Efeitos da diversidade funcional de sistemas agroflorestais sobre estratégias ecológicas de plantas espontâneas

Abstract

Um dos maiores desafios da agricultura moderna é manter ou até mesmo aumentar a produção dos sistemas agrícolas e ao mesmo tempo reduzir seus impactos ambientais negativos. Uma das alternativas para isso é o uso de teorias da ecologia de ecossistemas naturais para manejar ecossistemas agrícolas. Os sistemas agroflorestais agroecológicos são um bom exemplo de sistema produtivo que utiliza bases ecológicas para a produção e manutenção de serviços ecossistêmicos. As plantas espontâneas representam um dos grandes desafios em sistemas agroecológicos, para otimizar essa convivência, ferramentas como o modelo CSR proposto por Grime são importantes para entender as dinâmicas ecológicas desses sistemas. O objetivo desse trabalho é entender como a diversidade funcional de plantas cultivadas influencia na cobertura do solo e nas estratégias ecológicas de plantas espontâneas em sistemas agroflorestais sucessionais agroecológicos. Para isso foi realizado um levantamento fitossociológico, coletados atributos funcionais e realizado cálculo de estratégias ecológicas CSR de espécies cultivadas e espontâneas. Esses dados foram utilizados em modelos de equações estruturais para testar os efeitos da diversidade funcional e teor de nitrogênio foliar das comunidades cultivadas sobre a diversidade funcional, cobertura de solo e estratégias ecológicas de plantas espontâneas. As comunidades vegetais estudadas apresentaram relativa importância da estratégia S, com as cultivadas apresentando comumente estratégia C e as espontâneas comumente estratégia R. Comunidades cultivadas com maiores diversidades funcionais e médias do teor de nitrogênio foliar reduziram a capacidade competitiva (estratégia C), aumentaram a estratégia R das plantas espontâneas e a cobertura de solo por essas plantas. A cobertura de solo favorece a estratégia R em detrimento da C na comunidade espontânea. Além disso, a diversidade funcional das cultivadas tem efeito negativo na diversidade funcional das espontâneas. A maior ocupação de nichos por cultivadas proporcionada pela diversidade funcional e a grande capacidade competitiva dessas plantas relacionada ao teor de nitrogênio foliar podem explicar o desfavorecimento da estratégia ecológica C na comunidade espontânea. Esses resultados indicam que sistemas agroflorestais mais diversos e com plantas com altos teores de nitrogênio foliar têm maior capacidade de conviver com plantas espontâneas, otimizando o uso dos recursos disponíveis. Sendo assim a diversidade funcional e o teor de nitrogênio foliar são características chave para o planejamento e manejo de sistemas agroflorestais.

Abstract: Maintaining or even increasing the production of agricultural systems while reducing their negative environmental impacts is one of the biggest challenges of modern agriculture. This could be achieved using ecological theories from natural ecosystems to manage agricultural ecosystems. Agroecological agroforestry systems are a good example of productive systems that utilizes ecological theories for the production and maintenance of ecosystem services. Weeds represent one of the greatest challenges in agroecological systems, tools like the CSR strategy model proposed by Grime are important to understand the ecological dynamics of these systems and allowing the management of weeds. The objective of this work is to understand how the functional diversity of cultivated plants influences the soil cover and the ecological strategies of weeds in agroecological successional agroforestry systems. For this, we used a phytosociological survey, collected functional traits data and calculated the CSR strategies of cultivated and spontaneous species. These data were fitted with the use of structural equations modeling to test the effects of functional diversity and leaf nitrogen content of cultivated communities on functional diversity, land cover and ecological strategies of weeds. The studied plant communities showed an importance of the S strategy, with the cultivated ones presenting a greater C strategy and the spontaneous ones a greater R strategy. Cultivated communities with greater functional diversity and leaf nitrogen content reduced the C strategy and increased the R strategy of spontaneous plants, the functional diversity and soil cover by these plants. Soil cover favors the R strategy over the C strategy in the spontaneous community. In addition, the functional diversity of cultivated plants has a negative effect on the functional diversity of spontaneous plants. The greater occupation of niches by cultivated plants provided by the functional diversity and the greater competitive ability of these plants related to the leaf nitrogen content may explain the lower values of C strategy in weeds. These results indicate that more diverse agroforestry systems with plants with high levels of leaf nitrogen content have a greater capacity to coexist with weeds, optimizing the use of resources. Thus, functional diversity and leaf nitrogen content are two key criteria for the planning and management of agroforestry systems.