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Doctoral Thesis
DOI
https://doi.org/10.11606/T.11.2023.tde-01112023-171521
Document
Author
Full name
Ana Carolina Cardoso de Oliveira
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Piracicaba, 2023
Supervisor
Committee
Viani, Ricardo Augusto Gorne (President)
Durigan, Giselda
Pilon, Natashi Aparecida Lima
Title in Portuguese
Produção e plantio de mudas de gramíneas nativas para restauração de fisionomias abertas do Cerrado
Keywords in Portuguese
Plantio de mudas
Poaceae
Qualidade de sementes
Restauração ecológica
Semeadura direta
Abstract in Portuguese
Gramíneas são plantas herbáceas da família Poaceae, fundamentais para manter a rica diversidade de espécies, a estrutura e o funcionamento de savanas e campos do bioma Cerrado. O aumento do desmatamento neste bioma aumenta também as preocupações quanto à sua restauração. Ações de restauração devem sempre resultar em ecossistemas autossustentáveis e resilientes, e para fisionomias abertas isso é desafiador, pois estas são frequentemente negligenciadas frente a florestas e hoje faltam técnicas eficientes para restaurá-las. Técnicas comuns para a restauração precisam ser adaptadas à diversidade de espécies requeridas por cada ecossistema, para recuperar sua biodiversidade e funções. O plantio de mudas e a semeadura direta são as técnicas mais usadas para restaurar ecossistemas degradados. Em fisionomias abertas, a semeadura direta é mais comum, porém o sucesso dessa técnica depende diretamente de sementes selvagens, recurso que pode ficar cada vez mais escasso com a perda de vegetação nativa. Para o uso sustentável de sementes na restauração, identificar parâmetros de qualidade é fundamental, pois estes auxiliam no planejamento do plantio e na precisão dos resultados. Além disso, a produção de mudas em ambiente protegido e com umidade e temperatura adequadas pode ser uma forma de garantir que cada semente viável se torne uma planta vigorosa. No entanto, o plantio de mudas de gramíneas ainda é incipiente. Nesta tese, investigamos 1) os padrões na qualidade de sementes de espécies de gramíneas nativas usadas na restauração do Cerrado, 2) a resposta de mudas de gramíneas nativas à fertilização em viveiro e como essa fertilização influencia o estabelecimento no campo e 3) como o estabelecimento de gramíneas no campo varia em relação à técnica de introdução, comparando a semeadura direta com o plantio de mudas com e sem fertilização em viveiro. Nossos resultados mostraram elevada ocorrência de sementes vazias nos lotes de gramíneas disponíveis para restauração, e que sementes intactas e bem formadas são prováveis de emergir. Esforços para redução de sementes vazias e malformadas em lotes pode trazer melhorias no estabelecimento após a semeadura. Vimos que gramíneas nativas frequentemente usadas na restauração do Cerrado crescem mais quando há adição de nutrientes no substrato de cultivo no viveiro, mas que isso não influencia o estabelecimento após o plantio no campo, que é muito mais explicado por espécies do que pelos atributos alterados pela fertilização das mudas. Já o estabelecimento de gramíneas por mudas ou sementes tiveram sobrevivência similar, no entanto, o recrutamento com a semeadura é abaixo do potencial que as sementes apresentam. Gramíneas introduzidas por mudas alcançaram maior tamanho que as semeadas, e espécies precoces iniciaram a reprodução já no primeiro ano após o plantio, deixando regenerantes no entorno. Para concluir, ressaltamos aqui a importância do conhecimento sobre a fenologia reprodutiva, o hábito de crescimento e as respostas a variações ambientais intrínsecas a espécies para o aprimoramento de técnicas para reintrodução de gramíneas nativas do Cerrado. Esperamos que estes estudos contribuam para o uso estratégico de espécies e técnicas, integrando esforços para que a estrutura e funcionamento do Cerrado sejam recuperados eficientemente.
Title in English
Native grass seedling production in nursery and planting for restoration of grasslands and savannas of the Brazilian Cerrado
Keywords in English
Direct seeding
Ecological restoration
Planting seedlings
Poaceae
Seed quality
Abstract in English
Grasses are herbaceous plants from the Poaceae family, essential for maintaining the rich diversity of species and the structure and functioning of open ecosystems, such as savannas and grasslands, of the Cerrado biome. The increase in deforestation in this biome also increases concerns about its restoration. Restoration actions must always result in self-sustainable and resilient ecosystems. For open ecosystems, this is challenging, as these are often neglected compared to forests, and there is a lack of efficient techniques to restore them. Standard restoration techniques need to be adapted to the diversity of species required by each ecosystem to recover its biodiversity and functions. Planting seedlings and direct seeding are the most used techniques to restore degraded ecosystems. For open ecosystems, direct seeding is more common, but the success of this technique depends directly on wild seeds. This resource can become increasingly scarce with the loss of native vegetation. For the sustainable use of seeds in restoration, identifying quality parameters is essential, as they help with planting planning and the accuracy of results. Furthermore, producing seedlings in a protected environment with adequate humidity and temperature can be a way of ensuring that each viable seed becomes a vigorous plant. However, the planting of grass seedlings for restoration of Cerrado's grasslands and savannas is still in its infancy. In this thesis, we investigated 1) the patterns in seed quality of native grass species used in Cerrado restoration; 2) the response of native grass seedlings to nursery fertilization and how this fertilization influences establishment in the field; and 3) how the establishment of grasses in the field varies with the technique, comparing direct seeding to planting seedlings grown with and without fertilizer. Our results showed a high occurrence of empty seeds in grass batches available for restoration, but intact, well-formed seeds are more likely to emerge. Efforts to reduce empty and malformed seeds in batches can improve establishment after seeding. We found native grasses frequently used in Cerrado restoration grow more in nutrient-increased conditions (with fertilizer). However, this does not influence establishment after planting in the field, which is more related to species than traits altered by adding nutrients to the seedlings. The establishment of grasses through seedlings or seeds had similar survival. However, recruitment with sowing is below the potential that seeds present. Grasses introduced by seedlings reached a larger size than those sown, and precocious species began reproduction in the first year after planting, providing early colonization in the surroundings. To conclude, we highlight the importance of knowledge about reproductive phenology, growth habit, and responses to environmental variations intrinsic to species for improving techniques for reintroducing native grasses from the Cerrado. We hope these studies will contribute to the strategic use of species and techniques, integrating efforts so that the structure and functioning of the Cerrado can be efficiently recovered.
 
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Publishing Date
2023-11-08
 
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