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Tipo: Tese
Título: Silício: alívio a estresses abióticos em ambientes naturais
Título em inglês: Silicon: relief abiotic stress in natural environments
Autor(es): Oliveira, Sâmia Paiva de
Orientador: Oliveira, Teógenes Senna de
Palavras-chave: Biomassa;Distribuição geográfica;Absorção;Ecofisiologia;Aclimatação
Data do documento: 2022
Citação: OLIVEIRA, Sâmia Paiva de. Silício: alívio a estresses abióticos em ambientes naturais. 2022. 119 f. Tese (Doutorado em Ecologia e Recursos Naturais) - Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2022.
Resumo: O Silício (Si) foi, durante muito tempo, ignorado pelos ecologistas de planta. No entanto, é inegável sua participação nos ecossistemas terrestres. A hipótese desse trabalho é que as plantas, em ambientes naturais, são submetidas a estresses abióticos, isolados ou combinados, que podem estimular a absorção de Si. Assim, essas plantas são igualmente beneficiadas pela absorção e acúmulo do elemento. Deste modo, foram levantadas as seguintes previsões: I) As concentrações de silício disponível na solução do solo ampliariam a distribuição espacial e consequente produção de biomassa de plantas, II) populações de plantas localizadas em ambientes com condições edafoclimáticas adversas terão a absorção e acúmulo de silício maiores, a fim de desenvolver mecanismos de resistência ao estresse fisiológico estabelecido. Para testar essas previsões, foi selecionada a espécie Eugenia punicifolia, de ampla distribuição geográfica, e que ocupa três diferentes fitofisionomias com condições abióticas limitantes no Estado do Ceará: Savana Costeira, Arbustaria Densa Decídua e Floresta Estacional Decídua. Inicialmente, foi estudado se a espécie apresentava características germinativas que indicasse uma aclimatação da mesma aos seus locais de origem. Em seguida, foi realizada uma metanálise com os artigos publicados que tratam dos efeitos amenizadores de estresse do Si, no intuito de identificar se seus efeitos são comprovados, se existem variação na resposta ao elemento entre as espécies, se os resultados positivos são corroborados ao longo do tempo e se existem avanços no conhecimento sobre os mecanismos de alívio a estresses pelo elemento. Foram conduzidos experimentos em laboratório e casa de vegetação que simulassem condições climáticas de estresses comuns às áreas selecionadas e avaliados a absorção do Si, concentração nos tecidos e produção de biomassa de plantas. Por fim, esses mesmos parâmetros foram analisados em campo, nas três fitofisionomias, no intuito de identificar alterações estruturais e ou fisiológicas ocasionadas pelo Si em plantas sob estresse abióticos em condições naturais, e se essas facilitariam a compreensão dos mecanismos de alívio a estresses abióticos em estudos ecológicos. Observou-se que a espécie apresenta adaptação ao clima de seu habitat natural, o que ajuda a compreender sua ampla colonização em ambientes climaticamente distintos e que o cumprimento dos requisitos de temperatura, garantem maior sucesso em germinação. Confirmou-se nos estudos com Si, que não existe diferenças nas respostas em relação aos tipos de estresse a que as plantas são submetidas, o que confere um efeito mais geral do elemento. Além disso, a principal novidade é que o efeito amenizador do elemento vem diminuindo ao longo dos anos de estudo sobre o mesmo. Em laboratório, observou-se que a absorção de Si pela espécie estudada é aumentada pelo estresse hídrico e variações na temperatura quando asplantas são originárias de fitofisionomias com maior disponibilidade de Si no solo. Por fim, as plantas de E. punicifolia absorvem mais Si do solo quando estimuladas pela presença de fatores limitantes, refletindo mais uma vez, adaptações aos seus locais de origem. Assim, esse estudo permite inferir sobre funções de alívio do Si a estresses em sistemas naturais, confirmando os benefícios do elemento já discutidos para culturas agrícolas.
Abstract: Silicon (Si) has long been ignored by plant ecologists. However, their participation in terrestrial ecosystems is undeniable. The hypothesis of this work is that plants in natural environments are subjected to isolated or combined abiotic stresses that can stimulate the uptake of Si. Thus, these plants are also benefited by the absorption and accumulation of the element. In this way, the following predictions were made: I) The concentrations of silicon available in the soil solution would increase the spatial distribution and consequent biomass production of plants, favoring their occupation in areas with limiting conditions, II) plant populations located in environments with adverse edaphoclimatic conditions that result in physiological stresses in the plant will have the greater absorption and accumulation of silicon in order to develop mechanisms of resistance to established physiological stress. To test these predictions, the Eugenia punicifolia species, with a wide geographic distribution, was selected and occupies three different phytophysiognomies with limiting abiotic conditions in the State of Ceará: Coastal Savanna, Seasonal Deciduous Forest, and Dense Deciduous Shrub. Initially, it was studied whether the species presented dormancy or germination characteristics that indicated an acclimatization of the same to their places of origin. Subsequently, a meta-analysis was carried out with the published articles dealing with the stress-damaging effects of Si, in order to identify if their effects are proven, if there are variations in response to the element between species, if the positive results are corroborated over of the time and if there are advances in the knowledge about the mechanisms of stress relief by the element. Experiments were conducted in a laboratory and greenhouse to simulate climatic conditions of stresses common to the areas selected for this study and evaluated the Si absorption, tissue concentration and biomass production of plants. Finally, these same parameters were analyzed in field, on the three phytophysiognomies, in order to identify structural and/or physiological changes caused by the Si in plants under stress under natural conditions, and if these would facilitate the understanding of the mechanisms of relief to abiotic stresses in ecological studies. It was observed that the species presents adaptation to the climate of its natural habitat, which helps to understand its wide colonization in climatically distinct environments. It was confirmed in studies with Si, that there are no differences in the responses to the types of stress (water and temperature) at which the plants are submitted, which gives a more general effect of the element. In addition, the main novelty is that the smoothing effect of the element has been decreasing over the years of study on it. In the laboratory, it was observed that the absorption of Si by the studied species is increased by water stress and temperature variations when the plants originate fromphytophysiognomies with higher availability of Si in the soil. Finally, under natural conditions, the plants of E. punicifolia absorb more Si from the soil when stimulated by the presence of limiting factors, reflecting once again, adaptations to their places of origin. Thus, this study allows inferring Si stress relief functions in natural systems, confirming the benefits of the element already discussed for agricultural crops.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/67671
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