The Productivity of the C_4 Grass Echinochloa Polystachya on the Amazon Floodplain

Abstract

Plants utilizing the C4 photosynthetic pathway show higher potential efficiencies in the use of intercepted radiation, water, and nitrogen for the production of dry matter than do other photosynthetic types. C4 species are most numerous in tropical and warm, temperature semi—arid zones, where their greater water—use efficiency appears to be a key selective advantage. This fails to explain the dominance of a few C4 grasses in floodplain communities of the wet tropics. One such species, Echinochloa polystachya, occurs along the fertile white waters of the Amazon region. In this habitat, where neither water nor nitrogen supply are likely to be limiting to production or survival, a C4 species may realize its high productivity potential. This possibility was examined by monthly measurements of stand demography, biomass, and radiation interception at a site in the central Amazon. The maximum standing crop of 80 Mg/ha and annual net primary production of 99 Mg/ha of dry matter are among the highest values recorded for natural vegetation. The mean rate of dry—matter production per unit of solar radiation intercepted by the stand was 2.3g/MJ, an efficiency close to the considered maximum for C4 species. The significance of this high productivity to the carbon budget of the region is discussed. Despite the investment of most of its high productivity into stem material, growth of E. polystachya was only just sufficient to keep pace with the 8 m rise in water level that occurs as part of the annual cycle in river discharge. In this unusual environment, the high productivity potential conferred by C4 photosynthesis may be essential, in allowing this rooted macrophyte to produce a stem which is of sufficient rigidity and length to hold the canopy above the rising flood waters.

Estabelecimento de Echinochloa polystachya (H.B.K.) Hitchcock (Poaceae) em solo de várzea contaminado com petróleo de Urucu

“…produtividade primária anual produzida e por disponibilizar um importante substrato para diversos organismos da biota aquática (Piedade et al, 1991), a redução na densidade de suas populações pode gerar uma cascata de efeitos nocivos indiretos diminuindo a produtividade geral do sistema.…”

“…A rebrota ocorre quando as chuvas se intensificam. Em condições ambientais favoráveis, a espécie chega a atingir 80 t ha -1 de biomassa, no pico da inundação do rio Amazonas, e uma produtividade primária em torno de 108 t ha -1 ano -1 (Piedade et al 1991), em um ciclo anual de crescimento. A produtividade da espécie está acima da faixa sugerida para macrófitas aquáticas (8 a 60 t ha -1 ), sendo 4 vezes maior que a sugerida para florestas tropicais chuvosas (Lieth, 1975).…”

“…A espécie forma grandes bancos homogêneos em águas ricas em nutrientes (Piedade et al, 1991, Piedade, 1993. Alguns estudos realizados com E. polystachya no México, em solos contaminados com hidrocarbonetos de petróleo intemperizados, mostram que a planta é capaz de sobreviver nestes ambientes, embora possa apresentar uma redução de até 53% em sua biomassa (Rivera-Cruz et al, 2001, 2004.…”

The water level influence on biomass of Echinochloa polystachya (Poaceae) in the Jurumirim Reservoir (São Paulo, Brazil)

“…Macrophytes from tropical regions grow during whole year, because there are favorable conditions of light and temperature (Shah & Abbas, 1979;Esteves & Camargo, 1986;François et al, 1989;Neiff, 1990;Nogueira & Esteves, 1990;Piedade et al, 1991;Junk & Piedade, 1993;Moschini-Carlos et al, 1993;Camargo & Esteves, 1996). In general, changes in biomass variations are due to modifications in the growth rate.…”

Efeito da inundação de longa duração sob o crescimento de Pouteria glomerata (Sapotaceae), uma arbórea da várzea da Amazônia Central

“…A precipitação anual na região é de aproximadamente 2100 mm, com marcada sazonalidade da estação seca (junho/setembro) e chuvosa (dezembro/maio) . O somatório da área de captação hídrica leva a flutuação do nível da água do local em média de 10m, permitindo distinguir anualmente uma fase aquática, com pico de inundação em junho/julho, e uma fase terrestre, com pico de seca em novembro/dezembro (Piedade et al, 1991. efeito da inundação de longa duração sob o crescimento de Pouteria glomerata (Sapotaceae), uma arbórea da várzea da amazônia Central oBTENção dAS PlâNTulAS E dElINEAMENTo ExPErIMENTAl Plântulas de P. glomerata selecionadas pela similaridade em altura (30 ± 10 cm) foram transplantadas para vasos (13 cm de diâmetro na base, 16 cm na abertura e 15 cm de altura) contendo 2,5 L de solo do próprio local, de forma a maximizar a manutenção das condições edáficas originais.…”