and gradients of climate, soil and vegetation in the fire-prone mediterranean-climate mallee woodlands of south-eastern Australia. This provided insight into the processes controlling contemporary fuel dynamics and fire regimes across biogeographical boundaries, and the consequent effects of climate change on potential shifts in boundaries between fuel systems and fire regimes, at a subcontinental scale. Location: South-eastern Australia. Methods: A desktop-based GIS was used to generate random sampling points across the study region to collect data on intersecting fire interval, rainfall, vegetation and soil type. We used a Bayesian framework to examine the effects of combinations of rainfall, vegetation and soil type on the hazard-of-burning and survival parameters of the Weibull distribution. These analyses identify the nature of environmental controls on the length of fire intervals and the age-dependence of the hazard of burning. Results: Higher rainfall was consistently associated with shorter fire intervals. Within a single level of rainfall, however, the interaction between soil and vegetation type influenced the length of fire intervals. Higher-fertility sands were associated with shorter fire intervals in grass-dominated communities, whereas lower-fertility sands were associated with shorter fire intervals in shrub-dominated communities. The hazard of burning remained largely independent of TSF across the region, only markedly increasing with TSF in shrub-dominated communities at high rainfall. Main conclusions: Rainfall had a dominant influence on fire frequency in the mediterranean-climate mallee woodlands of south-eastern Australia. Predicted changes in the spatial distribution and amount of rainfall therefore have the potential to drive changes in fire regimes, although the effects of soil fertility and rainfall on fire regimes do not align on a simple productivity gradient. Reduced soil fertility may favour plant traits that increase the rate of woody litter fuel accumulation and flammability, which may alter the overriding influence of rainfall gradients on fire regimes.

Desempenho animal em sistema silvipastoril com acácia-negra (Acacia mearnsii De Wild.) e rendimento de matéria seca de cultivares de Panicum maximum Jacq. sob dois regimes de luz solar

Esse estudo foi compreendido por dois experimentos de campo, no período de outubro/2003 a abril/2004, na Fundação Estadual de Pesquisa Agropecuária (FEPAGRO), localizado em Tupanciretã, no Planalto Médio, região ecoclimática do RS. O principal objetivo do primeiro experimento foi avaliar o desempenho de novilhas de corte e a dinâmica de três pastos constituídos por Panicum maximum cvs. Gatton e Aruana e por Digitaria diversinervis em um sistema silvipastoril (SSP), associadas com acácia-negra (Acacia mearnsii De Wild.) sob duas densidades arbóreas (833 e 500 árvores/ha). Os resultados mostraram que não houve efeito da densidade arbórea com relação à dinâmica dos pastos e no desempenho animal. As cvs. de P. maximum apresentaram maiores resultados de massa de forragem residual do que a D. diversinervis. A taxa de acúmulo diário de MS, forragem total, oferta de forragem real e relação folha/colmo não diferiram entre as espécies. A cv. Gatton obteve maior resultado de forragem disponível quando comparado com a D. diversinervis. O ganho médio diário, ganho por área, animais.dia/ha, lotação animal e carga animal média também não diferiram com relação as forrageiras. O objetivo do segundo experimento foi avaliar o rendimento de matéria seca total de cinco cultivares de Panicum maximum, crescendo dentro e fora de um bosque de Eucalyptus sp. de 17 anos de idade, estabelecido na densidade de 1111 árvores/ha. A produção media de MS e a taxa de crescimento diário foram significativamente menores (P≤0.05) na condição de sombra (5.529 kg/ha) do que em pleno sol (22.346 kg/ha). Na condição de sombra, os resultados das cvs. não diferiram, enquanto que os resultados em pleno sol apresentaram diferenças significativas (P≤0,01), onde a cv. Tanzânia apresentou menores resultados no rendimento de matéria seca e taxa de crescimento e a cv. Mombaça os maiores resultados Pode-se concluir que as cvs. Mombaça, Tobiatã, Gatton e Vencedor são boas promissoras para o uso em SSP. Esse estudo indicou claramente altos níveis de desempenho animal sob pastejo em SSP com algumas cvs. de P. maximum selecionadas ou D. diversinervis usando Acacia-Negra no Sul do Brasil.

Efeito da temperatura e da luz na germinação de sementes de Acacia polyphylla DC.

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

Armazenamento e requerimento fotoblástico de sementes de Acacia polyphylla DC

Acacia polyphyla (Mimosaceae) é uma espécie arbórea nativa do Brasil, importante para a recuperação de áreas degradadas. Sementes dessa espécie foram armazenadas em condições naturais e artificiais, com os objetivos de avaliar a longevidade das sementes no solo, conservar a sua qualidade fisiológica pelo período correspondente a duas colheitas e verificar o requerimento fotoblástico das sementes armazenadas. em condições naturais, as sementes foram enterradas em clareira, sob dossel ralo e sob dossel denso. As sementes deterioraram rapidamente, revelando-se incapazes de compor o banco de sementes do solo. em condições artificiais, as sementes foram acondicionadas em diferentes embalagens e armazenadas por dois anos em ambiente não controlado e em câmara fria. Periodicamente, as sementes foram colocadas para germinar a 25ºC, na ausência de luz e sob fotoperíodo de oito horas sob luzes branca e de sombreamento. Durante todo o período de armazenamento, a germinação no escuro foi inferior à constatada sob luzes branca e de sombreamento. A qualidade fisiológica foi conservada por dois anos, quando as sementes foram acondicionadas em embalagem impermeável e armazenadas em câmara fria. O comportamento germinativo das sementes armazenadas por dois anos foi comparado com o de sementes recém-colhidas, em temperaturas constante e alternada, não sendo constatado efeito da idade e do regime de temperatura no requerimento fotoblástico das sementes.

Caracterização morfológica de frutos e sementes e desenvolvimento pós-seminal de monjoleiro (Acacia polyphylla DC.)

Acacia polyphylla DC. é uma espécie arbórea, característica dos estádios iniciais da sucessão secundária, de ocorrência natural no Brasil. Pertence à família Leguminosae-Mimosoideae, sendo recomendada em programas de reflorestamento misto, recuperação de áreas degradadas e manejo de fragmentos florestais. Entretanto, não foi encontrado nenhuma referência que fizesse menção aos aspectos químicos e morfológicos das sementes, bem como, aos aspectos do desenvolvimento pós-seminal desta espécie. Assim sendo, o presente trabalho objetivou caracterizar morfologicamente e ilustrar frutos e sementes, quantificar alguns componentes químicos presentes nas sementes e descrever as diferentes fases do desenvolvimento pós-seminal. Para tanto, foram realizadas descrições associadas às estruturas externa e interna das sementes. As descrições morfológicas dos frutos e das sementes foram efetuadas em relação a forma, ao tamanho, a superfície, a micrópila e a forma e a localização do embrião. Para a descrição morfológica das plântulas, as sementes foram colocadas para germinar em meio de cultura Murashige & Skoog reduzido à metade da concentração e incubadas a temperatura de 25ºC, sendo descritas e ilustradas as plântulas normais e anormais. O fruto é uma vagem deiscente contendo de oito a 16 sementes achatadas, de tegumento testal, embrião axial e invaginado. A germinação das sementes é epígea e as plântulas fanerocotiledonares.

Efeito do sombreamento e do substrato sobre a germinação e o crescimento de plântulas de Acacia mangium e Acacia mearnsii

The speed and uniform germination of seeds, followed by the prompt seedling emergence, are highly desirable characteristics in seedling production. Studies aiming to enable the use of organic waste such as sewage sludge and pine bark in the supply chain represent a current demand. The aim of this study was to identify conditions of shading and substrate which are more favorable to the process of seed germination and seedling growth of Acacia mangium and Acacia mearnsii. After overcoming dormancy in hot water, the seeds were sown in three substrates: substrate plantmax commercial forest (control), pine bark and pine bark mixed with biosolids (1:1). The tubes were placed in a tree nursery under three shading conditions: 50%, 30% and 0% (full sun). The evaluated parameters were: speed and germination percentage (daily until 30 days) and shoot length of seedlings (weekly from 75 to 150 days). The experiment was a completely randomized design with treatments in a factorial 3 x 3 and the results were submitted to regression analysis. The highest germination was obtained in the sowing of Acacia mangium in pine bark at 30% shading and commercial substrate at 30 and 50% shading for Acacia mearnsii in pine bark under 50% shading or commercial substrate in full sun. For both species, seedlings grew faster and reached larger size in the final substrate of pine bark with biosolids and in any condition of shading (30 e 50 %) and full sun, anticipating the production of seedlings.

Efficacy of condensed tannin presents in acacia extract on the control of Trichostrongylus colubriformis in sheep

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Seasonal variation in natural populations of Drosophila spp. (Diptera) in two woodlands in the State of São Paulo, Brazil

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Estimating the aboveground biomass and wood volume of savanna woodlands in Brazil's Pantanal wetlands based on allometric correlations

The quantity and distribution of vegetal biomass are important aspects to consider in ecosystem studies. However, little information is available about Brazil's Pantanal woodland savannas. This work involved the development of regression equations of the aerial biomass and wood volume of native tree species in a region of woodland savanna on Rio Negro farm in the Pantanal of Nhecolandia, Brazil. Samples were taken from 10 trees of each of five species: Protium heptaphyllum (Aub1.) Marchand, Magonia pubescens A. St.-Hil., Diptychandra aurantiaca Tul., Terminalia argentea Mart. and Zucc. and Licania minutiflora (Sagot) Fritsch and from a miscellaneous group of I I different species. Linear and nonlinear regression analyses were developed relating the diameter at breast height to the dry weight of wood, branches and leaves, wood volume and total aerial biomass. All the regressions showed a significance of P < 0.05 and an R-2 close to or above 0.8. The biomass curve predicted by linear regression analysis of the studied species was similar to the nonlinear regression, with the exception of L. minutiflora and the miscellaneous group. The breast height diameter proved a good choice for estimating biomass and wood volume. The estimated wood volume and biomass of the Pantanal woodland savanna is crucial information for understanding the carbon cycle and for ensuring the region's conservation and sustainable use. (c) 2006 Elsevier B.V. All rights reserved.

Effects of a lectin-like protein isolated from Acacia farnesiana seeds on phytopathogenic bacterial strains and root-knot nematode

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Purification of a PHA-Like chitin-binding protein from Acacia farnesiana seeds: A time-dependent oligomerization protein

A lectin-like protein from the seeds of Acacia farnesiana was isolated from the albumin fraction, characterized, and sequenced by tandem mass spectrometry. The albumin fraction was extracted with 0.5 M NaCl, and the lectin-like protein of A. farnesiana (AFAL) was purified by ion-exchange chromatography (Mono-Q) followed by chromatofocusing. AFAL agglutinated rabbit erythrocytes and did not agglutinate human ABO erythrocytes either native or treated with proteolytic enzymes. In sodium dodecyl sulfate gel electrophoresis under reducing and nonreducing conditions, AFAL separated into two bands with a subunit molecular mass of 35 and 50 kDa. The homogeneity of purified protein was confirmed by chromatofocusing with a pI=4.0+/-0.5. Molecular exclusion chromatography confirmed time-dependent oligomerization in AFAL, in accordance with mass spectrometry analysis, which confers an alteration in AFAL affinity for chitin. The protein sequence was obtained by a liquid chromatography quadrupole time-of-flight experiment and showed that AFAL has 68% and 63% sequence similarity with lectins of Phaseolus vulgaris and Dolichos biflorus, respectively.

Mixing Eucalyptus and Acacia trees leads to fine root over-yielding and vertical segregation between species

The consequences of diversity on belowground processes are still poorly known in tropical forests. The distributions of very fine roots (diameter <1 mm) and fine roots (diameter <3 mm) were studied in a randomized block design close to the harvest age of fast-growing plantations. A replacement series was set up in Brazil with mono-specific Eucalyptus grandis (100E) and Acacia mangium (100A) stands and a mixture with the same stocking density and 50 % of each species (50A:50E). The total fine root (FR) biomass down to a depth of 2 m was about 27 % higher in 50A:50E than in 100A and 100E. Fine root over-yielding in 50A:50E resulted from a 72 % rise in E. grandis fine root biomass per tree relative to 100E, whereas A. mangium FR biomass per tree was 17 % lower than in 100A. Mixing A. mangium with E. grandis trees led to a drop in A. mangium FR biomass in the upper 50 cm of soil relative to 100A, partially balanced by a rise in deep soil layers. Our results highlight similarities in the effects of directional resources on leaf and FR distributions in the mixture, with A. mangium leaves below the E. grandis canopy and a low density of A. mangium fine roots in the resource-rich soil layers relative to monospecific stands. The vertical segregation of resource-absorbing organs did not lead to niche complementarity expected to increase the total biomass production. © 2012 Springer-Verlag Berlin Heidelberg.

Partitioning of net primary production in Eucalyptus and Acacia stands and in mixed-species plantations: Two case-studies in contrasting tropical environments

The introduction of nitrogen fixing species (NFS) in fast-growing tree plantations is an alternative option to reduce fertilizer inputs. However, the success of mixed-species plantations depends on the balance between positive interactions among species (resulting from facilitation and/or complementarity) and the negative effects of interspecific competition.Using a carbon budget approach and coupling measurements of standing biomass, aboveground litterfall and soil CO2 efflux, we assessed the influence of replacing half of eucalypt trees by Acacia mangium on total belowground carbon flux (TBCF), net primary production (NPP) and its partitioning between above- and belowground growth at two tropical sites in Brazil (Itatinga) and in Congo (Kissoko) exhibiting contrasting climates, edaphic conditions and wood productions.Annual soil CO2 efflux (FS) was significantly lower in the acacia monocultures than in eucalypt monocultures and mixed-species stands at both sites. Annual FS was significantly lower at Itatinga compared to Kissoko for all stands while TBCF was significantly lower in the eucalypt stands only. In the eucalypt monocultures we found a significantly lower aboveground NPP (ANPP) and wood production (wood NPP) at Kissoko compared to Itatinga that was almost fully balanced by a significantly higher belowground NPP (BNPP), leading to similar NPP. Similarly, acacia monocultures exhibited significantly higher ANPP and wood NPP at Itatinga than at Kissoko. The mixed-species stands exhibited a significantly lower wood NPP and ANPP than the eucalypt monocultures at the Brazilian site while NPP of the mixture was not significantly different than the average NPP of the two monocultures. At the Congolese site, NPP of the mixture was significantly higher than the average NPP of the two monocultures. NPP was similar in the mixed-species stand and the eucalypt monoculture with a significantly lower partitioning of NPP to belowground production, leading to a one third higher wood biomass at harvest in the mixed-species stand.A positive effect of growing eucalypts with the nitrogen fixing acacia trees on stand wood production occurred at Kissoko but not at Itatinga. Mixed-species plantations with NFS can be advocated at sites where the productive gains resulting from nitrogen fixation are not compromised by other resource limitations. © 2012 Elsevier B.V.

Prospecção de moléculas químicas com propriedades alelopáticas em Acacia mangium (Willd.)

Muito se tem estudado sobre o potencial que algumas plantas têm de inibir o desenvolvimento de outras plantas. Em busca de alternativas para reduzir a dependência de herbicidas sintéticos, diminuindo os danos ambientais e prejuízos à saúde humana e procurando alternativas à resistência aos herbicidas do mercado, os compostos naturais oferecem excelentes perspectivas. Este trabalho isola, identifica as estruturas e caracteriza a atividade alelopática de duas substâncias químicas produzidas pela espécie Acacia mangium. Para isso, procede-se com solução hidroalcoólica (7:3) extração exaustiva das folhas secas caídas, folhas verdes, raízes e sementes dessa espécie, passando-se pela recuperação do etanol (evaporador rotativo) e liofilização dos extratos para a desidratação e obtenção do extrato bruto hidroalcoólico (EBHA). Para identificar qual parte da planta possui maior potencial alelopático, é preparado um bioensaio com a utilização de solução hidroalcoólica (7:1) de cada EBHA em concentração de 1%. É determinado o potencial inibitório sobre a germinação, desenvolvimento do hipocótilo e desenvolvimento da radícula das sementes das plantas daninhas malícia (Mimosa pudica), mata-pasto (Senna alata) e puerária (Pueraria phaseoloides). 10 g do EBHA das folhas caídas são submetidas à CCVU para separação das substâncias, a partir do qual são obtidas quatro reuniões de substâncias semelhantes. Três delas são refracionadas em colunas menores (R1’, R2- R3’, R4’) e da coluna R1’ são isoladas as substâncias Lupenona e Lupeol. Nos bioensaios com os extratos, o das folhas secas apresenta as inibições mais acentuadas, notadamente sobre a germinação (99%). Nesta característica, mata-pasto é a espécie de menor sensibilidade, com inibições abaixo de 12%. São realizados bioensaios com as substâncias isoladas e em par (solubilizadas em clorofórmio), na concentração de 140 ppm, sobre as sementes de Mimosa pudica e Senna obtusifolia. Para a germinação das sementes, as substâncias em todos os tratamentos não evidenciam qualquer efeito. Para o desenvolvimento da radícula, ambas as substâncias, isoladamente, promovem inibições em torno de 40% sobre duas espécies de plantas daninhas, enquanto que em par, observa-se que há antagonismo entre as substâncias, já que os resultados são inferiores, ficando ao redor de 30%. Com relação ao crescimento do hipocótilo a inibição em todos os tratamentos fica em torno de 15% e não há diferença significativa entre os resultados. É testado também o efeito do pH (3,0 e 9,0) na atividade alelopática das substâncias, isoladas e em par, sobre a germinação das sementes de malícia e observa-se que há interação para os fatores pH e germinação, havendo maior atividade inibitória da lupenona em condições ácidas e do lupeol em condições alcalinas. Não há efeito aditivo ou negativo quando da associação das substâncias. É realizada também análise por HPLC nos extratos brutos hidroalcoólicos de três partes da planta Acacia mangium para a detecção dos flavonóides catequina e epicatequina (substâncias com comprovado efeito alelopático), sendo que a epicatequina é a substância com absorção para os espetros selecionados, mostrando que esta substância pode ter contribuído para os resultados expressivos observados nos primeiros bioensaios com os extratos brutos das partes das plantas.