Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/1843/64977
Type: Tese
Title: Respostas ecofisiológicas de espécies arbóreas nativas em área afetada por rejeito de minério de ferro na bacia do Rio Doce
Authors: Talita Raissa Silva dos Santos
First Advisor: Queila de Souza Garcia
First Co-advisor: Eduardo Gusmão Pereira
Abstract: Após o colapso da barragem de Fundão uma grande quantidade de rejeito de minério de ferro foi lançada na bacia do Rio Doce ocasionando supressão de vegetação típica de Mata Atlântica e contaminação dos solos com metais-traço, como Mn e Fe. O uso de espécies nativas tolerantes e técnicas de fertilização adequadas, com menor impacto econômico e ambiental, são passos a serem considerados no processo de tomada de decisão para a recuperação das áreas afetadas. O objetivo deste estudo foi determinar as bases fisiológicas que contribuíram para a tolerância de espécies arbóreas nativas da Mata Atlântica em área atingida por rejeito de Fundão e sob condição de adubação. O desenvolvimento de espécies pioneiras (Anadenanthera colubrina, Bixa orellana e Peltophorum dubium) e secundárias (Cedrela fissilis, Handroanthus impetiginosus e Handroanthus serratifolius) foi acompanhado por 35 meses desde o plantio. Durante o período amostral foram avaliados a sobrevivência, crescimento e status nutricional das espécies no rejeito. Aos 5 meses de plantio investigou-se a capacidade fotossintética e o metabolismo oxidativo das seis espécies crescendo sob diferentes condições de adubação [fertilização inorgânica, orgânica (inóculo composto por microrganismos benéficos) e tratamento combinado (fertilizante e inóculo)]. Aos 16 meses de experimento, investigou-se os mecanismos morfofisiológicos que contribuíram para o bom desempenho de B. orellana, P. dubium e H. impetiginosus no rejeito fertilizado com composto inorgânico. Para isso, foram realizadas avaliações morfológicas (histolocalização de ferro e determinação da espessura foliar) e fisiológicas [remobilização de nutrientes, fluorescência da clorofila a, eficiência fotossintética, trocas gasosas, conteúdo de pigmentos fotossintéticos, área foliar específica e metabolismo oxidativo (H2O2, MDA, enzimas antioxidantes)]. Os resultados mostraram que os tratamentos de fertilização promoveram a qualidade nutricional das espécies recém-estabelecidas no rejeito, sendo a inoculação uma alternativa viável em relação à fertilização inorgânica. Além disso, o desempenho das espécies pioneiras foi correlacionado ao maior teor de nitrogênio foliar e eficiência fotossintética, enquanto, a performance das espécies secundárias foi modulada pela alta concentração de ferro nas folhas. As espécies investiram em proteção antioxidante para controle de danos oxidativos celulares, e somente C. fissilis apresentou menor eficiência fotossintética. No longo prazo, as respostas de tolerância das plantas não refletiram a classificação sucessional. A. colubrina, C. fissilis e H. serratifolius mostraram baixa performance, o que pode estar relacionado à compactação e a elevada concentração de ferro do substrato. O bom desempenho de P. dubium foi associado à maior eficiência fotossintética, intenso direcionamento energético ao metabolismo de carbono e maior produção de biomassa. B. orellana por alocar ferro principalmente no tecido paliçádico, investiu em proteção antioxidante (enzimática e não enzimática) para manutenção da eficiência fotossintética. H. impetiginosus hiperacumulou ferro nas folhas e realizou uma intensa dissipação de energia por meio não-fotoquímico e ativação de mecanismos antioxidantes, mantendo assim, sua taxa fotossintética e crescimento no rejeito. Ajustamentos ecológicos e morfofisiológicos distintos contribuíram para a persistência das arbóreas nativas na área impactada. Assim, passa-se a indicar, tanto as espécies pioneiras quanto secundárias avaliadas para uso em projetos de reabilitação de áreas degradadas por resíduos de mineração de ferro.
Abstract: After the collapse of the Fundão dam, a large amount of iron ore tailing was released into the Doce River basin, causing suppression of vegetation typical of the Atlantic Forest and contamination of soils with trace metals, such as Mn and Fe. The use of native species tolerance and appropriate fertilization techniques, with less economic and environmental impact, are steps to be considered in the decision-making process for the recovery of affected areas. The objective of this study was to determine the physiological bases that contributed to the tolerance of tree native species to the Atlantic Forest in an area affected by Fundão tailing and under fertilization conditions. The development of pioneer (Anadenanthera colubrina, Bixa orellana and Peltophorum dubium) and secondary species (Cedrela fissilis, Handroanthus impetiginosus and Handroanthus serratifolius) was monitored for 35 months since planting. During the sampling period, the survival, growth and nutritional status of the species in tailing were evaluated. At 5 months of planting, the photosynthetic capacity and oxidative metabolism of six species growing under different fertilization conditions [inorganic and organic fertilization (inoculum composed by beneficial microorganisms) and combined treatment (fertilizer and inoculum)] were investigated. After 16 months of experiment, the morphophysiological mechanisms that contributed to the better performance of B. orellana, P. dubium and H. impetiginosus in tailing fertilized with inorganic compost were investigated. For this, were realized morphological (iron histolocalization and determination of leaf thickness) and physiological evaluations [nitrogen and phosphorus remobilization, chlorophyll a fluorescence, photosynthetic efficiency, gas exchange, water efficiency, photosynthetic pigment content, specific leaf area and oxidative metabolism (H2O2, MDA, antioxidant enzymes)]. The results showed that the fertilization treatments promoted the nutritional quality of the newly established species in the tailings, with inoculation being a viable alternative to inorganic fertilization. Furthermore, the performance of pioneer species was correlated to the highest leaf nitrogen content and photosynthetic efficiency, while the performance of secondary species was modulated by the high concentration of iron in the leaves. The species invested in antioxidant protection to control cellular oxidative damage, and only C. fissilis showed lower photosynthetic efficiency. In the long term, the plants tolerance response did not reflect successional classification. A. colubrina, C. fissilis and H. serratifolius showed low performance in the field, which may be related to the compaction and high iron concentration of the substrate. The good performance of P. dubium was associated with greater photosynthetic efficiency, intense energy allocation to carbon metabolism and greater biomass production. B. orellana, by locating iron mainly in the palisade tissue, invested in antioxidant protection (enzymatic and non-enzymatic) to maintain photosynthetic efficiency. H. impetiginosus hyperaccumulated iron in the leaves and carried out intense energy dissipation through non- photochemical means and activation of antioxidant mechanisms, thus maintaining its photosynthetic rate and growth in the tailing. Different ecological and morphophysiological adjustments contributed to the persistence of native trees in the impacted area. Thus, we now indicate both the pioneer and secondary species evaluated for use in rehabilitation projects in areas degraded by iron mining tailing.
Subject: Biologia Vegetal.
Rompimento da Barragem
Resíduos
Fotossíntese
Fertilização
language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
metadata.dc.publisher.department: ICB - DEPARTAMENTO DE BOTÂNICA
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Biologia Vegetal
Rights: Acesso Restrito
URI: http://hdl.handle.net/1843/64977
Issue Date: 29-Nov-2023
metadata.dc.description.embargo: 29-Nov-2025
Appears in Collections:Teses de Doutorado

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