Ecological strategies of Al-accumulating and non-accumulating functional groups from the cerrado sensu stricto

Abstract

The cerrado's flora comprises aluminum-(Al) accumulating and non-accumulating plants, which coexist on acidic and Al-rich soils with low fertility. Despite their existence, the ecological importance or biological strategies of these functional groups have been little explored. We evaluated the leaf flushing patterns of both groups throughout a year; leaf concentrations of N, P, K, Ca, Mg, S, Al, total flavonoids and polyphenols; as well as the specific leaf area (SLA) on young and mature leaves within and between the groups. In Al-accumulating plants, leaf flushed throughout the year, mainly in May and September; for non-accumulating plants, leaf flushing peaked at the dry-wet seasons transition. However, these behaviors could not be associated with strategies for building up concentrations of defense compounds in leaves of any functional groups. Al-accumulating plants showed low leaf nutrient concentrations, while non-accumulating plants accumulated more macronutrients and produced leaves with high SLA since the juvenile leaf phase. This demonstrates that the increase in SLA is slower in Al-accumulating plants that are likely to achieve SLA values comparable to the rest of the plant community only in the wet season, when sunlight capture is important for the growth of new branches.

A flora do cerrado é composta por espécies acumuladoras e não acumuladoras de alumínio (Al), coexistentes em solos ácidos, ricos em Al e com baixa fertilidade. Apesar da coexistência desses grupos funcionais, sua importância ecológica e suas estratégias biológicas são pouco conhecidas. Nós estudamos os padrões fenológicos de brotação foliar de ambos os grupos ao longo do ano, as concentrações foliares de N, P, K, Ca, Mg, S, Al, flavonoides totais e polifenóis e a área foliar específica (AFE) em folhas jovens e maduras, dentro e entre os grupos. Para as espécies acumuladoras de Al as brotações foliares foram distribuídas ao longo do ano, com maior intensidade entre maio e setembro; para as espécies não acumuladoras de Al observamos um pico de brotação durante a transição das estações seca e chuvosa. No entanto, estes comportamentos não podem ser associados às estratégias ligadas ao acúmulo foliar de metabólitos secundários por estes grupos funcionais. As espécies acumuladoras de Al apresentaram menores concentrações de nutrientes foliares, enquanto que as não acumuladoras concentraram mais macronutrientes e produziram folhas com alta AFE desde a fase juvenil. Isso demonstra que o aumento de AFE é mais lento nas espécies acumuladoras de Al, que devem atingir valores de AFE comparáveis ao resto da comunidade apenas na estação úmida, quando a captação de luz é importante para o crescimento de novos ramos.