Physiological responses of young eucalyptus grandis × eucalyptus urophylla plants to soil moisture and vapor pressure deficit variables, and kaolin particle film application as a water stress mitigator

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dc.contributor.advisor-co1Fernández-Martínez, Manuel
dc.contributor.advisor-co1IDhttps://orcid.org/0000-0001-6291-9205
dc.contributor.advisor-co2Toledo, João Vitor
dc.contributor.advisor-co2IDhttps://orcid.org/0000-0002-9712-4776
dc.contributor.advisor-co2Latteshttp://lattes.cnpq.br/6698808632715962
dc.contributor.advisor1Pezzopane, José Eduardo Macedo
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000-0003-0024-4016
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/3640768649683482
dc.contributor.authorGibson, Elbya Leão
dc.contributor.authorIDhttps://orcid.org/0000-0003-1924-1851
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/1669134343402390
dc.contributor.referee1Figueiredo, Fábio Afonso Mazzei Moura de Assis
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/0000-0002-6904-9828
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/2313735968086784
dc.contributor.referee2Cairo, Paulo Araquém Ramos
dc.contributor.referee2IDhttps://orcid.org/0000-0002-3619-7867
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/2680188874788812
dc.contributor.referee3Martins, Samuel Cordeiro Vitor
dc.contributor.referee3IDhttps://orcid.org/0000-0002-2428-8649
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/3010246075881689
dc.contributor.referee4Pezzopane, José Ricardo Macedo
dc.contributor.referee4IDhttps://orcid.org/0000-0001-5462-6090
dc.contributor.referee4Latteshttp://lattes.cnpq.br/1980652130003556
dc.date.accessioned2025-07-08T17:59:06Z
dc.date.available2025-07-08T17:59:06Z
dc.date.issued2025-03-21
dc.description.abstractEucalyptus is the most extensively cultivated forest species on the planet, with a total area of 25 million hectares planted. Brazil is the world's foremost producer, with 7.6 million hectares under cultivation. Among the hybrids, Eucalyptus grandis × Eucalyptus urophylla (I144) is especially prominent due to its rapid growth, robust resistance to fungal diseases, adaptability and high density. However, climate change can have a severe impact on Eucalyptus production, making it essential to look for alternatives to mitigate the impacts of water restrictions and increasingly frequent temperature rises. The present thesis is thus structured in three chapters. The aim of Chapter I was to assess the ecophysiological responses of Eucalyptus grandis × Eucalyptus urophylla plants grown at different levels of water availability, in order to identify the level at which water limitation begins to affect plant growth. The plants were grown for 30 days in 12-litre pots with commercial substrate and watered daily to keep the water in the substrate close to the maximum water retention capacity (MWRC). Subsequent to this initial period, the plants were subjected to five levels of water availability: 100%, 80%, 60%, 40%, and 20% of the MWRC. The analyses encompassed measurements of leaf water potential (leaf), leaf gas exchange, branch hydraulic conductivity (Ks) and growth. The results obtained demonstrate that the critical threshold for the growth of young Eucalyptus grandis × Eucalyptus urophylla plants is between 40% and 60% of the MWRC. Below this range, the plants exhibited signs of water stress, which compromised their growth and development. The aim of Chapter II was to examine the responses of young Eucalyptus grandis × Eucalyptus urophylla plants to different vapor pressure deficits (VPD) under conditions of water restriction. Plants of the Eucalyptus grandis × Eucalyptus urophylla clone were grown for 75 days in pots (60 litres) containing commercial substrate, with daily watering. The plants were then exposed to two distinct environments: I) high atmospheric demand (HAD) - high maximum VPD (5.8 kPa) and II) low atmospheric demand (LAD) - low maximum VPD (3.2 kPa) and two levels of soil water availability (control and stressed). Ecophysiological analyses included measurements of leaf, leaf gas exchange, photosystem II quantum efficiency (Fv/Fm) and Ks. The results obtained suggest that high atmospheric demand exacerbates the negative effects of water stress, impairing plant hydraulic efficiency and gas exchange. Hydraulic efficiency was reduced by 28% in the HAD treatment compared to the LAD treatment under water deficit, and CO2 assimilation was reduced by 10%. The aim of Chapter III was to assess the effects of foliar application of kaolin in mitigating the negative effects of water restriction on young Eucalyptus grandis × Eucalyptus urophylla plants. Plants were grown for 75 days in pots (60 litres) containing commercial substrate, with daily watering. The plants were then subjected to three treatments: 70% of MWRC (control), progressive reduction of water availability (Stress) and progressive reduction of water availability with kaolin application (Stress + KL). Ecophysiological analyses included measurements of reflected solar radiation, leaf temperature, leaf gas exchange, leaf, Fv/Fm and Ks. The results obtained from this study demonstrate that the foliar application of kaolin constitutes an effective strategy for mitigating the adverse effects of water stress in Eucalyptus grandis × Eucalyptus urophylla clones, particularly during the initial days of water restriction.
dc.description.resumoO Eucalyptus é o gênero florestal mais plantado no mundo, com 25 milhões de hectares cultivadas, sendo o Brasil o maior produtor mundial, com 7,6 milhões de hectares. Dentre os híbridos, o Eucalyptus grandis × Eucalyptus urophylla (I144) é altamente cultivado por apresentar crescimento rápido, boa tolerância a doenças fúngicas, adaptabilidade a condições edafoclimáticas variáveis e maior densidade da madeira. As mudanças climáticas podem causar impactos severos na produção dos Eucalyptus, tornando-se essencial buscar alternativas que amenizem os impactos da restrição hídrica e aumentos da temperatura cada vez mais frequentes. Esta tese foi estruturada em três capítulos. No capítulo I, objetivou-se avaliar as respostas fisiológicas de plantas jovens de Eucalyptus grandis × Eucalyptus urophylla cultivadas em diferentes níveis de disponibilidade de água, com vistas a identificar a partir de qual nível de restrição hídrica começa a comprometer o crescimento inicial das plantas. As plantas foram cultivadas em vasos com capacidade de 12 L com substrato comercial e irrigadas diariamente, durante 30 dias, para manter a umidade no substrato próxima à capacidade máxima de retenção de água (CMRA). Após esse período, as plantas foram submetidas a cinco níveis de disponibilidade de água, sendo eles: 100, 80, 60, 40 e 20 % da CMRA. As análises incluíram medições de potencial hídrico foliar (leaf), trocas gasosas foliares, condutividade hidráulica de ramos (ks) e atributos biométricos de crescimento. Os resultados indicam que o limiar crítico para o crescimento das plantas jovens de Eucalyptus grandis × Eucalyptus urophylla encontra se entre 60% e 40% da CMRA. Abaixo desse intervalo, as plantas estavam sob estresse hídrico, comprometendo seu crescimento e desenvolvimento. No capítulo II, objetivou-se investigar como plantas jovens de Eucalyptus grandis × Eucalyptus urophylla respondem a diferentes déficits de pressão de vapor (DPV) sob condições de restrição hídrica. As plantas do clone Eucalyptus grandis × Eucalyptus urophylla foram cultivadas em vasos (60 L) contendo substrato comercial, com irrigação diária durante 75 dias. Em seguida, as plantas foram submetidas a dois ambientes: I) alta demanda atmosférica (HAD) – alto DPV máximo (5,8 kPa) e II) baixa demanda atmosférica (LAD) – baixo DPV máximo (3,2 kPa), e dois níveis de disponibilidade de água no solo (controle e estresse). As análises fisiológicas incluíram medições de leaf, trocas gasosas foliares, eficiência quântica do fotossistema II (Fv/Fm) e Ks. Os resultados indicam que a alta demanda atmosférica intensifica os efeitos negativos do estresse hídrico, prejudicando a eficiência hidráulica e as trocas gasosas das plantas. Sob déficit hídrico, a eficiência hidráulica em HAD foi reduzida em 28%, em comparação a LAD, enquanto a assimilação de CO2 foi reduzida em 10%. No capítulo III, objetivou-se avaliar os efeitos da aplicação foliar do Kaolin na mitigação dos impactos negativos da restrição hídrica em plantas jovens de Eucalyptus grandis × Eucalyptus urophylla. As plantas foram cultivadas em vasos (60 L) contendo substrato comercial, com irrigação diária durante 75 dias. Em seguida, as plantas foram submetidas a três tratamentos: 70 % da CMRA (controle), redução progressiva da disponibilidade hídrica (Stress) e redução progressiva da disponibilidade hídrica com aplicação de Kaolin (Stress + KL). As análises incluíram medições de radiação solar refletida, temperatura da folha, trocas gasosas foliares, leaf, Fv/Fm e Ks. Os resultados indicam que a aplicação foliar de Kaolin foi uma estratégia eficiente para mitigar os efeitos negativos do estresse hídrico em plantas do clone Eucalyptus grandis × Eucalyptus urophylla principalmente nos primeiros dias de restrição hídrica.
dc.description.sponsorshipFundação de Amparo à Pesquisa e Inovação do Espírito Santo (FAPES)
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
dc.formatText
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufes.br/handle/10/19891
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseDoutorado em Ciências Florestais
dc.publisher.departmentCentro de Ciências Agrárias e Engenharias
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Ciências Florestais
dc.rightsopen access
dc.subjectRestrição hídrica
dc.subjectEspécies arbóreas
dc.subjectDemanda atmosférica
dc.subjectFotoprotetor foliar
dc.subjectRelações hídricas
dc.subjectAssimilação de CO2
dc.subject.cnpqRecursos Florestais e Engenharia Florestal
dc.titlePhysiological responses of young eucalyptus grandis × eucalyptus urophylla plants to soil moisture and vapor pressure deficit variables, and kaolin particle film application as a water stress mitigator
dc.typedoctoralThesis
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