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UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA -UDESC
CENTRO DE CIÊNCIAS AGROVETERINÁRIAS - CAV
DEPARTAMENTO DE SOLOS – DS
PROGRAMA DE MESTRADO EM AGRONOMIA
CURSO DE MESTRADO EM CIÊNCIA DO SOLO
CARBONO ORGÂNICO E ATRIBUTOS QUÍMICOS DO SOLO EM ÁREAS
FLORESTAIS NO PLANALTO DOS CAMPOS GERAIS, SC
SULAMITA DE FÁTIMA FIGUEIREDO GUEDES
LAGES – SC
ABRIL – 2005
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ii
UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA -UDESC
CENTRO DE CIÊNCIAS AGROVETERINÁRIAS - CAV
DEPARTAMENTO DE SOLOS – DS
PROGRAMA DE MESTRADO EM AGRONOMIA
CURSO DE MESTRADO EM CIÊNCIA DO SOLO
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO
Mestranda: SULAMITA DE FÁTIMA FIGUEIREDO GUEDES - Bióloga
Orientador: Prof. Dr. ÁLVARO LUIZ MAFRA
CARBONO ORGÂNICO E ATRIBUTOS QUÍMICOS DO SOLO EM ÁREAS
FLORESTAIS NO PLANALTO DOS CAMPOS GERAIS, SC
Dissertação apresentada à Universidade
do Estado de Santa Catarina – Centro de
Ciências Agroveterinárias como requisito
parcial para a obtenção do título de
Mestre em Ciência do Solo.
LAGES - SC
ABRIL
– 2005
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Ficha catalográfica elaborada pela Bibliotecária
Renata Weingärtner Rosa – CRB 228/14ª Região
(Biblioteca Setorial do CAV/UDESC)
Guedes, Sulamita de Fátima Figueiredo
Carbono orgânico e atributos químicos do solo em
áreas florestais no Planalto dos Campos Gerais, SC / –
Lages, 2005.
47 p.
Dissertação (mestrado) – Centro de Ciências
Agroveterinárias / UDESC.
1. Acidez do solo. 2. Ciclagem de nutrientes.
3. Estoque de carbono. 4. Efeito estufa. I.Título.
CDD – 631.42
iii
SULAMITA DE FÁTIMA FIGUEIREDO GUEDES
Bióloga
UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA – UDESC
CENTRO DE CIÊNCIAS AGROVETERINÁRIAS – CAV
CURSO DE MESTRADO EM CIÊNCIA DO SOLO
CARBONO ORGÂNICO E ATRIBUTOS QUÍMICOS DO SOLO EM ÁREAS
FLORESTAIS NO PLANALTO DOS CAMPOS GERAIS,SC
Dissertação apresentada como um dos requisitos à obtenção do Grau de
MESTRE EM CIÊNCIA DO SOLO
Aprovado em:
Pela banca examinadora
Álvaro Luiz Mafra, Dr. - UDESC
Homologado em:
Por
Jaime Antonio de Almeida, Dr:
Coordenador do Programa de Mestrado
em Agronomia, Coordenador Técnico do
Curso de Mestrado em Ciência do Solo.
Osmar Klauberg Filho, Dr. - UDESC
Jaime Antonio de Almeida, Dr. - UDESC
Sandra Beatriz Vicenci Fernandes
Dr
a
. – UNIJUÍ – Ijuí, RS
Paulo Cesar Cassol, Dr.
Diretor Geral do Centro de Ciências
Agroveterinárias
iv
AGRADECIMENTOS
A Deus, pelo dom da vida, pelo caminho iluminado que me proporcionou,
possibilitando que eu chegasse até aqui.
À Florestal Gateados, pela concessão da área experimental e apoio nos trabalhos de
campo, em especial ao Sr. Valdir Diehl Ribeiro, pelo exemplo de trabalho e dedicação ao
manejo florestal.
Ao meu querido orientador professor Mafra, pela orientação, compreensão,
dedicação além de sua amizade e companheirismo.
À minha família pelo apoio e compreensão e perdão pelos momentos ausentes.
Aos professores do Curso de Mestrado, pelo ensino, auxílio e dedicação prestados,
em especial a professora Márcia pela ajuda nos piores momentos.
Em especial ao professor Jaime pelo ensino, pela convivência e amizade. Também
pelo auxílio e orientação nas decisões a serem tomadas.
Aos bolsistas e amigos Jaqueline Dalla Rosa e João Carlos Medeiros
(Departamento de Solos CAV/UDESC) pelo auxílio na condução do trabalho no campo e
na realização das análises em laboratório.
Aos colegas do curso pelas horas de estudos, convivência e amizade. Impossível
citar o nome de todos. Muito obrigado!
À Secretaria da Educação do Estado de Santa Catarina, pelo auxílio financeiro e
oportunidade.
Ao CAV/UDESC, em particular ao Departamento de Solos, pela oportunidade de
realização deste curso.
À professora Sandra que gentilmente concordou em ser membro da banca desta
dissertação e demais componentes pelas sugestões proferidas.
Por fim, a todas as pessoas que de alguma maneira colaboraram para a realização
deste trabalho. Muito Obrigado!
v
CARBONO ORGÂNICO E ATRIBUTOS QUÍMICOS DO SOLO EM ÁREAS
FLORESTAIS NO PLANALTO DOS CAMPOS GERAIS, SC
RESUMO
Autora: Bióloga Sulamita de Fátima Figueiredo Guedes
Orientador: Prof. Dr. Álvaro Luiz Mafra
As florestas representam uma forma conservacionista de uso das terras, em
crescente expansão na região do Planalto Catarinense, especialmente o reflorestamento de
pinus. O objetivo do estudo foi avaliar os teores de carbono orgânico e os atributos
químicos do solo em áreas florestais. O estudo foi conduzido em Campo Belo do Sul, SC,
num Nitossolo Háplico, originado de riodacito. Os sistemas de uso da terra analisados
foram: Campo nativo (CN); Floresta de pinus (Pinus taeda) com 12 anos (P12); Floresta de
pinus com 20 anos (P20); Reflorestamento de araucária com 18 anos (A18); e Mata nativa
de araucária (MA). Os teores de carbono orgânico total, particulado e a composição
química do solo foram analisados nas camadas de 0-5; 5-10; 10-20 e 20-40 cm, com oito
repetições. Os estoques de carbono foram calculados considerando a densidade do solo em
cada camada. Os teores de carbono orgânico total no solo variaram de 23 a 56 g kg
-1
,
concentrando-se na camada superficial (0-5 cm), especialmente na MA e CN em relação
aos demais sistemas. O carbono orgânico particulado contribuiu com 0,5 a 5,1% do
carbono total, com variações em profundidade. A maior parte do carbono está presente na
fração coloidal, associado aos constituintes minerais. Os estoques de carbono orgânico na
camada de 0-40 cm de profundidade totalizaram de 12,5 a 14,2 kg m
-2
. Os reflorestamentos
de pinus e araucária mostraram-se eficientes no armazenamento de C orgânico no solo,
mantendo os estoques deste elemento na camada de 0-40 cm de profundidade em níveis
equivalentes aos ambientes naturais de mata e campo. A acidez do solo, assim como os
teores de Al trocável, foram em geral maiores nas áreas de CN e nos reflorestamentos de
pinus, em relação à mata nativa. No A18 a calagem utilizada antes da implantação da
floresta reduziu a acidez do solo. Os teores de fósforo extraível e de potássio, cálcio e
magnésio trocáveis do solo foram baixos a médios nesses solos, com variações entre os
sistemas, e com decréscimo em profundidade. O uso do solo em áreas florestais e sob
campo nativo influenciou a dinâmica da matéria orgânica e a composição química do solo,
especialmente na camada superficial, o que pode ser relacionado com a absorção de
nutrientes pelas plantas e com a deposição de serapilheira.
vi
SOIL ORGANIC CARBON AND CHEMICAL ATTRIBUTES IN FOREST AREAS
IN THE CAMPOS GERAIS HIGHLAND, SC
ABSTRACT
Author: Sulamita de Fátima Figueiredo Guedes, Biologist
Adviser: Prof. Dr. Álvaro Luiz Mafra
Forests are a conservationist form of land use, with increasing expansion in Santa
Catarina highland areas, especially including pine reforestation. The objective of this work
was to evaluate organic carbon contents and soil chemical attributes in forest areas. The
study was carried out in Campo Belo do Sul, SC, southern Brazil, in a Haplic Nitosol,
originated from rhyodacite. The land use systems were as follow: native grassland (NG);
loblolly pine (Pinus taeda) reforestation with 12 years (P12); loblolly pine reforestation
with 20 years (P20); araucaria (Araucaria angustifolia) reforestation with 18 years (A18);
and native forest with araucaria (NF). The contents of total and particulate organic carbon
and the chemical composition of the soil were analyzed in the layers of 0-5; 5-10; 10-20
and 20-40 cm, with eight repetitions. The soil carbon stocks were calculated considering
bulk density in each layer. The contents of total organic carbon in the soil ranged from 23
to 56 g kg
-1
, concentrated in the superficial layer (0-5 cm), especially in the NF and NG in
relation to the other systems. The particulate organic carbon contributed with 0.5 to 5.1%
of the total carbon, with variations in the soil profile. Most of this element was present in
the colloidal fraction, associated to mineral components. The stocks of organic carbon in
the layer of 0-40 cm depth totalized 12.5 to 14.2 kg m
-2
. The pine and araucaria
reforestations were efficient in conserving soil organic C status, maintaining the stocks of
this element in the layer of 0-40 cm depth in equivalent levels to the natural areas with
forest and grassland vegetation. The acidity of the soil as well as exchangeable Al contents
was generally higher in areas under native grassland and pine reforestations, than under
native forest. In the araucaria reforestation soil liming used before the implantation of the
forest reduced soil acidity. The extracted phosphorus and exchangeable potassium, calcium
and magnesium soil contents were low to medium in this soil, with variations among the
systems, and decreasing in depth. Land use with forests and natural grasslands influenced
organic matter dynamics and soil chemical composition, especially in the superficial layer,
what can be related with nutrient uptake by plants and with litter deposition.
vii
SUMÁRIO
LISTA DE TABELAS
................................................................................................... viii
LISTA DE FIGURAS
...................................................................................................... ix
1. INTRODUÇÃO
............................................................................................................ 1
1.1. Hipóteses ........................................................................................................ 2
1.2. Objetivos ........................................................................................................ 2
2. REVISÃO DE LITERATURA
................................................................................... 3
2.1. Uso dos solos em áreas florestais ................................................................. 3
2.2. Ciclagem de carbono e nutrientes no sistema solo-planta ............................ 4
2.3. Dinâmica do carbono no solo e efeito estufa ................................................ 9
3. MATERIAL E MÉTODOS
....................................................................................... 13
3.1. Localização e caracterização da área experimental .................................... 13
3.2. Tratamento e histórico das áreas ................................................................. 13
3.3. Amostragens e avaliações ........................................................................... 15
3.4. Análise estatística ....................................................................................... 18
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO
............................................................................... 19
4.1. Carbono orgânico do solo ........................................................................... 19
4.2. pH do solo e nutrientes ............................................................................... 28
5. CONCLUSÕES
........................................................................................................... 38
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
........................................................................... 39
ANEXO 1
: Resultados analíticos obtidos .......................................................................... 45
viii
LISTA DE TABELAS
Tabela 1
. Teor de argila no solo submetido a diferentes usos, em diferentes profundidades,
Campo Belo do Sul, SC (média de 8 repetições) ............................................. 17
Tabela 2.
Coeficientes de correlação de Pearson entre as variáveis analisadas em todas as
camadas analisadas em conjunto, em Campo Belo do Sul, SC (n=160)
........................................................................................................................... 26
ix
LISTA DE FIGURAS
Figura 1. Localização da área experimental na Empresa Florestal Gateados, no município
de Campo Belo do Sul, SC, com identificação dos tratamentos analisados
........................................................................................................................... 14
Figura 2. Aspectos das áreas amostradas: Campo nativo (a); Mata nativa (b);
Reflorestamento de pinus com 12 anos (P12) e 20 anos (P20) de idade (c); e
Reflorestamento de araucária (d); Amostragem de solo em trincheiras (e).
........................................................................................................................... 16
Figura 3. Teores de carbono orgânico total no solo em função dos sistemas de uso do solo
nas camadas de 0-5; 5-10; 10-20 e 20-40 cm de profundidade, em Campo Belo
do Sul, SC, (Média de oito repetições).
CN = campo nativo; P12 = pinus com 12
anos de idade; P20 = pinus com 20 anos de idade; A18 = reflorestamento de araucária
com 18 anos de idade e MA = mata nativa com araucária. Médias seguidas pela mesma
letra, não diferem significativamente pelo teste de Duncan a 5%: letras minúsculas
comparam camadas dentro de cada sistema, e letras maiúsculas comparam médias dos
sistemas nas quatro camadas
................................................................................. 20
Figura 4. Relação entre os teores de argila e carbono orgânico do solo nos diferentes usos
da terra analisados (Média de oito repetições) ............................................ 22
Figura 5. Estoques de carbono orgânico total no solo em função dos sistemas de uso do
solo nas camadas de 0-5; 5-10; 10-20 e 20-40 cm de profundidade, em Campo
Belo do Sul, SC, considerando a densidade do solo (Média de oito repetições).
CN = campo nativo; P12 = pinus com 12 anos de idade; P20 = pinus com 20 anos de
idade; A18 = reflorestamento de araucária com 18 anos de idade e MA = mata nativa
com araucária. Médias seguidas pela mesma letra, não diferem significativamente pelo
teste de Duncan a 5%: letras minúsculas comparam camadas dentro de cada sistema, e
letras maiúsculas comparam médias dos sistemas nas quatro camadas
.................... 23
Figura 6. Relação entre carbono orgânico e densidade do solo nos diferentes usos da terra
analisados (média de oito repetições) .............................................................. 25
Figura 7. Teores de carbono orgânico particulado no solo (a) e carbono orgânico associado
aos minerais (b) em função dos sistemas de uso do solo nas camadas de 0-5; 5-
10; 10-20 e 20-40 cm de profundidade, em Campo Belo do Sul, SC, (Média de
oito repetições).
CN = campo nativo; P12 = pinus com 12 anos de idade; P20 = pinus
com 20 anos de idade; A18 = reflorestamento de araucária com 18 anos de idade e MA
= mata nativa com araucária. Médias seguidas pela mesma letra, não diferem
significativamente pelo teste de Duncan a 5%: letras minúsculas comparam camadas
dentro de cada sistema, e letras maiúsculas comparam médias dos sistemas nas quatro
camadas
.............................................................................................................. 27
x
Figura 8. Valores de pH em água (a) e pH em CaCl
2
(b) em função dos sistemas de uso do
solo nas camadas de 0-5; 5-10; 10-20 e 20-40 cm de profundidade, em Campo
Belo do Sul, SC, (Média de oito repetições).
CN = campo nativo; P12 = pinus com
12 anos de idade; P20 = pinus com 20 anos de idade; A18 = reflorestamento de
araucária com 18 anos de idade e MA = mata nativa com araucária. Médias seguidas
pela mesma letra, não diferem significativamente pelo teste de Duncan a 5%: letras
minúsculas comparam camadas dentro de cada sistema, e letras maiúsculas comparam
médias dos sistemas nas quatro camadas
............................................................. 29
Figura 9. Valores de pH SMP (a) e alumínio trocável (b) em função dos sistemas de uso
do solo nas camadas de 0-5; 5-10; 10-20 e 20-40 cm de profundidade, em
Campo Belo do Sul, SC, (Média de oito repetições).
CN = campo nativo; P12 =
pinus com 12 anos de idade; P20 = pinus com 20 anos de idade; A18 = reflorestamento
de araucária com 18 anos de idade e MA = mata nativa com araucária. Médias seguidas
pela mesma letra, não diferem significativamente pelo teste de Duncan a 5%: letras
minúsculas comparam camadas dentro de cada sistema, e letras maiúsculas comparam
médias dos sistemas nas quatro camadas
....................................................... 31
Figura 10. Teores de Fósforo (a) e Potássio (b) submetidos a diferentes usos do solo, nas
camadas de 0-5; 5-10; 10-20 e 20-40 cm de profundidade, em Campo Belo do
Sul, SC, (Média de oito repetições).
CN = campo nativo; P12 = pinus com 12 anos
de idade; P20 = pinus com 20 anos de idade; A18 = reflorestamento de araucária com
18 anos de idade e MA = mata nativa com araucária. Médias seguidas pela mesma
letra, não diferem significativamente pelo teste de Duncan a 5%: letras minúsculas
comparam camadas dentro de cada sistema, e letras maiúsculas comparam médias dos
sistemas nas quatro camadas
............................................................................... 33
Figura 11. Teores de Cálcio (a) e Magnésio (b) em diferentes usos do solo, nas camadas
de 0-5; 5-10; 10-20 e 20-40 cm de profundidade, em Campo Belo do Sul, SC,
(Média de oito repetições).
CN = campo nativo; P12 = pinus com 12 anos de idade;
P20 = pinus com 20 anos de idade; A18 = reflorestamento de araucária com 18 anos
de idade e MA = mata nativa com araucária. Médias seguidas pela mesma letra, não
diferem significativamente pelo teste de Duncan a 5%: letras minúsculas comparam
camadas dentro de cada sistema, e letras maiúsculas comparam médias dos sistemas
nas quatro camadas
............................................................................................ 35
1. INTRODUÇÃO
O plantio de espécies florestais como o pinus, para produção de madeira e celulose,
é uma das atividades agroflorestais que mais tem crescido nos últimos anos na região do
Planalto Sul Catarinense. Entre as espécies nativas, tem-se dado ênfase à araucária, que
pode apresentar rápido crescimento em condições favoráveis, assemelhando-se a espécies
exóticas, como pinus.
A expansão dos reflorestamentos na região sul do Brasil normalmente ocorre em
áreas de campos naturais, reduzindo sua ocorrência, o que, do ponto de vista ambiental,
pode ameaçar a conservação da riqueza em termos de biodiversidade destes ecossistemas.
Além disso, essas alterações no uso da terra têm estreita relação com a dinâmica da matéria
orgânica e com o ciclo geoquímico dos elementos no sistema solo-planta, modificando a
capacidade produtiva desses ambientes, naturalmente ligados a condições de solos ácidos e
deficientes em nutrientes.
Outro aspecto a se considerar é a influência das atividades humanas sobre a
emissão de gases que causam o efeito estufa, notadamente com o aumento da concentração
de gás carbônico na atmosfera, que tem sido apontado como um dos principais
responsáveis pelo acréscimo da temperatura do planeta. Neste sentido, uma das soluções
viáveis para a redução desse processo é o armazenamento do carbono em solos agrícolas e
florestais, que compreendem o maior reservatório terrestre deste elemento.
Dessa forma, há um crescente interesse no estudo do comportamento dos solos
quanto à sua capacidade de armazenar carbono e nutrientes, em resposta às diversas
condições de manejo adotadas. A avaliação dessas mudanças seria uma ferramenta para
compreender alterações no ambiente advindas do reflorestamento, levando-se em conta um
conceito amplo de manejo florestal e aspectos de recuperação do solo, de regularização de
vazão de rios e de amenização climática, além dos ganhos econômicos com a produção de
madeira de forma harmoniosa com a natureza.
2
A preocupação com a dinâmica do carbono e nutrientes no solo pode ser destacada
no cenário regional do Planalto Catarinense, pela grande expansão da área reflorestada
com pinus e outras espécies. Apesar do potencial florestal e da expansão do cultivo de
pinus nessa região, pouco se conhece sobre a influência dessa forma de uso da terra sobre o
solo. Assim, busca-se estabelecer uma relação entre as práticas florestais e o
comportamento dos componentes orgânicos e minerais do solo, que estariam diretamente
ligados a processos edáficos, como ciclagem de nutrientes, agregação do solo,
armazenamento da água, entre outros, que influenciariam diretamente a produção vegetal.
1.1. Hipóteses
Como hipóteses, o presente estudo considera que as mudanças no uso do solo
podem afetar seu equilíbrio ecológico, o que seria refletido na ciclagem do carbono
orgânico e dos nutrientes. Além disso, algumas frações da matéria orgânica poderiam ser
utilizadas como bioindicadores dessas alterações.
1.2. Objetivos
Em face disso, o presente estudo teve por objetivo quantificar as modificações nos
estoques de carbono orgânico e caracterizar a composição química do solo em diferentes
profundidades, quando submetido a diferentes usos florestais.
Os objetivos específicos são os seguintes:
- Avaliar as concentrações e estoques de carbono orgânico em diferentes camadas do solo
sob uso florestal e sua relação com a capacidade de armazenamento deste elemento no
ambiente, como contribuição para minimizar o efeito estufa na atmosfera;
- Efetuar o fracionamento físico do carbono orgânico no solo, relacionando-o às formas de
vegetação presentes no local;
- Analisar a composição química do solo em termos de nutrientes, alumínio trocável e pH
como indicativos da influência da vegetação sobre o solo.
2. REVISÃO DE LITERATURA
2.1. Uso dos solos em áreas florestais
O Brasil constitui atualmente o maior produtor mundial de madeiras tropicais,
sendo que as florestas plantadas, formadas predominantemente por pinus e eucalipto,
representam aproximadamente 1% da cobertura florestal, com cerca de cinco milhões de
hectares. Deve-se também ressaltar que o reflorestamento representa uma estratégia de
conservação dos ecossistemas naturais, evitando a pressão exercida sobre as florestas
nativas (Scarpinella, 2002).
O plantio de espécies florestais para produção de madeira e celulose é uma das
atividades agropecuárias que mais tem crescido nos últimos anos na região do Planalto Sul
Catarinense. Conforme levantamento realizado na região, a área reflorestada é estimada em
cerca de 226 mil hectares, considerando plantios de pinus com mais de cinco anos de idade
(226 MIL, 2004). Deste total, as formas de cultivos principais correspondem a
povoamentos de pinus, basicamente de Pinus taeda e P. elliottii, os quais são plantados na
densidade de 2000 a 2600 árvores por hectare e sofrem dois a cinco desbastes, com corte
final aos 25-30 anos de cerca de 250 árvores por hectare, dependendo da utilidade e uso da
madeira (Valeri et al., 1989).
Entre as espécies nativas, tem-se dado ênfase à araucária, que está ameaçada de
extinção desde a primeira metade do século passado em virtude da exploração irracional.
Um dos aspectos mais problemáticos desta espécie para reflorestamento é devido a sua
exigência ambiental. Observa-se na área de ocorrência natural desta espécie, que somente
25% desses locais apresentariam condições economicamente vantajosas para o seu cultivo
(INSTITUTO, 1971). Tem-se verificado, no entanto, que em locais onde esta espécie
apresenta rápido crescimento, os custos de implantação e o incremento volumétrico por
hectare, assemelham-se aos do pinus (Scheeren et al., 2000).
A expansão dos reflorestamentos na região sul do Brasil normalmente ocorre em
áreas de campos naturais. Ressalta-se que esta forma de vegetação constitui-se num dos
4
ecossistemas com maior biodiversidade em termos de forrageiras, com aproximadamente
800 espécies de gramíneas e 200 de leguminosas, sem contar inúmeras outras herbáceas,
principalmente das famílias Compositae e Cyperaceae (Nabinger et al., 2000).
Apesar das alterações ecológicas advindas da introdução dos monocultivos de pinus
na região, deve-se considerar que as espécies florestais de crescimento rápido utilizadas em
reflorestamentos apresentam ótima adaptação edafoclimática, podendo alcançar produções
superiores a 50 m
3
ha
-1
ano
-1
(Barros e Comerford, 2002). Além disso, essas árvores têm
ampla gama de utilização, o que pode diminuir a pressão pela exploração de matérias-
primas provenientes das florestas nativas, contribuindo na conservação destas áreas (Ferraz
e Motta, 2000).
2.2. Ciclagem de carbono e nutrientes no sistema solo-planta
Em termos de composição química, a constituição dos seres vivos é formada em
grande parte por carbono. As plantas, por exemplo, quando descontada a água, possuem
aproximadamente 50% do seu peso composto por este elemento, o qual é essencial à vida
no planeta e encontra-se distribuído na natureza em vários reservatórios, sendo os
principais os oceanos, a atmosfera, a biosfera e a pedosfera. O solo constitui a principal
reserva de carbono nos ecossistemas terrestres, contendo em média, 2,5 vezes mais do
elemento que a vegetação (= 600 Pg) e duas vezes mais do que a atmosfera (= 750 Pg), o
que equivale a um total de 1.200 a 1.600 Pg na camada de 0 a 100 cm de profundidade
(Batjes, 1998).
Dessa maneira, ressalta-se que as quantidades de carbono no solo variam
grandemente entre as regiões edafoclimáticas, sendo influenciadas especialmente pela
umidade, temperatura e por fatores como mineralogia e granulometria do solo. Os estoques
deste elemento na camada de 0 a 100 cm de profundidade têm valores de cerca de 4 kg m
-2
em regiões áridas, atingindo até 26 kg m
-2
nas regiões temperadas, sob florestas de
coníferas. Os solos das regiões tropicais úmidas sob floresta apresentam valores
intermediários, em torno de 13 kg m
-2
(Batjes, 1996). A maior parte deste elemento
concentra-se próximo à superfície em virtude da contínua adição de resíduos orgânicos
pela vegetação.
A origem do carbono no solo está ligada à produtividade primária dos ecossistemas,
a qual está relacionada diretamente com a sua absorção pelas plantas, via processo de
fotossíntese, regulado principalmente pela intensidade de luz e pelo regime hídrico interno
5
da planta. A produtividade primária de um sistema ecológico pode ser definida como sendo
a taxa na qual a energia radiante é convertida pela atividade fotossintética e
quimiossintética de organismos produtores em substâncias orgânicas. A produtividade
primária bruta representa a taxa global de fotossíntese, incluindo a matéria orgânica usada
na respiração durante o período de medição, também chamada de fotossíntese total ou
assimilação total. Já a produtividade primária líquida, é a taxa de armazenamento de
matéria orgânica nos tecidos vegetais, desconsiderando a respiração pelas plantas durante o
período de medição (Larcher, 1986). Dessa forma, as plantas são as principais responsáveis
pela adição de compostos orgânicos primários ao solo, os quais são decompostos pelos
microrganismos, que obtêm energia para o seu desenvolvimento, liberando CO
2
para
atmosfera, nutrientes e compostos orgânicos secundários, em vários estágios de
decomposição que compõem a matéria orgânica do solo.
Pelo exposto, compreende-se que a matéria orgânica do solo relaciona-se com o
equilíbrio no ciclo do carbono, representando componente essencial em diversos processos
químicos, físicos e biológicos nos ecossistemas terrestres. Do ponto de vista do solo,
diversos trabalhos têm ressaltado as funções desse elemento na manutenção e melhoria de
atributos edáficos e na sustentabilidade dos sistemas naturais e agrícolas (Baldock e
Nelson, 2000). Recentemente, seu comportamento no ambiente tem atraído grande
interesse devido ao fenômeno do aquecimento global e à perspectiva de se utilizar o solo
como reservatório de carbono liberado à atmosfera (CO
2
) pela atividade humana
(Schlesinger, 1997; Wigley e Schimel, 2000).
Juntamente com o carbono, diversos nutrientes minerais atuam na constituição da
biomassa vegetal, influenciando o metabolismo e a capacidade de desenvolvimento da
planta, o que torna importante o conhecimento do seu comportamento no solo. A
circulação das substâncias nutritivas no ambiente varia com o elemento, a espécie e idade
da planta, além de atributos edáficos. Ressalta-se que as espécies florestais normalmente
apresentam maior capacidade de ciclagem de nutrientes que as culturas agrícolas de ciclo
anual, em virtude do sistema radicular permanente e profundo, que absorve elementos de
camadas subsuperficiais, retornando-os à superfície quando da deposição de serapilheira e
decomposição da biomassa (Haag, 1985).
A quantidade de serapilheira acumulada nas diferentes formações vegetais é
normalmente mais dependente da disponibilidade de recursos do meio, de fatores
climáticos e da idade da floresta, do que ao efeito isolado da composição florística da
6
vegetação. Outro aspecto a considerar é que espécies de rápido crescimento depositam
maior quantidade de serapilheira, evidenciando estreita relação com a capacidade de
acúmulo de biomassa das árvores (Vogt et al., 1986).
O processo de ciclagem de nutrientes nos ecossistemas florestais pode ser
caracterizado em três ciclos: a) ciclo geoquímico que se caracteriza pela entrada de
elementos minerais oriundos da decomposição da rocha matriz, pela fixação biológica de
nitrogênio, adubações, pelas deposições de poeiras, gases e através da precipitação
pluviométrica. A saída dos elementos minerais para fora do ecossistema, ocorre através da
erosão, lixiviação, queima (volatilização) e, principalmente, pela exploração florestal; b)
ciclo biogeoquímico que ocorre mediante o processo em que a planta, pelo seu sistema
radicular, retira os elementos minerais do solo para a produção da biomassa e
posteriormente devolve parte destes elementos por meio da queda de resíduos orgânicos,
os quais, à medida que vão sendo mineralizados, novamente são absorvidos pelas raízes; e
c) ciclo bioquímico que se relaciona com as transferências dos elementos minerais no
interior da planta, como a mobilização dos tecidos mais velhos para os mais jovens
(Landsberg, 1986).
O suprimento de nutrientes nas formações vegetais desenvolvidas em solos
intemperizados é dependente em grande parte da contribuição das substâncias orgânicas,
uma vez que a reserva de elementos provenientes dos minerais é reduzida. Brown et al.
(1994) relatam que a biomassa compreendendo a parte aérea e raízes das plantas representa
cerca de 60 % do total do carbono, quando se considera o solo até a profundidade de 50 cm
em ecossistemas florestais tropicais. Para os nutrientes, a referida imobilização na
biomassa viva chega a corresponder até cerca de 80 % no caso do K e em torno de 40 %
para Ca e Mg.
Assim, quando se elimina a vegetação e expõe-se o solo a cultivos sucessivos com
baixo aporte de biomassa, compromete-se a principal fonte de nutrientes que assegura a
continuidade do desenvolvimento vegetal. Destaca-se desta forma, a dependência entre a
ciclagem de nutrientes e a dinâmica da matéria orgânica do solo (Resende et al., 1995).
Além da importância econômica representada pelas atividades florestais, considera-
se também seu papel ecológico, que se constitui numa forma conservacionista de uso das
terras, especialmente pela baixa intensidade de revolvimento do solo em relação aos
cultivos agrícolas anuais. Entretanto, outras implicações ambientais devem ser
consideradas, especialmente do ponto de vista biogeoquímico e hidrológico (Lima, 1996).
7
Em virtude da importância desses componentes em relação à produtividade dos
ecossistemas florestais, recentemente, têm sido desenvolvidos vários estudos sobre relação
entre mudanças no uso da terra e armazenamento de carbono e nutrientes no solo nas
regiões tropicais (Drumond et al., 1997; Neufeldt et al., 2002) e subtropicais do Brasil
(Lima et al., 1995; Feistauer et al., 2004.).
A ciclagem biogeoquímica de nutrientes nas áreas florestais é estimulada pela
diversidade de espécies arbóreas, que aproveitam melhor os ambientes edáficos, em termos
de habilidades e profundidade de absorção de nutrientes, além de contribuir com maior
riqueza de substratos para atividade biológica de decomposição (Larsen, 1995). Os cultivos
mistos apresentam menor sazonalidade na deposição da serapilheira e no retorno dos
nutrientes ao solo, quando comparados aos monocultivos, reduzindo a possibilidade de
perdas (Gama Rodrigues et al., 1999). Outro aspecto importante seria em relação ao
suprimento de nitrogênio por leguminosas em cultivos consorciados, como relatado por
Vezzani et al. (2001), num estudo com plantios mistos de eucalipto e acácia negra na
região da Depressão Central do Rio Grande do Sul, obtendo maior teor de matéria orgânica
e nitrogênio total no solo no consórcio em relação ao eucalipto simples.
Entre as práticas de manejo florestal que mais influenciam na dinâmica dos
nutrientes no solo destaca-se a colheita, que representa a principal forma de exportação dos
elementos nutritivos. Além disso, as alterações no solo advindas da redução da cobertura e
da movimentação de máquinas favorecem a erosão e mineralização da matéria orgânica,
aumentando as perdas de nutrientes (Barros e Comerford, 2002).
Deve-se considerar que a dinâmica do carbono orgânico, conjuntamente com os
nutrientes minerais, é influenciada por fatores como clima, tipo de solo, cobertura vegetal e
práticas de manejo. Para um mesmo tipo de solo, o sistema de manejo interfere na
qualidade e quantidade de matéria orgânica adicionada ao solo, bem como na composição
e atividade dos organismos decompositores, e nas taxas de perda de carbono por
mineralização, lixiviação e erosão (Silva, 1996).
O estoque de carbono no solo está diretamente relacionado com a intensidade dos
processos de adição de resíduos vegetais e de decomposição dos compostos orgânicos. As
adições de material orgânico correspondem principalmente à quantidade de restos de
plantas e animais que retornam ao solo. Em solos sob vegetação natural, a preservação da
matéria orgânica tende a ser máxima, pois o revolvimento é mínimo, sendo o aporte de
carbono nas florestas mais elevado do que em áreas cultivadas (Shang e Tiessen, 1997). Já
8
em áreas cultivadas, os teores de matéria orgânica tendem a diminuir, uma vez que os
compostos orgânicos são mais expostos ao ataque microbiano, em virtude do maior
revolvimento e desestruturação do solo (Mielniczuk, 1999).
A rapidez com que um dado resíduo vegetal é decomposto no solo depende da sua
composição química e das condições físicas do ambiente que o cerca. Os fatores principais
que regulam esse processo são temperatura, suprimento de oxigênio, umidade, pH,
disponibilidade de nutrientes tais como o P e o N, e relação C/N do resíduo da planta.
Outro fator que afeta a decomposição é a biota do solo. A idade da planta, seu conteúdo de
lignina e o grau de desintegração dos materiais apresentados à microflora também
governam a facilidade de degradação (Siqueira e Franco, 1988).
Essa velocidade de decomposição da serapilheira influencia diretamente a
eficiência em ciclagem de nutrientes e carbono nos solos florestais. Assim, o acúmulo de
resíduos orgânicos sobre o solo indica baixa taxa de liberação de nutrientes a partir da
biomassa, o que pode ao longo do tempo interferir na sua fertilidade (Gama Rodrigues et
al., 1999).
Com relação à caracterização da matéria orgânica e sua relação com o manejo do
solo, vários estudos têm demonstrado que a separação das substâncias orgânicas pelos
métodos químicos convencionais resulta em compostos com alto tempo de ciclagem no
solo e que não teriam relação direta com as práticas agronômicas que se desenvolvem em
curto prazo (Guerra e Santos, 1999).
A determinação do carbono orgânico no solo é feita comumente pelo método da
combustão via úmida, baseado na oxidação da matéria orgânica a CO
2
por íons dicromato
em meio ácido. Embora simples e de baixo custo, o método apresenta limitações, devido à
necessidade de fatores de correção para compensar a oxidação parcial. Esta análise causa
problemas no ambiente pela produção de rejeitos laboratoriais de difícil descarte contendo
cromo (Nelson e Sommers, 1996).
Várias formas de fracionamento dos compostos orgânicos do solo têm sido
propostas, de acordo com aspectos de manejo e/ou funcionalidade química/estrutural no
solo (Besnard et al., 1996). Os modelos que simulam a decomposição e estabilização da
matéria orgânica normalmente se baseiam na proteção física dos componentes orgânicos
do solo (Feller e Beare, 1997). Já a classificação funcional, proposta por Magdoff (1996),
envolve o papel de diferentes compartimentos em processos edáficos, sendo agrupados a
biomassa microbiana, os resíduos vegetais, e as substâncias húmicas.
9
A biomassa microbiana desempenha importante função na decomposição e
mineralização, ciclagem de nutrientes e controle biológico de parasitas. Normalmente é
incluída na fração fina (<53 ou 100 •m). A biomassa microbiana corresponde à fração de
maior atividade no solo, sendo estreitamente ligada à dinâmica da matéria orgânica de
rápida resposta ao manejo, constituindo um sensível indicador da qualidade do solo
(Mielniczuk, 1999).
Os resíduos vegetais representam material pouco decomposto e incluem compostos
como aminoácidos, carboidratos, gorduras, ácidos orgânicos, entre outros, que compõem a
fração leve, com densidade normalmente inferior a 2,0 g cm
-3
, ou fração grosseira
(53ou100 a 2000 •m), também chamada de matéria orgânica particulada. Sua relação C/N
normalmente é superior a 15-20, constituindo materiais mediamente lábeis, com
considerável contribuição para liberação de nutrientes. A fração particulada normalmente
tem se mostrado sensível aos efeitos de curto prazo provocados pelo manejo, constituindo
um bom indicador da qualidade do solo (Desjardins et al., 1994; Wander et al., 1994).
Já as substâncias húmicas incluem componentes bem decompostos, com alto peso
molecular e normalmente associados intimamente à fração mineral, apresentando ciclagem
muito lenta e relação C/N inferior a 10. Compõem a fração fina (<53 ou 100 •m), podendo
representar mais de 50 % da matéria orgânica do solo, sendo normalmente mais resistente
à decomposição em resposta ao preparo do solo. As substâncias húmicas destacam-se pela
complexidade estrutural e heterogeneidade em termos de composição química. Seu
comportamento em relação a processos como agregação, emissão de gases e mineralização
é ainda pouco conhecido nos solos das regiões tropicais (Coleman et al., 1989).
Diante de tais considerações, torna-se necessário lançar mão de técnicas que
monitorem as mudanças nos estoques de matéria orgânica no solo, com vistas em
identificar práticas de manejo mais conservacionistas, que resultem em maior
armazenamento de carbono no solo. Dessa forma, a técnica de fracionamento físico do solo
se presta bem a esse objetivo, na medida em que permite identificar a distribuição, a
composição química e o grau de decomposição de diferentes frações orgânicas do solo
(Christensen, 1992; Roscoe e Machado, 2002).
2.3. Dinâmica do carbono no solo e efeito estufa
Os gases naturais que mais contribuem com o armazenamento de calor na
atmosfera e manutenção da temperatura adequada à vida na superfície terrestre (efeito
10
estufa) são o dióxido de carbono, vapor d'água, metano e óxido nitroso. Atualmente, a
concentração de alguns desses compostos na atmosfera vem aumentando gradativamente
em decorrência das atividades antrópicas, o que causa um desequilíbrio energético, com
incremento do efeito estufa e aquecimento da Terra (Nobre, 2004).
Entre esses gases, o dióxido de carbono (CO
2
) destaca-se como o principal agente
responsável pelo efeito estufa. Sua concentração na atmosfera vem aumentando desde a
Revolução Industrial, passando de 285 ppmv para 376 ppmv. Segundo o Painel
Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC), entre 1850 e 1998, foram
liberados para a atmosfera aproximadamente 405±60 Gt de C dos quais, cerca de 67% são
provenientes da queima de combustíveis fósseis e 33% oriundos dos solos agrícolas
(Houghton et al., 2001).
Evidências científicas apontam que caso a concentração de CO
2
e a temperatura da
atmosfera continuem crescendo, haverá aumento no nível dos mares, efeitos climáticos
extremos (enchentes, tempestades, furacões e secas), alterações na variabilidade de eventos
hidrológicos (aumento do nível do mar, mudanças no regime das chuvas, avanço do mar
sobre os rios, escassez de água potável), colocando em risco a vida na terra, pela ameaça à
biodiversidade, à agricultura, à saúde e ao bem-estar da população humana (Mahlman,
1997). Dessa forma, as mudanças climáticas globais representam um dos maiores desafios
da humanidade, com várias implicações no setor agroflorestal (Lima et al., 1999).
Do ponto de vista agrícola, o aporte de CO
2
para a atmosfera decorre
principalmente da queimada de florestas e revolvimento do solo. Dentre as alternativas
viáveis para a redução da emissão de CO
2
, destaca-se o seqüestro de C pelo solo, o qual
representa um dos principais reservatórios deste elemento na natureza (Schlesinger, 1997).
Neste sentido, torna-se fundamental a avaliação dos estoques desse elemento e de sua
dinâmica no solo em sistemas naturais e agroecossistemas, visando o desenvolvimento de
tecnologias mais apropriadas do ponto de vista agronômico e ambiental (Cerri et al., 2004).
Para caracterizar o seqüestro de carbono no solo devem ser analisados muitos
aspectos, como por exemplo, quantidade de carbono incorporada no solo, estabilidade
deste carbono e a respiração do solo. O carbono a ser seqüestrado pelo solo não pode
pertencer a uma estrutura lábil, de fácil decomposição e, conseqüente mineralização,
gerando emissão de CO
2
. Desta forma o acompanhamento do ciclo do carbono no sistema
solo atmosfera é essencial para compreender e controlar o processo (Cerri et al., 2004).
11
Muitas vezes também há confusão entre estoque de C do solo e seqüestro de C pelo
solo. Machado et al. (2004), afirmam que seqüestro de carbono pelo solo difere do
conceito clássico de estoque de C do solo por dois aspectos: Primeiro, no seqüestro de C a
fonte direta ou indireta de C é unicamente a atmosfera (somente CO
2
), ocorrendo
compostos produzidos pela planta por meio da fotossíntese; segundo, o conceito de
seqüestro de C abrange também o que poderia ser denominado de um “equivalente de
seqüestro de C”, que corresponde a fluxos de outros gases de efeito estufa, mas expressos
com base no CO
2
em termos de potencial de aquecimento global (CH
4
= 23 vezes o CO
2
e;
N
2
O = 296 vezes o CO
2
).
Do ponto de vista agronômico e florestal, técnicas adequadas de uso e manejo do
solo, como o controle da erosão, a adoção de sistemas conservacionistas de preparo e
também o reflorestamento, podem remover o C atualmente contido na atmosfera. O
processo de seqüestro de carbono em solos agrícolas se verifica logo nos primeiros anos de
adoção de práticas conservacionistas. É possível recuperar, pelo menos parcialmente, o
teor de MO destes solos. Geralmente o seqüestro de carbono concentra-se na camada
superficial do solo onde se depositam os resíduos vegetais. Evidentemente que as
condições de clima, relevo, solo e drenagem também irão determinar a taxa de incremento
do teor de MO. Salienta-se também que é relativamente difícil manter altos níveis de
matéria orgânica nos solos de clima tropical e subtropical, devido às altas temperaturas que
induzem a altas taxas de decomposição (Mielniczuk, 1999).
A preservação de florestas nativas e o incentivo ao reflorestamento, que durante a
fase inicial de desenvolvimento são responsáveis pela retirada de grande quantidade de
CO
2
da atmosfera, através do processo de fotossíntese, são alternativas viáveis para
enfrentar o problema do Carbono na atmosfera. Os produtos florestais têm assim dois
importantes papéis em relação ao ciclo do carbono: durante o crescimento das árvores, pelo
armazenamento deste elemento na biomassa, e por representar fonte de matéria-prima e
energia que substituem combustíveis fósseis (Nabuurs e Sikkema, 2001).
Os mecanismos de seqüestro de carbono pela biomassa ganharam interesse no
início dos anos 90 quando foram lançadas propostas para redução das emissões de gases de
efeito estufa na Convenção do Clima da ONU, aprovada na RIO 92, visando à prevenção
do aquecimento global. As condições para implementação desses mecanismos vêm sendo
discutidas em uma série de Conferências das Partes (COPs). Já foram realizadas nove
conferências: COP-1, 1995-Berlim; COP-2, 1996-Genebra; COP-3, 1997-Kyoto; COP-4,
12
1998-Buenos Aires; COP-5, 1999-Bonn; COP-6, 2000-Haia; COP6.5, 2001-Bonn, que foi
uma preliminar para a sétima conferência; COP-7, 2001-Marrakesh; COP-8, 2002-Nova
Delhi; COP-9, 2003-Milão (Perini, 2004); COP-10, 2004-Buenos Aires e COP-11, prevista
para novembro de 2005, em Montreal (MINISTÉRIO, 2005).
A mais importante das Conferências foi a terceira, em Kyoto, no Japão, em 1997
quando se negociou o chamado Protocolo de Kyoto (Fearnside, 2001). Neste acordo, 38
países desenvolvidos, responsáveis pelas maiores emissões de gases do efeito estufa para
atmosfera, assumiram o compromisso de redução média de 5,2% das emissões desses
gases, tendo como base os valores registrados em 1990 (Ferraz e Motta, 2000).
O Protocolo permite que as metas sejam alcançadas por meio de reduções nacionais
ou pela compra de créditos referentes a reduções voluntárias, vendidas por países em
desenvolvimento como o Brasil. Este modelo ficou conhecido como mecanismo de
desenvolvimento limpo (MDL) e visa diminuir o custo de redução das emissões de gases
do efeito estufa lançados na atmosfera, assim como apoiar iniciativas que promovam a
sustentabilidade nos países em desenvolvimento. Este mecanismo representa uma
oportunidade interessante para países com aptidão florestal e com extensas áreas agrícolas,
e pode trazer benefícios de ordem econômica, ambiental e social, conforme extensamente
comentados por Campos (2001) e Chang (2004). Como a maior parte das emissões de CO
2
do Brasil provêm de desmatamentos e queimadas, nossa maior contribuição para a redução
de emissões seria através do controle do desmatamento e queimadas, como também pelo
armazenamento no solo nas áreas sob sistemas conservacionistas de manejo (Valverde et
al., 2004).
Em termos de contribuição das áreas florestais para redução no efeito estufa, uma
das principais estratégias no Brasil deveria ser o estímulo à diminuição no desmatamento,
sobretudo em áreas na região amazônica, que correspondem à maior parte das emissões
brasileiras de CO
2
. Nesse caso, os programas de reflorestamento adotados em muitas
regiões, ainda que apresentem oportunidades de investimento, têm mostrado barreiras
sociais para sua adoção, especialmente pelo deslocamento de contingentes de agricultores,
substituição de áreas produtoras de alimentos e baixa remuneração do trabalho (Fearnside,
1999).
3. MATERIAL E MÉTODOS
3.1. Localização e caracterização da área experimental
O estudo foi conduzido em áreas da Empresa Florestal Gateados, na região do
Planalto dos Campos Gerais, em Campo Belo do Sul, SC (Figura 1), em solos originados
de riodacito, rocha efusiva da formação Serra Geral. O solo representativo do local é um
Nitossolo Háplico, com associações de Cambissolo e Neossolo Litólico nas áreas mais
declivosas. São solos minerais, não hidromórficos, argilosos, bem drenados, de coloração
tipicamente brunada. Os horizontes superficiais apresentam-se bastante espessos e
escurecidos, com elevados teores de matéria orgânica. A vegetação original predominante
era mata de araucária. O relevo regional é suave ondulado a ondulado.
O clima da região é mesotérmico úmido com verão ameno e precipitação bem
distribuída ao longo do ano, indicado como Cfb segundo a classificação de Köppen. A
altitude na sede do Município é de 1.017 m acima do nível do mar. A temperatura média
anual é de 15,6 ºC e a precipitação média anual é cerca de 1.400 mm, bem distribuída ao
longo do ano (Santa Catarina, 1986).
3.2. Tratamentos e histórico das áreas
Os tratamentos constaram de cinco sistemas de uso da terra, a seguir descritos:
a) Campo nativo (CN): vegetação com predomínio de gramíneas de crescimento
espontâneo. A área foi utilizada por décadas com pecuária bovina extensiva, sendo fechada
ao acesso dos animais em 1993. Desde então vem sendo roçada anualmente no mês de
março, para controle de altura (Figura 2a);
b) Mata nativa de araucária (MA): floresta típica da região, com presença de araucária
(Figura 2b). Até 1993 era permitida entrada de animais bovinos no sub-bosque,
especialmente como refúgio no inverno;
14
Figura 1. Localização da área experimental na Empresa Florestal Gateados, no município
de Campo Belo do Sul, SC, com identificação dos tratamentos analisados.
15
c) Floresta de pinus com 12 anos de idade (P12): reflorestamento de Pinus taeda plantado
em 1991, em área utilizada anteriormente com campo nativo. O preparo do solo nesta
ocasião foi subsolagem a 35 cm de profundidade, seguida de enxada rotativa, sem correção
do solo e na ausência de adubação. O espaçamento é de 1,6 x 2,5 m, sendo realizados até a
data de amostragem dois desbastes (Figura 2c);
d) Floresta de pinus com 20 anos de idade (P20): reflorestamento de Pinus taeda plantado
em 1983, nas mesmas condições que a floresta anterior (P12). Foram realizados até a data
de amostragem quatro desbastes (Figura 2c);
e) Reflorestamento de araucária com 18 anos de idade (A18): área de campo nativo até
1980, quando foi implantada pastagem de festuca, em solo preparado com grade aradora e
niveladora, aplicando-se 8 Mg ha
-1
de calcário dolomítico. O plantio de Araucaria
angustifia foi realizado em 1985, em solo subsolado a 35 cm de profundidade e preparado
com enxada rotativa, com espaçamento de 1,6 x 2,5 m. De 1987 a 1990 efetuou-se plantio
intercalar de feijão. De 1990 a 1992 a área foi pastoreada por terneiras. A área foi fechada
aos animais em 1993 e realizou-se até então apenas um desbaste (Figura 2d).
As áreas foram selecionadas de forma a apresentar características edáficas
semelhantes, o que foi avaliado com base em tradagens efetuadas em alinhamentos
transversais, com avaliação da profundidade dos horizontes, textura e cor do solo (Lemos e
Santos, 2002), além da posição na paisagem e relevo. Os locais de amostragem eram
vizinhos no caso dos dois plantios de pinus e para campo nativo e mata nativa. O local
mais distante destes foi o reflorestamento de araucária (Figura 1).
Os tipos de solo também foram avaliados em cortes nas laterais das estradas. A
camada superficial do solo varia de 19 a 27 cm de profundidade no horizonte A, com
coloração bruno acinzentado muito escuro (10YR 3/2 úmido) a bruno avermelhado escuro
(5YR 3/2 úmido) e textura franco argilosa a argilosa. O horizonte AB atinge de 46 a 65 cm
de profundidade, é bruno acinzentado escuro (10YR 4/2 úmido) a bruno escuro (10YR 3/3
úmido), com textura semelhante à camada superficial (Tabela 1). Cada um dos tratamentos
constituiu uma área amostral independente das demais.
3.3. Amostragens e avaliações
As amostras de solo foram coletadas em julho de 2003 de forma sistemática, em
dois alinhamentos paralelos entre si, em oito pontos eqüidistantes em 10 m. As
profundidades de amostragem foram: 0-5; 5-10; 10-20; e 20-40 cm (Figura 2e), com coleta
16
Figura 2. Aspecto das áreas amostradas: Campo nativo (a); Mata nativa (b);
Reflorestamento de pinus com 12 anos (P12) e 20 anos (P20) de idade (c); e
Reflorestamento de araucária (d). Amostragem de solo em trincheiras (e).
17
de solo ao redor de uma trincheira com cerca de 40 cm de largura, eliminando-se a
serapilheira presente sobre a superfície. As amostras indeformadas de solo foram coletadas
nas mesmas profundidades utilizando-se anéis volumétricos de 100 cm
3
.
Tabela 1. Teor de argila no solo submetido a diferentes usos, em diferentes profundidades,
Campo Belo do Sul, SC (média de 8 repetições).
Profundidade CN P12 P20 A18 MA
(cm) ————————————— g kg
-1
————————————
0-5 530 480 550 550 430
5-10 580 500 600 680 530
10-20 560 510 550 610 560
20-40 610 550 510 660 650
CN
= campo nativo;
P12
= pinus com 12 anos de idade;
P20
= pinus com 20 anos de idade;
A18
=
reflorestamento de araucária com 18 anos de idade;
MA
= mata nativa com araucária.
A quantificação do carbono orgânico total foi realizada em amostras da terra fina
seca ao ar (TFSA), usando-se oxidação sulfocrômica a úmido, de acordo com o
procedimento descrito em Tedesco et al. (1995). O fracionamento físico do carbono
orgânico para separação da fração particulada e da associada aos minerais foi efetuado
mediante procedimento físico-químico descrito por Cambardella e Elliot (1992). Foram
pesados 20g de TFSA, colocados em frascos do tipo “snap-cap” e adicionados 60 mL de
solução de hexametafosfato de sódio (5g L
-1
). As amostras foram agitadas por 4 horas em
agitador horizontal, e a suspensão passada em peneira de 53
µm, com auxílio de jato de
água. O material retido na peneira foi transferido para recipientes e seco em estufa a 60ºC,
quantificado em relação a sua massa, moído e submetido à análise do teor de C orgânico
(Tedesco et al., 1995). Este carbono representa o carbono orgânico particulado (COP),
presente na fração areia (0,053 a 2 mm). O carbono orgânico associado à fração mineral
(COM), foi calculado pela diferença entre os teores de carbono orgânico total e COP
presente na fração areia. Os estoques de carbono foram computados de forma ponderada
com os teores e as respectivas densidades do solo em cada camada, conforme a relação
abaixo:
Estoque (kg m
-2
) = DS . P . C
Onde: DS = densidade do solo em Mg m
-3
, P = profundidade da camada de solo em m, e C
= concentração de carbono no solo em g kg
-1
.
18
Os atributos físicos do solo analisados foram a granulometria e a densidade do solo
empregando-se os métodos convencionais (EMBRAPA, 1997). A análise granulométrica
foi feita utilizando-se hidróxido de sódio como dispersante, em 20 amostras agrupando
todas as repetições de cada tratamento separadas por profundidade. A areia foi determinada
por peneiramento mecânico, a argila, conforme o método do densímetro e o silte, por
diferença.
A densidade do solo foi determinada pelo método do anel volumétrico, com
secagem em estufa a 105º C durante 48 horas, sendo anotados o peso do solo e o volume
do anel. A densidade do solo posteriormente foi determinada dividindo-se a massa de solo
seco pelo volume conhecido da amostra.
A composição química do solo compreendeu determinações do pH em água, pH em
CaCl
2
e pH SMP. Os teores de fósforo extraível, potássio, cálcio, magnésio e alumínio
trocáveis foram determinados segundo a metodologia descrita por Tedesco et al. (1995). O
pH em água e em solução de CaCl
2
0,01 mol L
-1
foi determinado em relação solo: líquido
de 1:1, utilizando-se potenciômetro. O P e o K foram extraídos com solução de Mehlich-1,
com determinação do fósforo por colorimetria e K por fotometria de chama. Os teores
trocáveis de Ca, Mg e Al, foram extraídos com KCl 1 mol L
-1
, e com determinação de Ca e
Mg em espectrofotômetro de absorção atômica, e de Al por titulometria.
3.4. Análise estatística
Os resultados foram submetidos à análise de variância e efetuou-se teste de
comparação de médias de Duncan a 5%. As relações entre os diferentes atributos edáficos
foram determinadas por análise de correlação de Pearson.
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO
4.1. Carbono orgânico do solo
Os teores de carbono orgânico total no solo variaram de 23 a 56 g kg
-1
, com
influência das formas de uso da terra e variação em profundidade, concentrando-se na
camada superficial de 0 a 5 cm (Figura 3). Na média das profundidades, o solo sob pinus
com 20 anos de idade (P20) teve maior teor de carbono em relação aos demais tratamentos,
sendo seguido pelo campo nativo e pinus com 12 anos de idade.
As maiores variações entre os tratamentos para carbono orgânico total foram
observadas na camada superficial, de 0 a 5 cm de profundidade, com maior concentração
deste elemento na mata de araucária (MA) e no campo nativo (CN) em relação aos demais
tratamentos. Já em subsuperfície, de 20 a 40 cm de profundidade, verificou-se que a
floresta de pinus com 20 anos de idade (P20) apresentou maior teor de carbono em relação
aos demais sistemas.
As conseqüências da substituição do ecossistema de campo por reflorestamento de
Pinus com idade aproximada de 20 anos no conteúdo e na dinâmica do carbono do solo
foram estudadas em áreas no Paraná através do uso do
13
C como traçador isotópico (Lima
et al., 1995). Este método baseia-se na hipótese de que a matéria orgânica do solo reflete a
composição isotópica dos constituintes vegetais que lhe deram origem, uma vez que o
pinus possui ciclo fotossintético C
3
, e a vegetação de campo com gramíneas são plantas C
4
.
Estes autores verificaram nas áreas florestadas maior conteúdo de carbono
comparativamente àquelas sob campo natural. As conseqüências da substituição do
ecossistema natural de campo por reflorestamentos de pinus são informações praticamente
inexistentes, mas de grande interesse tendo em vista a participação dinâmica da matéria
orgânica em inúmeros processos no solo.
A maior quantidade de carbono orgânico presente na camada superficial do solo,
observada na média dos tratamentos (Figura 3), relaciona-se com a adição de material
orgânico pela biomassa, especialmente serapilheira, que se acumula na camada superficial
20
do solo e vai sendo gradativamente humificada. No caso do campo nativo, salienta-se
também o papel da renovação periódica das raízes das gramíneas, que proporcionam
substancial incorporação de materiais orgânicos ao solo.
Deve-se ressaltar no presente estudo que não foram avaliadas as quantidades de
serapilheira acumuladas. No entanto, com base em resultados obtidos em diversas
formações vegetais na região Sul do Brasil, pode-se ter uma idéia da magnitude destes
valores, que representam a adição de carbono ao solo. Em área de plantio de Araucaria
angustifolia com 15 anos de idade, na região da Lapa, PR, o acúmulo anual de matéria seca
da serapilheira variou de 5,0 a 6,4 Mg ha
-1
conforme a qualidade do sítio (Koehler et al.,
1987). Para áreas de vegetação nativa, Fernandes e Backes (1998), relatam deposição anual
de matéria seca de serapilheira da ordem de 5,9 Mg ha
-1
numa floresta primária com
araucária na região dos Campos de Cima da Serra, em São Francisco de Paula, RS. Em
outro estudo em áreas de mata nativa, na região de Caçador, SC, Floss et al. (1999) relatam
0
10
20
30
40
50
60
0-5
5-10
10-20
20-40
Média
Carbono orgânico total (g kg
-
1
)
Camada de solo analisada (cm)
b
c
c
d
a
A
ab
a
b
ab
B
b
ab
a
C
b
b
a
a
b
D
c
bc
A
B
C
Teores de carbono orgânico total no solo em função dos sistemas
de uso
do solo nas camadas 0
-
5; 5
-
10; 10
-
20 e 20
-
40 cm de profundidade, em
Campo Belo do Sul, SC, (Média de oito repetições).
CN = campo nativo;
P12
=
pinus
com 12 anos de idade;
P20
=
pinus
com 20 anos de idade;
A18
=
reflorestamento de araucária com 18 anos de idade e MA = mata na
tiva com araucária.
Médias seguidas pela mesma letra, não diferem significativamente
pelo teste de Duncan
a 5%: letra minúscula compara os sistemas dentro de cada camada,
e letra maiúscula
compara a média dos sistemas nas quatro camadas).
Figura 3.
CN
P12
P20
A18
MA
Média
0
10
20
30
40
50
60
0-5
5-10
10-20
20-40
Média
Carbono orgânico total (g kg
-
1
)
Camada de solo analisada (cm)
b
c
c
d
a
A
ab
a
b
ab
B
b
ab
a
C
b
b
a
a
b
D
c
bc
A
B
C
Teores de carbono orgânico total no solo em função dos sistemas
de uso
do solo nas camadas 0
-
5; 5
-
10; 10
-
20 e 20
-
40 cm de profundidade, em
Campo Belo do Sul, SC, (Média de oito repetições).
CN = campo nativo;
P12
=
pinus
com 12 anos de idade;
P20
=
pinus
com 20 anos de idade;
A18
=
reflorestamento de araucária com 18 anos de idade e MA = mata na
tiva com araucária.
Médias seguidas pela mesma letra, não diferem significativamente
pelo teste de Duncan
a 5%: letra minúscula compara os sistemas dentro de cada camada,
e letra maiúscula
compara a média dos sistemas nas quatro camadas).
Figura 3.
CN
P12
P20
A18
MA
Média
CN
P12
P20
A18
MA
Média
21
deposições anuais de matéria seca de serapilheira da ordem de 7,3 a 8,3 Mg ha
-1
. Mais
recentemente Figueiredo Filho et al. (2003), contabilizaram deposição anual de 7,7 Mg ha
-1
de serapilheira numa floresta ombrófila mista com araucária na região de São João do
Triunfo, PR. No caso de reflorestamentos o acúmulo anual de serapilheira de Pinus taeda,
com 15 anos de idade, avaliado em três sítios na região de Ponta Grossa, PR, variou de 6,8
a 8,5 Mg de matéria seca ha
-1
, concentrados no período de outono (Wisniewski e
Reissmann, 1996).
O acúmulo de carbono orgânico no solo é dependente da quantidade adicionada e
da taxa de decomposição. Assim, nos reflorestamentos homogêneos esperam-se alterações
na forma e na quantidade da matéria orgânica em relação à mata nativa. Dessa forma, nas
monoculturas de pinus encontradas na região sul do Brasil, tem-se observado maior
acúmulo de resíduos orgânicos na superfície do solo em relação às florestas nativas, devido
principalmente à dificuldade de decomposição da fitomassa (Trevisan et al., 1987).
Quando se relacionaram os teores de argila e carbono orgânico, verificou-se
correlação negativa (r = -0,67
**
, Figura 4) entre estes atributos, com resposta semelhante
entre os diferentes tratamentos. Essa relação negativa pode ser relacionada com a constante
adição de fitomassa pela vegetação na camada superficial do solo, e sua lenta
decomposição em função do clima frio (altitude e latitude), o que ocasionaria maior
concentração nesta camada. Outro fator que influenciou essa variação foi o aumento do
teor de argila em profundidade, passando de 508 g kg
-1
na camada de 0 a 5 cm de
profundidade, para 596 g kg
-1
em subsuperfície, de 20 a 40 cm de profundidade, na média
dos tratamentos (Tabela 1).
Esta relação observada para o Nitossolo estudado difere do resultado apresentado
por Lepsch (1980), que observou correlação positiva entre teores de carbono orgânico e
argila em seis regiões do estado de São Paulo, em Latossolos e Neossolo Quartzarênico
cultivado com eucalipto e pinus por mais de oito anos. Neste caso, esta relação positiva se
deve a mecanismos de estabilização física e química da matéria orgânica pelos colóides
minerais do solo (Feller e Beare, 1997).
Os estoques de carbono orgânico na camada de 0 a 40 cm de profundidade
totalizaram de 12,5 a 14,2 kg m
-2
. Entre os tratamentos e na soma das camadas
consideradas, o reflorestamento de pinus com 20 anos de idade mostrou maior estoque
deste elemento no solo, não diferindo do solo sob campo nativo (Figura 5). Dessa forma,
22
nas condições climáticas e pedológicas investigadas o reflorestamento de pinus (P20)
mostrou-se eficiente no armazenamento de carbono orgânico no solo.
Argila (g kg
-1
)
400
450
500
550
600
650
700
Carbono orgânico (g kg
-1
)
20
30
40
50
60
CN
P12
P20
A18
MA
C
Org.
= 87,3 - 0,093 Arg
r = -0,67 p = 0,001
Figura 4. Relação entre os teores de argila e carbono orgânico do solo nos diferentes usos
da terra analisados (médias de oito repetições).
Quando se considerou a contribuição individual de cada camada analisada, o
sistema mata de araucária obteve o maior estoque deste elemento na camada superficial do
solo de 0 a 5cm de profundidade. Em subsuperfície, de 10 a 40 cm de profundidade, os
estoques foram superiores no pinus com 20 anos de idade, não diferindo, entretanto, do
campo nativo.
O estoque de carbono em latossolos argilosos sob vegetação de floresta tropical
úmida nas proximidades de Santarém, na região central do Pará, variou de 7 a 11 kg m
-2
na
camada de 0 a 20 cm de profundidade (Smith et al., 2002). Os valores médios do estoque
de carbono referidos para solos sob floresta nas regiões tropicais úmidas são de 6,3 a 6,5
kg m
-2
na camada de 0 a 30 cm (Batjes, 1996).
Num estudo desenvolvido em perfis de Latossolo Vermelho Escuro argiloso e
muito argiloso, na região de Planaltina, DF, constatou-se que o reflorestamento de
eucalipto, após 12 anos da implantação acumulou um total de 14,6 Mg ha
-1
de carbono na
camada de 0 a 100 cm de profundidade, quando comparado ao solo sob vegetação nativa
23
de cerrado (Corazza et al., 1999). Neste caso, os estoques totais de carbono nesta camada
foram de 14,8 e 13,4 kg m
-2
, respectivamente.
Em outra avaliação desenvolvida sob um Latossolo argiloso da região de
Uberlândia verificou-se que o estoque de carbono na camada superficial do solo de 0 a 30
cm foi maior sob pastagem produtiva de Bracchiaria decumbens em relação à plantação de
Pinus caribaea. Os valores encontrados foram menores que no caso do Nitossolo ora
estudado, totalizando 4,9 e 6,4 kg m
-2
, respectivamente, os quais não diferiram em relação
à vegetação original de cerrado (Lilienfein e Wilcke, 2003). Essa diferença nos estoques de
carbono foi inversa em relação à quantidade deste elemento na biomassa sobre o solo, que
foi 25 vezes superior na floresta em relação à pastagem.
Lima et al. (1995) avaliando o efeito da substituição do campo natural por plantio
de Pinus elliottii em quatro regiões do estado do Paraná, com características
0
4
8
12
16
0
-
5
5
-
10
10
-
20
20
-
40
Soma
Estoque de carbono orgânico total (kg m
-
2
)
Camada de solo analisada (cm)
b
c
b
a
ns
ab
b
a
ab
bc
a
c
AB
BC
BC
A
Estoques de carbono orgânico total em função dos sistemas de uso
do solo
nas camadas 0
-
5; 5
-
10; 10
-
20 e 20
-
40 cm de profundidade, em Campo
Belo do Sul, SC,
considerando a densidade do solo (Média de oito
repetições).
CN = campo nativo;
P12
=
pinus
com 12 anos de idade;
P20
=
pinus
com
20 anos de idade;
A18
= reflorestamento de araucária com 18 anos de idade e MA =
mata nativa com araucária.
Médias seguidas pela mesma letra, não diferem
significativamente pelo teste de Duncan a 5%: letras minúsculas
comparam os sistemas
dentro de cada camada, e letras maiúsculas comparam médias dos s
istemas nas quatro
camadas.
Figura 5.
CN
P12
P20
A18
MA
Média
0
4
8
12
16
0
-
5
5
-
10
10
-
20
20
-
40
Soma
Estoque de carbono orgânico total (kg m
-
2
)
Camada de solo analisada (cm)
b
c
b
a
ns
ab
b
a
ab
bc
a
c
AB
BC
BC
A
Estoques de carbono orgânico total em função dos sistemas de uso
do solo
nas camadas 0
-
5; 5
-
10; 10
-
20 e 20
-
40 cm de profundidade, em Campo
Belo do Sul, SC,
considerando a densidade do solo (Média de oito
repetições).
CN = campo nativo;
P12
=
pinus
com 12 anos de idade;
P20
=
pinus
com
20 anos de idade;
A18
= reflorestamento de araucária com 18 anos de idade e MA =
mata nativa com araucária.
Médias seguidas pela mesma letra, não diferem
significativamente pelo teste de Duncan a 5%: letras minúsculas
comparam os sistemas
dentro de cada camada, e letras maiúsculas comparam médias dos s
istemas nas quatro
camadas.
Figura 5.
CN
P12
P20
A18
MA
Média
CN
P12
P20
A18
MA
Média
24
edafoclimáticas mais próximas do ambiente aqui analisado, revelaram um acréscimo de
11,3 Mg ha
-1
de carbono no pinus em relação ao campo, quando considerada a camada de 0
a 80 cm de profundidade e um período de desenvolvimento dos povoamentos de
aproximadamente 20 anos, o que representou estoques de carbono de 21,4 e 20,3 kg m
-2
,
respectivamente.
No caso de sistemas florestais, ressalta-se que cada tonelada de biomassa de
madeira seca produzida em uma floresta acumula cerca de 500 kg de carbono (C), que
equivale a 1.500 kg de gás carbônico (CO
2
). A título de exemplo, verificou-se que a
produtividade média do Pinus taeda, na região de Cambará do Sul, no Rio Grande do Sul,
aos 28 anos de idade, foi de 911 m
3
ha
-1
, o que corresponde a um considerável
armazenamento de carbono (Mainardi et al., 1996). Em outro estudo, conduzido na região
de Curitiba, PR, verificou-se que um sistema agroflorestal com desenvolvimento de
bracatinga acumulou depois de oito anos 60,9 Mg ha
-1
de carbono na biomassa vegetal
(Feistauer et al., 2004). Neste caso, em termos de solo, manteve-se o estoque deste
elemento até a profundidade de 100 cm, quando comparado à condição de solo na fase de
implantação do sistema.
A influência do reflorestamento sobre os estoques de carbono orgânico foi
verificada em plantio de Pinus taeda com cinco anos de idade, num Cambissolo Húmico
alumínico argiloso, em Cambará do Sul, RS, totalizando 14,8 e 22,8 kg m
-2
nas camadas de
0 a 40 e 0 a 100 cm de profundidade, respectivamente (Balbinot et al., 2003). Estes valores
foram semelhantes ao observado no presente experimento (Figura 5).
Esses resultados evidenciam o potencial das áreas florestais em armazenar carbono
no solo e na fitomassa, o que seria conveniente em termos de redução do efeito estufa.
Além da contribuição da floresta para redução no aquecimento global, haveria benefícios
ecológicos adicionais, especialmente devido à proteção do solo nas bacias hidrográficas
(Fearnside, 2000).
A densidade do solo teve correlação negativa (r = -0,71, p < 0,01; Figura 6 e Tabela
2) com os teores de carbono orgânico, evidenciando variação relativamente uniforme entre
os sistemas avaliados. A densidade do solo, na média das camadas analisadas, foi superior
na mata nativa e reflorestamento de araucária em relação aos demais sistemas, atingindo
1,15 e 1,08 Mg m
-3
, respectivamente (Anexo 1). Outra variação encontrada foi aumento da
densidade do solo em profundidade, passando de 0,91 Mg m
-3
na camada de 0 a 5 cm, para
1,10 Mg m
-3
na camada subsuperficial, de 20 a 40 cm de profundidade. Ressalta-se que
25
este comportamento da densidade foi semelhante ao observado com os teores de argila
total do solo (Figura 4) e os valores observados são adequados para o desenvolvimento
radicular, considerando a classe textural do solo (Reichert et al., 2003).
Carbono orgânico (g kg
-1
)
20
30
40
50
60
Densidade do solo (Mg m
-3
)
0.7
0.8
0.9
1.0
1.1
1.2
1.3
CN
P12
P20
A18
MA
DS = 1,36 - 0,0093 C
Org.
r = -0,71 p = 0,001
Figura 6. Relação entre carbono orgânico e densidade do solo nos diferentes usos da terra
analisados (médias de oito repetições).
O fracionamento físico da matéria orgânica do solo evidenciou concentração de
carbono orgânico na fração particulada variando, na média dos tratamentos, de 47,1 g kg
-1
na camada superficial a 11,6 g kg
-1
na camada de 20 a 40 cm de profundidade. Estas
concentrações uma vez ponderadas pela proporção da fração areia em relação ao total do
solo resultaram em teores de 0,5 a 5,1 g kg
-1
(Figura 7a). Tais valores variaram em
profundidade e foram influenciados pelos tratamentos apenas na camada superficial do
solo. A pequena de variação pode ser relacionada aos baixos teores, diminuindo a
sensibilidade na comparação e aumentando a variabilidade nos resultados, que
apresentaram coeficiente de variação de 86 %.
Os maiores teores de carbono orgânico particulado ocorreram na camada superficial
do solo, o que se deve à contribuição de fragmentos vegetais em decomposição,
provenientes da serapilheira. Nesta camada o reflorestamento de pinus com 12 anos de
idade teve maior teor de carbono orgânico particulado, com 5,09 g kg
-1
, o qual não diferiu
26
da mata nativa, que totalizou 4,16 g kg
-1
. Nas demais profundidade os teores desta fração
foram inferiores a 2 g kg
-1
, sem diferença entre os tratamentos (Figura 7a). Os baixos
teores de carbono orgânico particulado neste solo são justificados pela granulometria fina
do solo, com predomínio da fração argila, em virtude do material de origem deste solo.
Tabela 2. Coeficientes de correlação de Pearson entre as variáveis analisadas, em todas as
camadas analisadas em conjunto, em Campo Belo do Sul, SC (n = 160).
eCOT
tCOP
COP
COM
pHa pHs
SMP
P K Ca Mg Al DS
COT
0,89
**
0,78
**
0,76
**
0,99
**
-0,06
ns
0,16
*
-0,10
ns
0,38
**
0,50
**
0,33
**
0,16
*
-0,24
**
-0,71
**
eCOT
0,64
**
0,60
**
0,89
**
0,07
ns
0,30
**
-0,01
ns
0,30
**
043
**
0,38
**
0,26
**
-0,30
**
-0,32
**
tCOT
0,91
**
0,72
**
0,16
*
0,20
*
0,11
ns
0,24
**
0,51
**
0,43
**
0,32
**
-0,34
**
-0,61
**
COP
0,68
**
-0,01
ns
0,07
ns
0,02
ns
0,18
*
0,34
**
0,23
**
0,12
ns
-0,15
*
-0,63
**
COM
-0,07
ns
0,17
*
-0,12
ns
0,39
**
0,50
**
0,33
**
0,15
ns
-0,24
**
-0,69
**
pHa
0,71
**
0,74
**
-0,17
*
0,32
**
0,33
**
0,40
**
-0,46
**
0,24
**
pHs
0,70
**
-0,08
ns
0,35
**
0,35
**
0,41
**
-0,53
**
0,13
ns
SMP
-0,28
**
0,27
**
0,29
**
0,35
**
-0,48
**
0,24
**
P
0,37
**
0,13
ns
0,01
ns
-0,05
ns
-0,33
**
K
0,29
**
0,47
**
-0,39
**
-0,36
**
Ca
0,56
**
-0,78
**
-0,08
ns
Mg
-0,54
**
0,09
ns
Al
-0,01
ns
COT
= teor de carbono orgânico total;
eCOT
= estoque de carbono orgânico total no solo;
tCOP
= teor de carbono
orgânico na fração particulada;
COP
= teor de carbono orgânico particulado no solo;
COM
= teor de carbono orgânico
associado aos minerais no solo;
pHa
= pH em água;
pHs
= pH em CaCl
2
;
SMP
= pH
Smp
;
P
= teor de P extraível;
K
= teor
de K trocável;
Ca
= teor de Ca trocável;
Mg
= teor de Mg trocável;
Al
= teor de Al trocável;
DS
= densidade do solo.
**
=
significativo a 1 % de significância;
*
= 5 a 1 % de significância:
ns
= não significativo a 5 % de significância.
A matéria orgânica particulada tem se mostrado sensível a alterações advindas das
práticas de manejo, sendo composta principalmente por resíduos de plantas em vários
estágios de decomposição. A quantidade de carbono orgânico neste compartimento resulta
de um balanço entre a adição de resíduos e os processos de persistência e/ou
decomposição, estes dependentes do ambiente do solo (Roscoe e Machado, 2002).
A diferença entre os teores de carbono orgânico total e particulado constitui a
fração associada aos minerais (Cambardella e Elliot, 1992), a qual representa componentes
mais estáveis e humificados. Esta fração foi maior no solo sob pinus 20 anos, com teor de
34,1 g kg
-1
, na média das camadas analisadas (Figura 7b). Esse comportamento
provavelmente seja devido à incorporação de matéria orgânica pelo sistema radicular, a
qual é protegida fisicamente pela interação com a superfície dos minerais (estabilidade
27
0
2
4
6
8
10
0-5
5-10
10-20
20-40
Média
0
10
20
30
40
50
60
0-5
5-10
10-20
20-40
Média
C
org.
particulado 2 a 0,053 mm (g kg
-
1
)
C
org.
associado minerais < 0,053 mm (g kg
-
1
)
Camada de solo analisada (cm)
A
ns
A
ab
a
ns
ns
B
C
b
D
c
bc
b
c
b
A
d
B
ab
b
b
a
a
bc
a
c
ab
c
ab
C
C
b
a
bc
b
c
D
A
B
B
AB
BC
C
ABC
CN
P12
P20
A18
MA
Média
a
b
Teores de carbono orgânico particulado do solo (a) e carbono org
ânico
associado aos minerais (b) em função dos sistemas de uso do solo
nas
camadas 0
-
5; 5
-
10; 10
-
20 e 20
-
40 cm de profundidade, em Campo Belo
do Sul, SC,
(Média de oito repetições).
CN = campo nativo;
P12
=
pinus
com 12
anos de idade;
P20
=
pinus
com 20 anos de idade;
A18
= reflorestamento de araucária
com 18 anos de idade e MA = mata nativa com araucária.
Médias seguidas pela mesma
letra, não diferem significativamente pelo teste de Duncan a 5%:
letras minúsculas
comparam os sistemas dentro de cada camada, e letras maiúsculas
comparam médias dos
sistemas nas quatro camadas.
Figura 7.
0
2
4
6
8
10
0-5
5-10
10-20
20-40
Média
0
10
20
30
40
50
60
0-5
5-10
10-20
20-40
Média
C
org.
particulado 2 a 0,053 mm (g kg
-
1
)
C
org.
associado minerais < 0,053 mm (g kg
-
1
)
Camada de solo analisada (cm)
A
ns
A
ab
a
ns
ns
B
C
b
D
c
bc
b
c
b
A
d
B
ab
b
b
a
a
bc
a
c
ab
c
ab
C
C
b
a
bc
b
c
D
A
B
B
AB
BC
C
ABC
CN
P12
P20
A18
MA
Média
a
b
Teores de carbono orgânico particulado do solo (a) e carbono org
ânico
associado aos minerais (b) em função dos sistemas de uso do solo
nas
camadas 0
-
5; 5
-
10; 10
-
20 e 20
-
40 cm de profundidade, em Campo Belo
do Sul, SC,
(Média de oito repetições).
CN = campo nativo;
P12
=
pinus
com 12
anos de idade;
P20
=
pinus
com 20 anos de idade;
A18
= reflorestamento de araucária
com 18 anos de idade e MA = mata nativa com araucária.
Médias seguidas pela mesma
letra, não diferem significativamente pelo teste de Duncan a 5%:
letras minúsculas
comparam os sistemas dentro de cada camada, e letras maiúsculas
comparam médias dos
sistemas nas quatro camadas.
Figura 7.
28
química), e ou inacessibilidade à decomposição microbiana por sua localização no interior
dos agregados (proteção física).
Normalmente a matéria orgânica associada aos minerais apresenta avançado estágio
de humificação, com ciclagem mais lenta, sendo necessário um período maior para que a
alteração advinda das formas de uso da terra tenha efeito no estoque de carbono desta
fração (Bayer et al., 2004). Segundo Meurer (2004), a interação dos compostos orgânicos
com os argilominerais preserva-os da biodegradação, contribuindo para regular a taxa de
decomposição da matéria orgânica e seu teor nos solos, constituindo a proteção física da
matéria orgânica do solo.
4.2. pH do solo e nutrientes
Os valores de pH em água variaram de 4,5 a 5,3 nos diferentes materiais analisados,
com variação entre tratamentos, mas uniforme em profundidade (Figura 8a). Os valores
mais baixos de pH em água foram constatados nos plantios de pinus (P12) e (P20) em
todas as camadas, com valores de 4,8 e 4,5 na média das camadas, respectivamente. Os
valores mais altos ocorreram nos sistemas (A18) e (CN) em todas as camadas analisadas.
No caso do reflorestamento de araucária, o pH do solo foi influenciado pela calagem
efetuada em 1980, quando da implantação da pastagem de festuca na área.
Para o pH em CaCl
2
, ocorreu comportamento semelhante ao pH em água, onde os
menores valores ocorreram no plantio de pinus com 20 anos de idade em todas as camadas.
Para os demais sistemas não houve diferença significativa de pH (Figura 8b).
O pH em SMP, utilizado como uma forma de estimativa da acidez potencial do
solo, teve resposta semelhante ao pH em água e sal, entretanto, diferenciou os plantios de
pinus (Figura 9a). Neste caso, os menores valores do índice de SMP observados em todas
as camadas foram obtidos no reflorestamento com 20 anos de idade, quando comparados
ao plantio mais jovem (P12), com valores de 5,1 e 5,5 na média das camadas,
respectivamente.
Os teores de Al trocável atingiram valores de 3,6 a 9,9 cmol
c
dm
-3
(Figura 9b) e
podem ser considerados altos para todos os sistemas avaliados e todas as camadas
(SOCIEDADE, 2004). O sistema que apresentou maiores teores de Al trocável foi o
reflorestamento de pinus (P20) em todas as camadas, justificado pelos baixos valores de
pH, facilitando a solubilização do Al trocável no solo. Os menores valores foram
29
pH em água
pH em CaCl
2
Camada de solo analisada (cm)
3
4
5
6
7
0-5
5-10
10-20
20-40
Média
3
4
5
6
7
0-5
5-10
10-20
20-40
Média
CN
P12
P20
A18
MA
Média
a
a
a
a
a
b
a
a
b
b
b
b
b
c
c
c
c
d
d
d
ns
ns
ns
ns
B
C
B
A
A
a
a
a
a
a
a
a
a
a
a
a
a
b
b
b
ab
b
ab
ab
b
A
A
A
B
A
A
B
B
B
a
b
Valores de pH em água (a) e pH em
CaCl
2
(b) em função dos sistemas de
uso do solo nas camadas 0
-
5; 5
-
10; 10
-
20 e 20
-
40 cm de profundidade, em
Campo Belo do Sul, SC,
(Média de oito repetições).
CN = campo nativo;
P12
=
pinus
com 12 anos de idade;
P20
=
pinus
com 20 anos de idade;
A18
= reflorestamento
de araucária com 18 anos de idade e MA = mata nativa com araucár
ia.
Médias seguidas
pela mesma letra, não diferem significativamente pelo teste de D
uncan a 5%: letras minúsculas
comparam os sistemas dentro de cada camada, e letras maiúsculas
comparam médias dos sistemas
nas quatro camadas.
Figura 8.
pH em água
pH em CaCl
2
Camada de solo analisada (cm)
3
4
5
6
7
0-5
5-10
10-20
20-40
Média
3
4
5
6
7
0-5
5-10
10-20
20-40
Média
CN
P12
P20
A18
MA
Média
a
a
a
a
a
b
a
a
b
b
b
b
b
c
c
c
c
d
d
d
ns
ns
ns
ns
B
C
B
A
A
a
a
a
a
a
a
a
a
a
a
a
a
b
b
b
ab
b
ab
ab
b
A
A
A
B
A
A
B
B
B
a
b
Valores de pH em água (a) e pH em
CaCl
2
(b) em função dos sistemas de
uso do solo nas camadas 0
-
5; 5
-
10; 10
-
20 e 20
-
40 cm de profundidade, em
Campo Belo do Sul, SC,
(Média de oito repetições).
CN = campo nativo;
P12
=
pinus
com 12 anos de idade;
P20
=
pinus
com 20 anos de idade;
A18
= reflorestamento
de araucária com 18 anos de idade e MA = mata nativa com araucár
ia.
Médias seguidas
pela mesma letra, não diferem significativamente pelo teste de D
uncan a 5%: letras minúsculas
comparam os sistemas dentro de cada camada, e letras maiúsculas
comparam médias dos sistemas
nas quatro camadas.
Figura 8.
30
observados no solo sob mata nativa, que teve 6,8 cmol
c
dm
-3
de Al na média das camadas
analisadas.
Os maiores teores de Al trocável foram constatados em subsuperfície, diminuindo
em direção à camada superficial do solo, o que poderia estar ligado ao efeito da matéria
orgânica complexando parte deste elemento e reduzindo sua extração pela solução de KCl,
o que, entretanto, se confirmou apenas parcialmente pela análise de correlação entre Al e
C
Org.
(r = -0,24**, Tabela 2).
A maior acidez do solo constatada sob cultivo de pinus no Nitossolo estudado é
discordante dos resultados apresentados por Silva (1988), que relata alterações edáficas
provocadas por essências florestais, entre elas Pinus caribaea var. hondurensis, num
ecossistema de tabuleiro, num Latossolo argilo arenoso, na região Sul da Bahia. Neste caso
o pH do solo não foi alterado em relação à área de mata nativa. Por outro lado, num estudo
desenvolvido numLatossolo argiloso da região de Uberlândia verificou-se que o cultivo de
Pinus caribaea com 20 anos de idade ocasionou diminuição no pH da solução do solo na
camada de 0,15 a 1,2 m de profundidade, sendo 0,2 a 0,6 unidade menor no pinus em
relação ao solo sob cerrado, muito embora não tenha havido modificação significativa no
pH do solo nestas duas áreas (Lilienfein et al., 2000). Este comportamento pode ser
relacionado ao acúmulo de matéria orgânica na forma de serapilheira sobre o solo,
liberando ácidos orgânicos durante a decomposição, o que promove lixiviação de cátions
da camada superficial, especialmente em solos com baixo tamponamento de pH. Neste
caso, a diminuição no pH na solução do solo esteve relacionada com os maiores teores de
Mn e Al na solução do solo proveniente do pinus.
A acidificação do solo decorrente do crescimento da floresta está normalmente
relacionada com a lixiviação de bases ou pela absorção desses elementos pelas árvores,
causando maiores modificações em solos intemperizados e pobres em nutrientes. Outro
aspecto importante é a acidez relacionada à composição da serapilheira, que varia entre as
espécies, sendo normalmente observado maior valor de pH em água para biomassa de
plantas decíduas que coníferas (Alexander e Cresse, 1995).
Dessa forma, o efeito do pinus sobre o solo implicaria em gastos adicionais com
correção da acidez do solo, quando se pretende utilizar posteriormente essas áreas para fins
agrícolas. Por outro lado, a maior necessidade de calagem pode ser compensada pelo
acúmulo de matéria orgânica na camada superficial do solo, que melhora sua fertilidade,
como observado para os teores de N, P, e S por Lilienfein et al. (2001).
31
0
2
4
6
8
10
12
14
0-5
5-10
10-20
20-40
Média
CN
P12
P20
A18
MA
Média
Alumínio trocável (
cmol
c
dm
-
3
)
Camada de solo analisada (cm)
3
4
5
6
7
0-5
5-10
10-20
20-40
Média
a
a
a
a
a
a
a
a
a
b
a
b
b
b
ab
c
b
c
A
c
c
A
AB
B
C
ns
ns
ns
ns
a
b
ab
b
c
C
b
b
b
b
a
B
c
pH SMP
b
b
A
c
a
a
a
b
A
A
B
B
B
C
a
b
Valores de pH SMP (a) e alumínio trocável (b) em função dos sist
emas
de uso do solo nas camadas 0
-
5; 5
-
10; 10
-
20 e 20
-
40 cm de
profundidade, em Campo Belo do Sul, SC,
(Média de oito repetições).
CN = campo nativo;
P12
=
pinus
com 12 anos de idade;
P20
=
pinus
com 20 anos de
idade;
A18
= reflorestamento de araucária com 18 anos de idade e MA = mata
nativa
com araucária.
Médias seguidas pela mesma letra, não diferem significativamente
pelo
teste de Duncan a 5%: letras
minúsculas comparam os sistemas dentro de cada camada, e
letras maiúsculas comparam médias dos sistemas nas quatro camada
s.
Figura 9.
0
2
4
6
8
10
12
14
0-5
5-10
10-20
20-40
Média
CN
P12
P20
A18
MA
Média
Alumínio trocável (
cmol
c
dm
-
3
)
Camada de solo analisada (cm)
3
4
5
6
7
0-5
5-10
10-20
20-40
Média
a
a
a
a
a
a
a
a
a
b
a
b
b
b
ab
c
b
c
A
c
c
A
AB
B
C
ns
ns
ns
ns
a
b
ab
b
c
C
b
b
b
b
a
B
c
pH SMP
b
b
A
c
a
a
a
b
A
A
B
B
B
C
a
b
Valores de pH SMP (a) e alumínio trocável (b) em função dos sist
emas
de uso do solo nas camadas 0
-
5; 5
-
10; 10
-
20 e 20
-
40 cm de
profundidade, em Campo Belo do Sul, SC,
(Média de oito repetições).
CN = campo nativo;
P12
=
pinus
com 12 anos de idade;
P20
=
pinus
com 20 anos de
idade;
A18
= reflorestamento de araucária com 18 anos de idade e MA = mata
nativa
com araucária.
Médias seguidas pela mesma letra, não diferem significativamente
pelo
teste de Duncan a 5%: letras
minúsculas comparam os sistemas dentro de cada camada, e
letras maiúsculas comparam médias dos sistemas nas quatro camada
s.
Figura 9.
32
O fósforo extraível do solo apresentou variação de 0,3 a 11,2 mg dm
-3
com efeito
dos tratamentos e diminuição em profundidade no solo, passando de 7,5 mg dm
-3
na média
dos tratamentos na camada superficial, para 3,1 mg dm
-3
na camada de 20 a 40 cm de
profundidade (Figura 10a). Esta variação pode ser relacionada com a ciclagem deste
elemento pela matéria orgânica do solo, muito embora o coeficiente de correlação entre P e
C
Org.
tenha sido baixo (r = 0,38, p < 0,01, Tabela 2). Os maiores teores deste elemento
foram observados na camada de 0 a 5 cm de profundidade, no solo sob pinus com 20 anos
de idade (P20) e no campo nativo. Na média das profundidades, os maiores teores de
fósforo no solo também foram constatados no P20.
A absorção de fósforo pelo pinus está relacionada à presença e atividade de fungos
micorrízicos, que modificam a conformação do sistema radicular e a habilidade da planta
em aproveitar este elemento presente normalmente em baixos teores no solo. As diferenças
entre sistemas observadas em relação aos teores de P no solo, possivelmente foram
influenciadas pela idade e diversidade da vegetação, acarretando em variação na atividade
micorrízica e nos teores absorvidos pela planta.
Os teores de potássio trocável do solo foram influenciados pelos sistemas de uso da
terra e variaram em profundidade. A maior concentração deste elemento na média das
profundidades foi verificada no solo sob campo nativo chegando a 0,15 cmol
c
dm
-3
,
enquanto o menor teor médio correspondeu ao solo sob pinus com 12 anos de idade, com
0,052 cmol
c
dm
-3
(Figura 10b). Os teores de K foram bem mais elevados na camada
superficial do solo, decrescendo em profundidade, apontando para contribuição da
liberação da fitomassa, especialmente no caso do campo nativo, em que se realiza uma
roçada anual para controle da altura das plantas.
O maior teor deste elemento no solo sob campo nativo possivelmente se relaciona
com a sua alta mobilidade e facilidade de lavagem nos tecidos vegetais, sendo facilmente
lixiviado, o que ocorreria após a roçada da fitomassa e sua permanência sobre o solo. Isto
foi evidenciado por Koehler et al. (1987), que demonstraram teores deste elemento 80 %
menores nas acículas de Araucaria angustifolia que faziam parte da serapilheira sobre o
solo em relação às acículas verdes. Além disso, teores pronunciados de K em solo sob
vegetação de gramíneas foram reportados por Cóser et al. (1990), trabalhando com
diferentes coberturas arbóreas e com capim gordura num Latossolo Vermelho Amarelo
33
0
2
4
6
8
10
12
0
-
5
5
-
10
10
-
20
20
-
40
Média
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0
-
5
5
-
10
10
-
20
20
-
40
Média
CN
P12
P20
A18
MA
Média
Fósforo ( mg dm
-
3
)
Potássio (
cmol
c
dm
-
3
)
Camada de solo analisada (cm)
a
b
b
b
a
A
B
a
bc
b
c
bc
C
ab
ab
a
b
ab
bc
a
c
b
B
C
bc
B
A
C
B
c
c
b
b
a
A
b
b
bc
c
a
B
b
a
b
b
a
C
a
a
b
a
b
D
A
C
B
B
B
Teores de Fósforo (a) e Potássio (b) submetidos a diferentes uso
s do
solo, nas camadas 0
-
5; 5
-
10; 10
-
20 e 20
-
40 cm de profundidade, em
Campo Belo do Sul, SC, (Média de oito repetições).
CN = campo
nativo;
P12
=
pinus
com 12 anos de idade;
P20
=
pinus
com 20 anos de idade;
A18
= reflorestamento de araucária com 18 anos de idade e MA = mata
nativa com
araucária. Médias seguidas pela mesma letra, não diferem signifi
cativamente pelo
teste de Duncan a 5%: letras minúsculas comparam camadas dentro
de cada
sistema, e letras maiúsculas comparam média dos sistemas nas qua
tro camadas).
Figura 10.
a
b
0
2
4
6
8
10
12
0
-
5
5
-
10
10
-
20
20
-
40
Média
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0
-
5
5
-
10
10
-
20
20
-
40
Média
CN
P12
P20
A18
MA
Média
Fósforo ( mg dm
-
3
)
Potássio (
cmol
c
dm
-
3
)
Camada de solo analisada (cm)
a
b
b
b
a
A
B
a
bc
b
c
bc
C
ab
ab
a
b
ab
bc
a
c
b
B
C
bc
B
A
C
B
c
c
b
b
a
A
b
b
bc
c
a
B
b
a
b
b
a
C
a
a
b
a
b
D
A
C
B
B
B
Teores de Fósforo (a) e Potássio (b) submetidos a diferentes uso
s do
solo, nas camadas 0
-
5; 5
-
10; 10
-
20 e 20
-
40 cm de profundidade, em
Campo Belo do Sul, SC, (Média de oito repetições).
CN = campo
nativo;
P12
=
pinus
com 12 anos de idade;
P20
=
pinus
com 20 anos de idade;
A18
= reflorestamento de araucária com 18 anos de idade e MA = mata
nativa com
araucária. Médias seguidas pela mesma letra, não diferem signifi
cativamente pelo
teste de Duncan a 5%: letras minúsculas comparam camadas dentro
de cada
sistema, e letras maiúsculas comparam média dos sistemas nas qua
tro camadas).
Figura 10.
a
b
34
argiloso, da região de Viçosa, MG. Neste caso, os maiores teores de K no solo com
vegetação de campo foram atribuídos à absorção preferencial de cátions monovalentes
pelas gramíneas.
A interdependência entre teores de potássio e os constituintes orgânicos nos solos
estudados foi evidenciado pelo coeficiente de correlação entre K e C
Org.
de 0,50 (p < 0,01,
Tabela 2). Salienta-se também a contribuição dos colóides orgânicos para aumentar a
quantidade de cargas negativas do solo, o que alteraria sua distribuição no perfil e evitaria
perdas por lixiviação (Coleman et al., 1989).
Os teores de cálcio no solo variaram de 0,1 a 5,4 cmol
c
dm
-3
, com alteração em
função dos tratamentos e dependência da profundidade de amostragem (Figura 11a). Os
solos sob reflorestamento de araucária e mata nativa apresentaram maiores teores deste
elemento em todas as camadas, com valor médio de 1,93 e 1,04 cmol
c
dm
-3
,
respectivamente, passando para 0,28 cmol
c
dm
-3
no pinus com 12 anos de idade. A
concentração de Ca diminuiu em profundidade no solo.
Para magnésio, os teores no solo foram em média mais altos sob reflorestamento de
araucária, com 0,83 cmol
c
dm
-3
(Figura 11b). A variação da concentração deste elemento
em profundidade não foi evidente para o solo sob cultivo de pinus, decrescendo em direção
à subsuperfície nos demais sistemas. Os teores de Mg e Ca no solo sob reflorestamento de
araucária tiveram influência da calagem efetuada na ocasião da sua implantação.
Em geral os teores de nutrientes adicionados ao solo em áreas florestais estão
relacionados à ciclagem biológica, que é variável entre as espécies arbóreas (Gama
Rodrigues et al., 1999), e depende da profundidade do sistema radicular, da sua habilidade
em absorver nutrientes e disponibilidade no subsolo. As variações entre as quantidades de
nutrientes no solo, como observadas nas áreas analisadas, podem estar ligadas ao aporte
pela vegetação, assim como aspectos de imobilização, relacionados à velocidade de
decomposição da serapilheira.
Esse comportamento diferenciado das espécies florestais na absorção de nutrientes
e seu conseqüente efeito sobre os teores no solo foram relatados por Vezzani et al. (2001),
que observaram teores mais baixos de K, Ca e Mg na camada de 0 a 10 cm de
profundidade de um Argissolo Vermelho Amarelo, da Depressão Central do Rio Grande
do Sul, quatro anos após monocultivo de eucalipto, em relação ao cultivo consorciado e
solteiro de acácia negra. Em outro estudo, Bastide e Van Goor (1970), avaliando a
35
0
0.4
0.8
1.2
1.6
2
0-5
5-10
10-20
20-40
Média
CN
P12
P20
A18
MA
Média
0
1
2
3
4
5
6
0-5
5-10
10-20
20-40
Média
a
a
b
c
A
b
c
b
a
B
b
C
A
A
A
B
C
c
a
bc
bc
b
C
ns
Magnésio (
cmol
c
dm
-
3
)
b
c
cd
a
A
b
bc
C
ab
a
B
a
b
ab
b
C
A
b
ab
a
B
Cálcio (
cmol
c
dm
-
3
)
d
c
ab
C
Camada de solo analisada (cm)
Teores de Cálcio (a) e Magnésio (b) em diferentes usos do solo,
nas
camadas de 0
-
5; 5
-
10; 10
-
20 e 20
-
40 cm de profundidade, em Campo
Belo do Sul, SC, (Média de oito repetições).
CN = campo nativo;
P12
=
pinus
com 12 anos de idade;
P20
=
pinus
com 20 anos de idade;
A18
=
reflorestamento de araucária com 18 anos de idade e MA = mata na
tiva com
araucária. Médias seguidas pela mesma letra, não diferem signifi
cativamente pelo
teste de Duncan a 5%: letras minúsculas comparam camadas dentro
de cada
sistema, e letras maiúsculas comparam média dos sistemas nas qua
tro camadas).
Figura 11.
a
b
AB
0
0.4
0.8
1.2
1.6
2
0-5
5-10
10-20
20-40
Média
CN
P12
P20
A18
MA
Média
0
1
2
3
4
5
6
0-5
5-10
10-20
20-40
Média
a
a
b
c
A
b
c
b
a
B
b
C
A
A
A
B
C
c
a
bc
bc
b
C
ns
Magnésio (
cmol
c
dm
-
3
)
b
c
cd
a
A
b
bc
C
ab
a
B
a
b
ab
b
C
A
b
ab
a
B
Cálcio (
cmol
c
dm
-
3
)
d
c
ab
C
Camada de solo analisada (cm)
Teores de Cálcio (a) e Magnésio (b) em diferentes usos do solo,
nas
camadas de 0
-
5; 5
-
10; 10
-
20 e 20
-
40 cm de profundidade, em Campo
Belo do Sul, SC, (Média de oito repetições).
CN = campo nativo;
P12
=
pinus
com 12 anos de idade;
P20
=
pinus
com 20 anos de idade;
A18
=
reflorestamento de araucária com 18 anos de idade e MA = mata na
tiva com
araucária. Médias seguidas pela mesma letra, não diferem signifi
cativamente pelo
teste de Duncan a 5%: letras minúsculas comparam camadas dentro
de cada
sistema, e letras maiúsculas comparam média dos sistemas nas qua
tro camadas).
Figura 11.
a
b
AB
36
concentração de nutrientes em acículas de Araucaria angustifolia e Pinus elliottii,
encontraram menores teores em pinus, com maiores diferenças para Ca, Mg, K e P, o que
esteve relacionado com o maior tempo de permanência das acículas desta espécie sobre o
solo. Valeri et al. (1989), avaliando teores de nutrientes em povoamentos de Pinus taeda
na região de Telêmaco Borba, PR, encontraram as seguintes concentrações médias de
nutrientes (g kg
-1
de matéria seca) em acículas para árvores com 7, 10 e 14 anos: 18,2 de
N; 1,2 de P; 5,1 de K; 2,0 de Ca e 0,9 de Mg.
As relações entre os sistemas florestais e a composição química do solo
anteriormente apresentadas são em grande parte corroboradas por Silva Júnior et al.
(1987), que avaliaram duas espécies arbóreas folhosas e Pinus elliotti num Latossolo
Vermelho Amarelo, de Viçosa, MG, na camada de 0 a 20 cm de profundidade, 19 anos
após o plantio das árvores. Neste caso, constatou-se maior retorno de nutrientes ao solo por
unidade de peso de matéria seca nas parcelas com folhosas em relação à conífera. Além
disso, os teores de Ca e Mg no solo sob as folhosas foram cinco vezes mais elevados que
no solo sob o pinus, concordando, porém em menor magnitude, com o apresentado nas
Figuras 11a e 11b, respectivamente. Outra evidência interessante foi o maior teor de Al e o
menor de K no solo sob pinus em relação às demais plantas, à semelhança do encontrado e
apresentado nas Figuras 9b e 10b, respectivamente. Esses autores justificaram tais
resultados em função da absorção diferenciada de nutrientes pelas árvores, além de
variações quanto à lixiviação e velocidade de decomposição da serapilheira.
Em termos de liberação de nutrientes ao solo pela ciclagem pela biomassa da
serapilheira, torna-se importante conhecer, além das quantidades acumuladas e
anteriormente discutidas, a fenologia de deposição, a qual é dependente, sobretudo dos
aspectos climáticos do ambiente. No caso da avaliação do acúmulo de serapilheira num
plantio de Araucaria angustifolia no município de Lapa, PR, constatou-se que os períodos
com maior queda ocorreram nos meses de dezembro e maio (Koehler et al., 1987).
Além dessas relações entre nutrientes na vegetação e no solo, é importante
considerar variações nas concentrações de elementos nos diferentes compartimentos da
planta, especialmente em relação às áreas florestais submetidas à exploração. A remoção
de nutrientes que ocorre junto aos produtos florestais é dependente ainda da espécie, idade
de corte, densidade de árvores e biomassa total produzida (Valeri et al., 1989). Os teores de
nutrientes decrescem das folhas para galhos, casca e madeira (Silva Júnior et al., 1987).
Neste aspecto, quando se pensa na sustentabilidade do sistema florestal deve-se deixar no
37
povoamento o máximo de resíduos florestais, uma vez que a redução na biomassa colhida
é proporcionalmente, bem menor do que a quantidade de nutrientes que permanece na área
(Barros e Comerford, 2002). Destaca-se que além dos nutrientes, a permanência dos
resíduos na área representa o retorno da matéria orgânica para o solo.
Ressalta-se assim, a preocupação em virtude da tendência de maior extração de
nutrientes em função de se aproveitar os resíduos da floresta para produção de energia,
como observado na região de Lages, o que implicaria em cuidado adicional no
planejamento das práticas de manejo em termos de garantia das condições de fertilidade do
solo nas rotações subseqüentes, especialmente em solos dessaturados e com baixa reserva
de nutrientes. Além do menor desenvolvimento vegetal, a deficiência nutricional seria um
ponto a restringir o acúmulo de matéria orgânica no solo (Tate e Salcedo, 1988).
5. CONCLUSÕES
Os reflorestamentos de pinus e araucária mostram-se eficientes no armazenamento
de C orgânico no solo, mantendo os estoques deste elemento na camada superficial do solo
(0-40 cm) em níveis equivalentes aos ambientes naturais de mata e campo;
A acidez do solo, assim como os teores de Al trocável, foram em geral maiores nas
áreas de campo nativo e nos reflorestamentos de pinus, em relação à mata nativa. No
reflorestamento de araucária a calagem utilizada antes da implantação da floresta reduziu a
acidez do solo;
Os teores de fósforo e potássio extraível e de cálcio e magnésio trocáveis do solo
foram baixos a médios nesses solos, com variações entre os tratamentos, e decréscimo em
profundidade.
O uso do solo em áreas florestais influenciou a dinâmica da matéria orgânica e o
comportamento químico do solo, especialmente na camada superficial, o que pode ser
relacionado com a absorção de nutrientes pelas plantas e com a deposição de serapilheira.
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ANEXO 1 – Resultados analíticos obtidos
Trat
Prof
Rep
COT
eCOT
tCOP
COP
COM
pHa pHs
SMP
P K Ca Mg Al
CN 0-5 1
53,30
43,93
57,65
4,35
48,95
5,30
4,11
5,67
3,61
0,574
1,92
1,54
5,25
CN 0-5 2
52,23
50,02
54,90
4,09
48,14
4,94
4,15
5,84
2,90
0,397
2,04
1,90
5,50
CN 0-5 3
44,36
41,71
39,80
2,60
41,76
5,08
4,20
5,82
12,41
0,433
2,16
1,72
3,63
CN 0-5 4
52,23
47,98
42,91
1,64
50,59
5,23
4,90
5,78
13,07
0,369
1,08
1,19
5,63
CN 0-5 5
45,87
43,57
49,74
3,05
42,82
4,99
4,09
5,66
3,93
0,241
1,32
0,89
6,63
CN 0-5 6
47,55
45,83
31,50
1,67
45,88
5,27
4,10
5,56
11,25
0,256
1,20
0,89
7,38
CN 0-5 7
53,03
43,11
90,12
6,04
46,99
5,05
4,18
5,75
16,10
0,513
1,68
1,60
5,50
CN 0-5 8
49,58
40,98
47,22
4,04
45,54
5,11
4,08
5,74
8,58
0,413
1,56
1,66
6,00
CN 5-10 1
37,65
38,30
24,87
1,51
36,14
5,13
4,10
5,72
2,98
0,177
0,84
0,24
7,63
CN 5-10 2
39,51
33,60
38,68
2,04
37,47
4,95
3,96
5,68
1,29
0,256
0,84
0,06
7,63
CN 5-10 3
32,52
35,59
20,87
1,13
31,40
5,17
4,07
5,66
11,04
0,136
0,72
0,18
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46
Continuação
Trat
Prof
Rep
COT
eCOT
tCOP
COP
COM
pHa pHs
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P20
10-20
6
37,23
37,85
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4,62
3,88
5,10
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10,50
P20
10-20
7
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3,93
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0,47
10,25
P20
10-20
8
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18,00
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3,88
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0,36
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P20
20-40
1
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12,32
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29,18
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3,83
4,84
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0,12
0,41
11,13
P20
20-40
2
29,43
31,44
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0,33
29,10
4,56
3,89
5,02
7,59
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0,24
0,24
10,50
P20
20-40
3
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0,36
9,25
P20
20-40
4
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28,02
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3,90
4,99
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P20
20-40
5
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P20
20-40
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P20
20-40
7
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0,24
9,50
P20
20-40
8
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36,21
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10,00
A18 0-5 1
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A18 0-5 2
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A18 0-5 4
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A18 0-5 5
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A18 0-5 6
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1,01
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A18 0-5 7
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A18 5-10 1
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A18 5-10 2
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1,60
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A18 5-10 4
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5,50
A18 5-10 5
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5,22
4,23
5,76
2,07
0,090
3,72
0,41
2,75
47
Continuação
Trat
Prof
Rep
COT
eCOT
tCOP
COP
COM
pHa pHs
SMP
P K Ca Mg Al
A18 5-10 6
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34,75
32,45
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4,04
5,40
1,61
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1,84
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A18 5-10 7
35,80
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1,75
34,05
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5,54
3,20
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3,96
1,90
3,00
A18 5-10 8
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1,52
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5,30
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A18
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1,40
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0,71
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A18
10-20
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A18
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A18
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A18
10-20
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A18
10-20
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A18
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A18
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A18
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A18
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A18
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A18
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A18
20-40
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MA 0-5 1
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MA 0-5 2
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MA 0-5 3
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3,13
MA 0-5 4
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MA 0-5 5
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MA 0-5 7
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MA 0-5 8
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4,88
MA 5-10 1
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MA 5-10 2
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MA 5-10 3
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MA 5-10 4
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10,00
MA 5-10 5
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MA 5-10 6
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MA 5-10 7
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MA 5-10 8
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MA
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MA
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MA
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MA
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MA
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MA
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MA
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MA
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MA
20-40
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MA
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MA
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MA
20-40
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8,63
MA
20-40
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2,02
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MA
20-40
6
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5,50
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MA
20-40
7
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5,82
0,54
0,054
0,60
1,07
8,00
MA
20-40
8
25,89
30,03
10,43
0,94
24,95
4,71
3,90
5,42
7,12
0,074
0,48
0,24
8,63
Trat
= tratamento;
Prof
= profundidade;
Rep
= repetição;
COT
= teor de carbono orgânico total;
eCOT
= estoque de
carbono orgânico total no solo;
tCOP
= teor de carbono orgânico na fração particulada;
COP
= teor de carbono orgânico
particulado no solo;
COM
= teor de carbono orgânico associado aos minerais no solo;
pHa
= pH em água;
pHs
= pH em
CaCl
2
;
SMP
= pH
Smp
;
P
= teor de P extraível;
K
= teor de K trocável;
Ca
= teor de Ca trocável;
Mg
= teor de Mg
trocável;
Al
= teor de Al trocável;
DS
= densidade do solo.
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