Fixação de nitrogênio pelo fitoplâncton de água doce: experimentos in situ e in vitro para análise da influência de fatores ambientais

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Moutinho, Fellipe Henrique Martins
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Dolichospermum flosaquae; Biological N2 fixation; Cianobactérias; Ciclagem de nutrientes; Cyanobacteria; Fixação biológica de N2; Nutrient cycling; Reservatórios subtropicais; Subtropical reservoirs
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18138/tde-25102021-094625/

A fixação biológica do nitrogênio atmosférico (N2) é um importante processo que permite o aporte de nitrogênio (N) para os ecossistemas aquáticos, tornando-o disponível para os microrganismos fixadores de N2 na forma de amônio (NH4+). Estudos referentes aos fatores ambientais que estimulam a ocorrência da fixação de N2 em reservatórios subtropicais são escassos, sendo que este processo pode contribuir para a permanência das florações de cianobactérias nos ecossistemas eutrofizados. O objetivo da presente pesquisa foi determinar in situ as taxas de fixação de N2 em quatro reservatórios subtropicais (Lobo, Santana, 29 e Teixeira, todos localizados na porção central do estado de São Paulo), com o intuito de verificar quais fatores ambientais estimularam a fixação e seus padrões espaciais e temporais. Além disso, a influência da disponibilidade absoluta e relativa de nitrogênio inorgânico dissolvido (NID) e fósforo solúvel reativo (PSR) sobre a fixação de N2 pela cianobactéria Dolichospermum flosaquae foi investigada, em condições controladas in vitro. Para isso, o método do traçador com o isótopo 15N2 foi utilizado em ambos os casos, tanto para as incubações dos experimentos em campo como para as conduzidas em laboratório. Além das baixas densidades de cianobactérias encontradas, não foram observados padrões verticais, horizontais e sazonais bem definidos para fixação de N2 nos reservatórios estudados, provavelmente devido às condições de mistura da coluna d\'água, às pequenas dimensões dos reservatórios e à frequência de amostragem, respectivamente. Seis variáveis ambientais apresentaram limiares que favoreceram a fixação de N2 nos reservatórios subtropicais (clorofila-a ≥ 12 μg L-1; PSR ≥ 3,0 μg-P L-1; fósforo total, PT ≥ 20,5 μg-P L-1; razões molares NID:PT ≤ 82; NID:PSR ≤ 487; e temperatura ≥ 22°C). Já nos experimentos in vitro, a fixação de N2 foi favorecida pela menor disponibilidade de NID (190 ≤ μg-N L-1) seguida pela maior disponibilidade de PSR (120 μg-P L-1), em razões molares NID:PSR ≤ 10. Tanto nos experimentos in situ como nos in vitro, a fixação de N2 também ocorreu quando o N não foi um fator limitante para o crescimento das cianobactérias (razões molares N:P > 60). Isso sugere que os reservatórios com maior grau de trofia (> concentrações de P) possuem maior probabilidade da fixação de N2 acontecer, principalmente por suportarem maiores densidades de cianobactérias fixadoras de N2. Além disso, o baixo limiar para a temperatura sugere que os reservatórios subtropicais possuem, em tese, condições que favorecem a ocorrência da fixação de N2 ao longo do ano, o que dependeria primordialmente da disponibilidade de P. Já em condições controladas, a baixa disponibilidade de N ainda pareceu ser o fator regulatório da fixação de N2 por D. flosaquae. Conhecer os fatores influentes sobre a fixação de N2 é relevante para o manejo dos reservatórios eutrofizados, podendo auxiliar em estratégias capazes de romper o ciclo de florações de cianobactérias, com alternância de dominância entre espécies fixadoras e não fixadoras de N2.