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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.91.2018.tde-02052018-181849
Document
Author
Full name
Osmarina Alves Marinho
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Piracicaba, 2017
Supervisor
Committee
Martinelli, Luiz Antonio (President)
Ometto, Jean Pierre Henry Balbaud
Silva, Fábio Roland Ferreira da
Vieira, Simone Aparecida
Title in English
Effect of UV-B radiation on plant litter decomposition in a tropical ecosystem on the north coast of the State of Sao Paulo, southeast Brazil
Keywords in English
Carbon
Photodegradation
Plant litter decomposition
Tropical ecosystem
UV-B radiation
Abstract in English
The solar radiation in general and UV radiation in particular has been recognized to stimulate plant litter decomposition through photochemical mineralization of photosensitive organic molecules, such as lignin, facilitating microbial decomposition, with great relevance role in dryland ecosystems where microbial activity is low, however little is known about how photodegradation could influence other ecosystems without moisture limitations and under what conditions may be favored, therefore the mechanisms has not yet been established. Decomposition in tropical ecosystem is a complex process and can be induced by a number of environmental factors with certain differences when compared to arid and semi-arid ecosystems. To assess the mechanisms underlying UV-B photodegradation, we designed a 300 days field experiment at a tropical ecosystem with high levels of annual precipitation and exposure litter to three levels of radiation combined with a biocide treatment. Results show that the removal of UV-B radiation decelerated plant litter decomposition during the later stage compared to litter exposure to full sun, however shaded litter had similar mass loss compared to litter exposed to full sun. Furthermore, differences in the decay constant among radiation treatments due to UV-B effect is independent of lignin loss. Overall, our study suggest that UV-B contributes to the plant litter decomposition through carbon losses, however, had no effect on nitrogen, neither lignin nor cellulose loss. However, more studies are needed in order to investigate the positive and negative effects of UV exposure on microbial activity in tropical ecosystems.
Title in Portuguese
Efeito da radiação UV-B na decomposição da serapilheira em um ecossistema tropical no litoral norte do Estado de São Paulo
Keywords in Portuguese
Carbono
Decomposição da serapilheira
Ecossistemas tropicais
Fotodegradação
Radiação UV-B
Abstract in Portuguese
A radiação solar em geral e a radiação ultravioleta (UV) em particular têm sido reconhecida por estimular a decomposição da serapilheira através da mineralização fotoquímica de moléculas fotossensíveis, como a lignina, facilitando a decomposição microbiana, com um papel de grande relevância em ecossistemas áridos onde a atividade microbiana é baixa, no entanto pouco se sabe como a fotodegradação pode influenciar outros ecossistemas como por exemplo os mais úmidos e sob quais condições a fotodegradação é favorecida, portanto os mecanismos ainda não foram estabelecidos. Decomposição em ecossistemas tropicais é um processo complexo e pode ser influenciado por vários fatores ambientais e com certas diferenças quando comparada com ecossistemas áridos e semiáridos. Para avaliar os mecanismos subjacentes à fotodegradação via radiação UV-B, um experimento de campo de 300 dias foi estabelecido em um ecossistema tropical com alto índice de precipitação anual onde a serapilheira foi exposta a três níveis de radiações diferentes, combinada com um tratamento com biocida. Resultados mostram que a remoção da radiação UV-B desacelerou a decomposição da serapilheira durante o último estágio do experimento comparado com a serapilheira exposta a radiação ambiente, no entanto a serapilheira quando sombreada teve perda de massa similar à exposta a radiação ambiente. Além disso, diferenças na taxa de decaimento entre os tratamentos de radiação devido ao efeito da radiação UV-B foram independentes da perda de lignina. No geral, nosso estudo sugere que a radiação UV-B contribui com a decomposição da serapilheira através da perda de carbono, no entanto não teve efeito na perda de massa de nitrogênio, lignina e celulose. Portanto, mais estudos são necessários para investigar o efeito positivo e negativo da exposição à radiação UV-B na atividade microbiana e na decomposição da serapilheira em ecossistemas tropicais.
 
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Publishing Date
2018-05-10
 
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