Encontros Scientia

Silicon in Terrestrial Systems and the benefits for Agriculture

Sala 2.2.14, FCUL, Lisboa

Lúcia Barão
Post-Doc Researcher (PSE Group)

Silicon (Si) is a chemical element frequently associated with highly abundant silicate minerals in the Earth crust. Over millions of years, the interaction of such minerals with the atmosphere and hydrosphere produces a myriad of processed compounds, and the mineral weathering consumes CO2 during the process. The weathering of minerals also triggers the export of dissolved Si (DSi) to coastal waters and the ocean. Here, DSi is deposited in diatom frustules, in amorphous biogenic form (BSi). Diatoms account for 50% of oceanic primary production and are crucial for the export of carbon into the deep sea. In recent years, it has been acknowledged that terrestrial systems filter Si transitioning from the terrestrial mineral to the aquatic (marine and coastal) biological pool, through the incorporation of DSi into plants. In this process, DSi is taken up by roots together with other nutrients and precipitates in plant cells in amorphous structures named phytoliths. After death, plant tissues become mixed in the top soil, where BSi is available for dissolution and will partly control the DSi availability in short time scales. Additionally, Si originated from soil forming processes (non-BSi) can also significantly interfere with the global cycle, through clay precipitation and Si adsorption. The Si cycle in terrestrial ecosystems is then a key factor in coastal ecology, plant ecology, biogeochemistry and agro-sciences.

The traditional methods, developed to isolate diatoms in ocean sediments, only account for simple mineral corrections. Barão et al. 2015 have adopted a novel continuous analysis method (during alkaline extraction) that uses Si-Al ratios and reactivity to differentiate biogenic from non-biogenic fractions. The method was originally used in marine sediments, but it was adapted to be applicable in a wide range of terrestrial, aquatic and coastal ecosystems. The first focus was soils under strong human impact in temperate (European) zones, since cultivation influences the Si cycle with multiple consequences for the environment. Our results showed that the intensity of the human pressure in the agricultural systems defines the level of BSi depletion, but that parent material and weathering degree can also provide the soil with other reactive non BSi fractions. Secondly we analysed the influence of non-BSi pools of volcanic origin in soils and sediments subjected to volcanic activity. Since BSi is often used as a proxy accounting for the biological Si influence in the soil dynamics or the diatom productivity in lakes, correct measurements are mandatory to make proper interpretations. Results showed that a separation method is fundamental in these systems with volcanic shards and strongly weathered products, both of which are also significantly prone to dissolution in the common alkaline sequential extractions. By separating fractions, the continuous analysis prevented the overestimation of BSi content in soils and sediments while also providing information on other individual Si fractions that might be used as paleo-tools themselves.

Moreover, current research of Si in agricultural fields has shown that particular crops such as cereals, tomatoes or cucumbers are Si-accumulators. The beneficial effects of Si in these accumulator plants range from alleviation of metal toxicity (Al, Zn, Cd …), alleviation of water and salt stress to improvement of nitrogen and phosphorus absorption or increase resistance to pests and diseases. However, the exact soil-plant mechanisms behind this influence and the biotic and abiotic conditions that favour these interactions are unclear. The future work developed will then focus on possible forms of Si fertilization and the adoption of agriculture management practices (AMP) that potentiate the beneficial Si interactions within the plant and with other nutrients in Si-accumulator crops in deficient conditions. The study case will be the cereal production in Alentejo since Cereals are the second most important products in Portuguese agricultural production (24% in mass, 28% in area). Alentejo is the main region where cereals are produced (59% in mass, 55% in area), but while Cereals are key ingredients for many food products and strong contributors to the economic value added by the agri-food sector, soils in Alentejo are of low/medium fertility facing different challenges: water deficiency, P limitation and low levels of organic matter.

12h00-13h00
cE3c - Centro de Ecologia, Evolução e Alterações Ambientais
Título do programa e representação de família numa carrinha

CIÊNCIAS associa-se, uma vez mais, a esta iniciativa, promovendo várias atividades.

Banner Meredith Ringel Morris HCI for AGI

15 de julho, 14h00: CIÊNCIAS recebe Meredith R. Morris, Diretora de Investigação em Interacção Humano-IA na Google DeepMind e Professora Afiliada na Universidade de Washington, para uma palestra imperdível sobre um dos temas mais debatidos e transformadores da atualidade: o caminho rumo à Inteligência Artificial Geral (AGI).

Título e datas do programa de estágios

Preparados para explorar a investigação de perto?

Águas subterrâneas

Curso acreditado para efeitos de progressão na carreira dos professores na dimensão cientifico-pedagógica dos grupos 420 e 520.

Um workshop com o objetivo de reunir académicos que abordam a história da ecologia - e a evolução da própria disciplina - a partir de uma variedade de perspetivas.

Cardume

Seminário no âmbito do Doutoramento em Ciências do Mar, por Inês Pereira.

Pormenor de mecanismo de relógio

Concerto no âmbito do programa Música na Universidade de Lisboa.

Orquestra

Concerto no âmbito do programa Música na Universidade de Lisboa.

Banner Ser Cientista

A 10.ª edição do Ser Cientista realiza-se entre 21 e 25 de julho - vem investigar connosco!

Título e data da iniciativa

A iniciativa conta com a participação do MARE - Centro de Ciências do Mar e do Ambiente e do LASIGE Computer Science and Engineering Research Centre.

Aluna a utilizar um computador portátil

A Escola Doutoral Unite! Widening visa apoiar diretamente estudantes de doutoramento que realizem investigação numa das quatro áreas estratégicas selecionadas pelo projeto - as candidaturas decorrem até 26 de julho.

Pormenor de lâmpada

Candidaturas a decorrer de 01 a 30 de setembro.

Microplásticos no ocerano

O curso procura dar formação sobre a problemática da contaminação por detritos de plástico dos nossos ecossistemas, bem como alertar para os potenciais efeitos deletérios nos organismos, utilizando uma abordagem de ensino científico, com um discurso adequado a formandos sem formação científica - candidaturas até 03 de agosto.

Logótipo do evento, sobre fotografia dos Açores

Um simpósio internacional que reúne investigadores especializados em várias disciplinas (taxonomia, ecologia da vegetação, biogeografia, filogeografia, paleoecologia ou conservação da biodiversidade), focados na flora e vegetação terrestre e marinha da região da Macaronésia (Açores, Madeira, Selvagens, Canárias e Cabo Verde).

Quatro investigadores num laboratório

O curso visa capacitar investigadores, docentes e técnicos para integrar os princípios da economia circular em ambientes laboratoriais académicos - candidaturas até 16 de setembro.

Três investigadores num laboratório

O curso visa capacitar profissionais para aplicar os princípios da economia circular em ambientes laboratoriais industriais, promovendo práticas sustentáveis e eficientes - candidaturas até 17 de setembro.

Composição de imagens relativas à área das ciências forenses

O curso visa dotar os formandos com os conhecimento necessários à integração de equipas profissionais multidisciplinares nas áreas Médico-Legais e Forenses, em Laboratórios ou Serviços Médico-Legais e Forenses - candidaturas até 27 de julho.

Logótipo do evento

Um evento promovido pelo Departamento de Física da Faculdade de Ciências da ULisboa, com um duplo objetivo: valorizar a diversidade e excelência da formação dos doutorados e promover um espaço de diálogo direto entre empresas e estudantes.

Cientista a trabalhar com tubos de ensaio

Os participantes neste curso irão adquirir os conhecimentos essenciais à integração de equipas profissionais multidisciplinares na área das Análises Clínicas/Patologia Clínica, em laboratórios privados, públicos, hospitalares ou do Estado - candidaturas até 27 de julho.

Saída de campo (Geologia)

O curso, com candidaturas até 20 de julho, convida os professores do Ensino Básico e Secundário a explorar a Geologia a partir das rochas que afloram nas imediações da sua escola.

Gotas de água

O curso visa capacitar os formandos para a aplicação dos índices de qualidade ecológica utilizados na avaliação da qualidade ambiental em sistemas de transição, no âmbito da Diretiva Quadro da Água (DQA) - candidaturas até 31 de agosto.

Astronauta, banhado pela luz solar, no meio de uma floresta

Candidaturas até 30 de julho - um evento único, que reunirá estudantes de mestrado e doutoramento com investigadores e líderes da indústria de toda a Europa para uma experiência inesquecível.

Lupa e caneta sobre página com texto e gráfico

O curso visa dar formação inicial a estudantes de pós-graduação sobre o processo de escrita, submissão e publicação de trabalhos científicos, focando principalmente a publicação de artigos científicos em revistas internacionais com revisão por pares.

Iconografia relacionada com a temática do curso

O curso fornece uma exploração aprofundada de isótopos estáveis como uma ferramenta valiosa em Ecologia, usando assinaturas isotópicas para rastrear processos ecológicos e revelando insights sobre o ciclo de nutrientes e água, interações de espécies e condições ambientais em diversos ecossistemas e comunidades.

Composição de três imagens relativas à área da deteção remota

2.ª edição do curso, com candidaturas até 18 de outubro.

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