Efeitos diretos e indiretos de fertilizantes sobre comunidades aquáticas experimentais - Santos, Bianca Gonçalves dos (2013)
A demanda da população humana por alimentos, fibras e biocombustíveis impõe crescimento pronunciado na agricultura intensiva e, com ela, no consumo de fertilizantes. Este manejo de fertilizantes leva a alterações dramáticas nas quantidades e proporções de nutrientes em agroecossistemas que, por sua vez, podem influenciar comunidades biológicas por meio de alterações na biomassa, qualidade nutricional e composição de produtores. Uma tendência no cenário produtivo brasileiro recente é a expansão das culturas de biocombustíveis, notadamente da cana-de-açúcar (etanol) e da soja (biodiesel), sobre ambientes de cerrado. Estas culturas, que juntas cobrem nada menos que 30 milhões de hectares do território brasileiro, demandam padrões contrastantes de fertilização. A cana-de-açúcar exige altas proporções de nitrogênio relativo a fósforo, enquanto que a soja exige altas proporções de fósforo relativo a nitrogênio. Esta dissertação teve como objetivo testar os efeitos diretos e indiretos que as alterações nas quantidades e proporções de N e P que se seguem à conversão de ambientes nativos para o cultivo de cana-de-açúcar e soja têm sobre comunidades biológicas. Estes objetivos foram testados por meio de dois experimentos em mesocosmos aquáticos manipulando nutrientes, algas, girinos e ninfas de libélulas. O primeiro experimento seguiu um delineamento fatorial completo cruzando três concentrações de N (Nreferência, Nsoja, Ncana) e três concentrações de P (Preferência, Psoja, Pcana), e dois níveis tróficos (algas e girinos de Physalaemus cuvieri). Níveis de nutrientes manipulados simularam condições medidas em corpos d´água de cerrado, ou padrões de fertilização conhecidos para culturas de cana-de-açúcar e de soja. No segundo experimento pareamos essas concentrações (Nreferência Preferência, Nsoja, Psoja, Ncana Pcana) de forma a reduzir a dimensionalidade do experimento e assim permitir a inclusão de um terceiro nível trófico (algas, girinos de Hypsiboas faber e ninfas de libélulas). Incluímos ainda um tratamento no qual as ninfas de libélulas estiveram engaioladas para separar os efeitos da predação de girinos, dos efeitos da alteração nos seus atributos. As principais variáveis de resposta em ambos experimentos foram concentração de clorofila a como indicadora de biomassa de fitoplâncton, e mortalidade, massa final e estágio de desenvolvimento final de girinos como indicadores de rendimento de consumidores. Uma comparação na concentração de clorofila antes e depois da introdução de girinos procurou testar o efeito da adição de consumidores na biomassa de produtores. Conforme esperado, NT e PT medidos responderam expressivamente à manipulação de N e P. Nas semanas que antecederam a introdução de girinos, a biomassa algal cresceu em resposta ao aumento na concentração do nitrogênio, mas não do fósforo; esta tendência se manteve ao longo dos experimentos. Isso provavelmente ocorreu porque concentrações medidas de NT variaram da oligotrofia à hipertrofia; por sua vez, concentrações medidas de PT estiveram consistentemente em valores considerados hipertróficos. A introdução de girinos não exerceu efeitos evidentes sobre a concentração de clorofila a, possivelmente indicando que o alimento era abundante o suficiente para não ocorrer competição entre consumidores. O rendimento de consumidores foi significativamente influenciado pela manipulação de nutrientes. Tratamentos ricos em P levaram a uma redução no crescimento de Physalaemus cuvieri, e uma tendência à redução no seu desenvolvimento e sobrevivência. De forma similar, o cenário de fertilização de soja - portanto rico em P - levou a uma redução significativa na sobrevivência de H. faber. Por sua vez, o cenário de fertilização de cana-de-açúcar levou a um ganho de massa de H. faber 30% superior ao controle. Formulamos a hipótese que esta diminuição no crescimento e sobrevivência de girinos em cenários de fertilização ricos em P teria sido causada pela proliferação de cianobactérias, frequentemente impalatáveis ou mesmo tóxicas, e que tendem a ser favorecidas em ambientes de baixa proporção N:P. Ao contrário do que esperávamos, ninfas de libélulas não foram capazes de promover redução direta ou indireta no crescimento ou sobrevivência de girinos, ou influenciar a biomassa de fitoplâncton. Concluímos que as alterações nos níveis de nutrientes que acompanham a conversão de ambientes nativos para paisagens agrícolas tem efeitos importantes sobre cadeias alimentares aquáticas (controle \'bottom-up\'), e que estes efeitos são muito mais fortes do que aqueles mediados pela presença de predadores (controle \'top-down\'). No entanto, estes efeitos não são necessariamente intuitivos, uma vez que determinados padrões de fertilização influenciam negativamente o rendimento de elos intermediários da cadeia e, portanto, a transmissão da biomassa para níveis tróficos superiores.