Decomposição de folhas de medronheiro (Arbutus unedo L.) em pequenos ribeiros: efeitos indiretos da fertilização das plantações

Abstract

As plantações de medronheiro, sobretudo em regime de monocultura, são hoje uma cultura emergente e economicamente rentável no nosso país. Porém, pouco ou nada se sabe acerca da influência destas plantações no funcionamento dos cursos de água, nomeadamente da sua influência em processos chave do ecossistema, como a decomposição da folhada. A realização deste trabalho teve como objetivosavaliar: (1) a dinâmica da decomposição foliar do medronheiro, promovida por elementos-chave da decomposição, os fungos (hifomicetes aquáticos), num pequeno curso de água no centro de Portugal, (2) a importância relativa da adubagem das plantações na qualidade foliar e, consequentemente, na sua degradação mediada por fungos e por invertebrados. Neste caso, os testes foram realizados em laboratório, utilizando folhas controlo (C) processadas em meio aquoso “pobre” (Meio-C; simulando um sistema oligotrófico) ou folhas enriquecidas (E), originárias de uma plantação adubada, processadas em meio enriquecido em nutrientes (Meio-E). Pretendeu-se um paralelismo com situações ecologicamente relevantes.A caracterização físico-química prévia de ambas as folhas mostrou que a adubagem alterava as características foliares, sendo as folhas de medronheiro-E menos duras, com menor concentração de C e fenóis, mas com maiores concentrações de N e P. Apesar de apresentarem uma qualidade inferior, as folhas de medronheiro-C imersas num curso de água de baixa ordem apresentaram uma taxa de decomposição microbiana rápida - 0,019 k/dia –, superior à observada em muitas espécies ripícolas nativas de elevada qualidade. Os parâmetros microbianos associados indicam picos de esporulação e atividades metabólicas elevadas ao fim de 21 dias e um pico de biomassa ao fim de 28 dias de imersão, altura em que a folha já perdeu cerca de 40% do seu peso. A diversidade de espécies associadas à folhada foi elevada sendo as espécies dominantes L. curvula (29%), A. filiformis (20%) e H. (18%). O processamento “fácil” desta folha pelos microrganismos parece ser facilitado pelos teores de N e P da folha, pela capacidade do micélio fúngico em ultrapassar barreiras físicas foliares como a cutícula e pela reduzida percentagem de compostos fenólicos.A avaliação da importância relativa da adubagem das plantações na qualidade foliar e, consequentemente, na sua degradação mediada por fungos, foi feita em testes realizados no laboratório, com uma comunidade conhecida de fungos, em que folhas de medronheiro C e E foram incubadas, durante 28 dias, em meios ricos e pobres em N. Verificou-se que as folhas de medronheiro-E perderam mais massa do que as de medronheiro-C (64% vs. 57%), apresentaram valores 15x mais elevados de atividade microbiana e esporularam 12x mais, duas semanas mais cedo, que as folhas originárias de plantações não adubadas. Verificou-se que as diferenças encontradas eram largamente devidas à distinta qualidade foliar das folhas usadas. No entanto, o nível superior de nutrientes dissolvidos no meio de incubação das folhas enriquecidas pode ter contribuído para a resposta, uma vez que a performance dos fungos é facilmente estimulada pelo acréscimo moderado de N no meio que é facilmente incorporado na biomassa fúngica.Nos testes de consumo realizados com larvas de S. festiva, foram também usadas folhas de medronheiro C e E, colonizadas durante 28 dias nos meios correspondentes. Os resultados obtidos mostram que este triturador não apresenta dificuldades em consumir esta folha, apresentando taxas de consumo semelhantes às observadas em folhas nativas de qualidade como o amieiro. Porém, apesar de um consumo ligeiramente superior observado nas folhas de medronheiro-E, não foram registadas diferenças significativas nas taxas de consumo dos dois tipos foliares disponibilizados. Isto poderá ser causado pelo facto de a) as folhas atingirem um limiar de qualidade adequado, b) ao fim de 28 dias as folhas de medronheiro-E perderam qualidade nutritiva por pós-condicionamento e/ou c) a composição da comunidade fúngica nas folhas controlo era mais palatável para os trituradores.Os resultados sugerem que as folhas de medronheiro são rapidamente decompostas por microrganismos em cursos de água, sendo facilmente incorporadas em produção secundária, independentemente das suas características físico-químicas originais. Decompositores e invertebrados são capazes de responder a diferenças de qualidade das folhas de medronheiro originárias de arbustos adubados e não adubados. A dinâmica da decomposição fúngica parece obedecer, de forma marcante, às características físico-químicas das folhas de medronheiro, enquanto a sensibilidade dos trituradores a essa diferença parece ser suavizada, via condicionamento. As características do solo (i.e. abubados ou não adubados) parecem, pois, ter algum controlo na reciclagem de nutrientes e transferência de energia nos cursos de água ladeados por monoculturas de medronheiro.

Strawberry tree (Arbutus unedo L.) plantations, mostly as monocultures, are nowadays a forthcoming and economically profitable culture in our country. However, little to none is known about these cultures influence in the functioning of water courses,namely on key-ecosystem processes like litter decomposition. So, this work had as objectives to determine: (1) litter decomposition dynamics of strawberry tree, promoted by key-drivers of litter decomposition, fungi (aquatic hyphomycetes), in a small stream in central Portugal, (2) the relative importance of plantations fertilizing on leaf litter quality and, consequently, its degradation mediated by fungi and invertebrates. In this case, the tests were done in a laboratory, using control leaves (C) incubated in “poor” medium(Medium-C; simulating an oligotrophic system) or enriched leaves (E), originated from a fertilized plantation, incubated in a similar but nutrient enriched medium (Medium-E). A parallelism to ecological relevant conditions was intended.The physicochemical characterization of both leaves showed that fertilization alters the foliar characteristics, being strawberry tree-E leaves less tough, with lower concentrations of C and phenolics, but higher concentrations of N and P. Despite its inferior quality, strawberry tree-C leaves, submerged in a low order stream, presented a rapid decomposition rate – 0,019 k/day -, superior to the ones observed in a lot of high-qualitynative species. The associated microbial parameters indicate higher sporulation peaks and metabolic activities at the end of 21 days, and fungal biomass at 28 days of immersion,when leaves had lost about 40% of their weight. The species diversity associated with these leaves were high, and dominated by Lunulospora curvula (29%), Anguillospora filiformis(20%) and Heliscus submersus (18%). The “easy” processing of these leaves by microorganisms seems to be facilitated by N and P leaf content, ability of fungi to overpass foliar physical barriers, such as cuticle, and low percentage of phenolic compounds.The relative importance of fertilization of the plantations in leaf quality, and consequently, its degradation mediated by fungi, was evaluated in laboratory using,8strawberry tree E and C leaves were incubated, with a known community of fungi. Tests run for 28 days, in N rich (100 mg/L KNO3) and poor (10 mg/L KNO3) medium, respectively. Results indicate that strawberry tree-E leaves lost more mass than strawberry tree-C (64% vs. 57%), present values 15x higher of microbial activity and sporulate 12x times more, two weeks earlier than leaves originated from non-fertilized plantations. Results suggest that the differences found were largely due to the distinct quality of the used leaves. However, the higher level of dissolved nutrients in the incubation medium of the enriched leaves may have contributed to the observations, since fungi performance is easily stimulated by the moderated increase of N in the medium, easily incorporated in fungal biomass.In the feeding tests performed with S. festiva larvae, we offered leaves ofstrawberry tree C and E, colonized during 28 days in their correspondent medium. The obtained results showed that this shredder consumed the leaves, presenting similar consumption rates as the ones observed in face of native trees, such as alder. Despite a slightly higher consumption was observed on strawberry tree-E, no significant differences in the consumption rates of both leaves were registered. This may be due the fact that a) both leaves reached a quality threshold, b) at the end of the 28 days, leaves of strawberry tree-E lost nutritional quality by over-conditioning and/or c) the composition of the fungal community in control leaves was more palatable for shredders.In conclusion, the results suggest that strawberry tree leaf litter is quickly decomposed by microorganisms in streams, being easily incorporated in a secondaryproduction, independently of the original physicochemical characteristics of the leaves. Decomposers and invertebrates can discriminate differences of litter quality between strawberry tree leaves from fertilized and non-fertilized plantations. However, the dynamics of fungal decomposition seems to obey, in a defined way, to distinct leaf traits of these leaves while the sensitivity of shredders seems to be buffered by fungal colonization. Soil characteristics (i.e. fertilized and non-fertilized) seem to have some control in nutrient cycling and energy transfer in streams lined by strawberry tree monocultures.