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Doctoral Thesis
DOI
https://doi.org/10.11606/T.11.2021.tde-11102021-084743
Document
Author
Full name
Antonio Leite Florentino
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Piracicaba, 2021
Supervisor
Committee
Gonçalves, José Leonardo de Moraes (President)
Alleoni, Luis Reynaldo Ferracciú
Hakamada, Rodrigo Eiji
Laclau, Jean Paul
Title in English
Availability of copper and zinc as affected by soil acidity in Eucalyptus plantation
Keywords in English
Liming
Metallic ions
Reactive oxygen species
Reforestation
Soil phases
Wood production
Abstract in English
Brazil is a global reference regarding Eucalyptus management for wood production (e.g., pulp and solid wood products) and approximately 77% of the areas under reforestation is done with species of this genus, mainly in acidic and poorly fertile soils. Lime application (liming) is a consensus strategy to reduce soil acidity and to supply Ca and Mg (as recommended for Eucalyptus) contents to crops nutrition. Liming can reduce soil metallic micronutrients (e.g., Cu and Zn) bioavailabilities, and Cu and Zn recommendation for Eucalyptus plants is not a consensus in Brazilian silviculture. Applying these micronutrients is recommended to supply the amount removed within forest harvesting products. In this sense, few studies investigated the combined application of lime and Cu plus Zn rates for Eucalyptus grown under tropical soils. In this study, the implications of those factors on soil chemical attributes, plant nutritional status and plant growth performance of Eucalyptus grandis were investigated. Variables evaluated included leaf area and leaf area index, chlorophyll and flavonoid content, and antioxidant metabolism performance [lipid peroxidation (malondialdehyde content), hydrogen peroxide content, and activity of antioxidant enzymes (i.e., superoxide dismutase, catalase, glutathione reductase, ascorbate peroxidase, guaiacol peroxidase, and glutathione peroxidase)]. Lime application increased soil pH and Ca and Mg availabilities, while Cu and Zn availabilities bioavailability into the soil was reduced. Overall, liming reduced soil Cu and Zn contents in residual fraction (bound to silicate minerals) but increased in fraction bound to organic matter (oxidizable). Liming augmented Cu, Fe, Mn, and Zn use efficiency, while Cu plus Zn fertilization increased enzymatic antioxidant performance of Eucalyptus plants. Eucalyptus grown in soil amended with lime had higher leaf area, leaf area index, leaf pigments, leaf Ca and Mg concentrations, while Cu and Zn concentrations were reduced. Eucalyptus grown under lime application associated with Cu plus Zn fertilization leads to better plant performance, which is observed through crop productivity improvement. Thus, the adoption of Cu plus Zn fertilization combined with the lime can be promising strategy to link balanced nutrition and optimize plant growth aimed to higher wood yield. In conclusion, our study brought new insights into the soil fertility, wood yields, leaf area and leaf area index, biochemical traits, antioxidant metabolism and nutritional status of the Eucalyptus plants under lime application associated with Cu and Zn fertilization.
Title in Portuguese
Disponibilidade de cobre e zinco afetada pela acidez do solo em plantação de Eucalyptus
Keywords in Portuguese
Calagem
Espécies reativas de oxigênio
Fases do solo
Íons metálicos
Produção de madeira
Reflorestamento
Abstract in Portuguese
O Brasil é referência mundial no manejo de plantação de Eucalyptus para produção de madeira (e.g., celulose e produtos de madeira sólida) e aproximadamente 77% das áreas reflorestadas são com espécies deste gênero, principalmente em solos ácidos e de baixa fertilidade. A aplicação de calcário (calagem) é uma prática agrícola para reduzir a acidez do solo e fornecer teores de Ca e Mg (como recomendado para eucalipto) à nutrição das plantas. A calagem pode reduzir a biodisponibilidade de nutrientes metálicos no solo (e.g., Cu e Zn), e a recomendação de Cu e Zn para plantação de Eucalyptus não é um consenso na silvicultura brasileira. A aplicação desses micronutrientes é recomendada para suprir à quantidade removida nos produtos da colheita florestal. Nesse sentido, poucos pesquisadores avaliaram a aplicação combinada de calcário e Cu mais Zn em plantas de eucalipto manejadas em solos tropicais. Neste estudo, as implicações desses fatores nos atributos químicos do solo, desempenho nutricional e de desenvolvimento de Eucalyptus grandis foram analisadas. As variáveis avaliadas incluíram a área foliar e índice de área foliar, conteúdo de clorofila e flavonoides e desempenho do metabolismo antioxidante [peroxidação lipídica (teor de malondialdeído), teor de peróxido de hidrogênio, e atividade de enzimas antioxidantes (superóxido dismutase, catalase, glutationa redutase, ascorbato peroxidase, guaiacol peroxidase e glutationa peroxidase)]. A aplicação de calcário aumentou o pH do solo e as disponibilidades de Ca e Mg, enquanto reduziu as disponibilidades de Cu e Zn no solo. Em geral, a calagem reduziu os teores de Cu e Zn na fração residual (ligada aos minerais silicatados), porém aumentou na fração ligada à matéria orgânica (oxidável). A calagem aumentou a eficiência de uso de Cu, Fe, Mn e Zn, enquanto a fertilização com Cu mais Zn aumentou o desempenho antioxidante enzimático das plantas de eucalipto. As plantas cultivadas no solo corrigido com calcário apresentaram maior área foliar, índice de área foliar, pigmentos foliares e concentrações foliares de Ca e Mg, enquanto as concentrações de Cu e Zn foram reduzidas. A aplicação combinada de calcário e Cu mais Zn promove maior desenvolvimento das plantas de Eucalyptus, o que foi observado através do aumento da produtividade do eucalipto. Assim, a utilização da fertilização de Cu mais Zn associada com a aplicação de calcário pode ser uma estratégia útil para aliar nutrição balanceada e otimizar o crescimento das plantas a fim de aumentar a produção de madeira. Em conclusão, nosso estudo trouxe novas abordagens relacionadas a fertilidade do solo, produção de madeira, área foliar e índice de área foliar, características bioquímicas, metabolismo antioxidante e estado nutricional de plantas de Eucalyptus com a aplicação de calcário associada à fertilização com Cu e Zn.
 
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Publishing Date
2021-10-13
 
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