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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA
CENTRO DE CIÊNCIAS RURAIS
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA FLORESTAL
ESTOQUE DE CARBONO EM POPULAÇÕES DE
Eucalyptus sp. IMPLANTADAS EM CAMPO NATIVO
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO
Charlote Wink
Santa Maria, RS, Brasil
2009
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ESTOQUE DE CARBONO EM POPULAÇÕES DE Eucalyptus
sp. IMPLANTADAS EM CAMPO NATIVO
por
Charlote Wink
Dissertação apresentada ao Curso de Mestrado do Programa de Pós-
Graduação em Engenharia Florestal, Área de Concentração em
Silvicultura, da Universidade Federal de Santa Maria (UFSM),
como requisito parcial para obtenção do grau de
Mestre em Engenharia Florestal
Orientador: Prof. Ph.D. Dalvan José Reinert
Santa Maria, RS, Brasil
2009
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© 2009
Todos os direitos autorais reservados a Charlote Wink. A reprodução de partes ou do todo
deste trabalho só poderá ser com autorização por escrito do autor.
Endereço: Av. Roraima, Programa de Pós-graduação em Engenharia Florestal, prédio 44,
sala 5317. Bairro Camobi, Santa Maria, RS, 97105-900.
Fone: (0xx) 55 9984-6261 - E-mail: charlotewink@yahoo.com.br
Universidade Federal de Santa Maria
Centro de Ciências Rurais
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Florestal
A Comissão Examinadora, abaixo assinada,
aprova a Dissertação de Mestrado
ESTOQUE DE CARBONO EM POPULAÇÕES DE Eucalyptus sp.
IMPLANTADAS EM CAMPO NATIVO
elaborada por
Charlote Wink
Como requisito parcial para obtenção do grau de
Mestre em Engenharia Florestal
COMISSÃO EXAMINADORA:
Dalvan José Reinert, Ph.D.
Presidente/Orientador (UFSM)
Paulo Renato Schneider, Dr. (UFSM)
Celso Aita, Dr. (UFSM)
Santa Maria, 03 de março de 2009.
D
EDICATÓRIA
Acreditamos muitas vezes que o caminho é difícil,
que por nossas limitações ou forças não somos
capazes de conquistar muito além do que chamamos
de sonho, mas quando acreditamos que esta força
está em nosso coração repleta de amor e esperança
conseguimos nos desvencilhar de tudo e em
então voar cada vez mais alto, sentindo a liberdade,
a leveza, voltando a ser criança e com a certeza
que o dever foi cumprido da melhor maneira possível.
Ao meu pai L
OTÁRIO
, minha mãe H
ERMINE
,
meu irmão M
ARLON
e minha irmã B
ETINA
que compartilharam todos os momentos
Dedico...
A
GRADECIMENTOS
A Deus,
meu refúgio e minha luz, na sua ausência não poderia chegar onde já cheguei.
Ao meu cunhado
Ibraim
e a minha cunhada
Carine
pela torcida de boa sorte
.
À
Marisa, Alana, Jeane, Carol
e
Camila
por acreditarem e torcerem que a realização esta além
do meu sonho.
Ao orientador, Prof.
Dalvan
que incentivou a realização deste trabalho, porque soube
pacientemente confiar, orientar e guiar, além do exemplo de profissionalismo. Em especial a sua esposa,
Ângela,
pela amizade, incentivo e o apoio.
À banca examinadora, o Prof.
Paulo Renato Schneider
e Prof.
Celso Aita
pela experiente
contribuição na melhoria deste trabalho.
À amiga
Josita, “Jô”,
amigas incodicionais e eternas que o tempo, a distância e as
circunstâncias não apagam de nossas vidas, muito obrigada por sua amizade.
Aos amigos(as)
Miriam, Maurício, Fabiano, Leandro, Paulo, Neiva, Suzana, Marcelo
e
Luciano:
vocês são co-autores desta obra e este resultado é uma parte de cada um de vocês. Aos amigos
e colegas do Laboratório de Física do Solo pela ajuda, pelo companheirismo e pela amizade.
Aos amigos,
Ricardo
e
Alexandre
pela ajuda nos trabalhos de fracionamento físico e
geoprocessamento e é claro pela amizade. Gratificante é ter recebido a ajuda de vocês
.
Aos amigos(as)
Marta, Micheli, Isabel, Ângela, Nádia, Jucieli, Catize & família,
Fernanda, Francisca, Eliziane, Elzira e família, Kênia, Claudinha, Betina, Patrícia, Marco e
família, Luis, Delmar, Gilvano, Gerônimo
e ao Prof.
Bruno Reissmann,
não importa a distância o
que importa é os momentos que ficarão na lembrança, o companheirismo a confiança e a amizade
incondicionável construída.
Aos amigos do Laboratório da Química e Fertilidade dos Solos,
César, Marcelo, Alcione,
Diego
e
Luis Francisco Finamor
pela ajuda, bem como aos Profs.
Celso Aita
e
Sandro Giacomini
pelos ensinamentos sobre carbono no solo.
Ao colega, Engenheiro Florestal,
Ivanor Muller, pela ajuda e pelas discussões.
Ao amigo
Jorge
e à amiga
Gel,
obrigada por serem sempre magníficas pessoas.
Às amigas
Ana Paula, Márcia
e
Liane:
a amizade, a presença, as conversas e a transmissão de
experiências foram construtivas e decisivas.
Aos amigos da UFRGS,
Gustavo, Fabíola, Elisandra
e o Prof.
João Mielniczuk pelas dicas e
transmissão de conhecimento no estudo investigativo do carbono no solo.
Ao
Humberto Queiroz
pelas conversas, discussões e pela grande amizade.
À
CAPES
pelo apoio financeiro e pela disponibilidade do Portal Capes.
Ao
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Florestal,
pela oportunidade, em especial a
secretária Cerlene pela amizade e prestatividade.
À
Fepagro Florestas
por disponibilizar o espaço físico para a realização desta pesquisa, em
especial ao
Fábio, Plínio
e
Paulo
pela sempre disposição em ajudar.
Aos funcionários da Secretaria do
Centro de Ciências Rurais,
em especial a
Nilva
e ao amigo
Prof.
Zanella.
Deixo a todos aqueles que não foram mencionados, mas que de uma forma ou outra
estiverem presentes nesta etapa importante, que me deram o apoio, o sorriso, o ombro, que
torceram e acima de tudo acreditaram em mim levem consigo o meu carinho, minha gratidão e,
de coração gaúcha, o meu...
Muito Obrigada!
RESUMO
Dissertação de Mestrado
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Florestal
Universidade Federal de Santa Maria
ESTOQUE DE CARBONO EM POPULAÇÕES DE Eucalyptus sp. IMPLANTADAS
EM CAMPO NATIVO
A
UTORA
:
C
HARLOTE
W
INK
O
RIENTADOR
:
D
ALVAN
J
OSÉ
R
EINERT
D
ATA E
L
OCAL DA
D
EFESA
:
S
ANTA
M
ARIA
,
03
DE MARÇO DE
2009.
O cultivo planejado e consciente do solo com a manutenção do resíduo em
superfície e o crescimento equilibrado da vegetação pode amenizar a emissão de
carbono (C) para a atmosfera. O objetivo do estudo é conhecer o efeito das florestas
de eucalipto aos 20, 44, 240 meses de idade e do campo nativo no estoque de C em
Argissolo Distrófico arênico, em Santa Maria, Rio Grande do Sul. A produção
florestal foi determinada pela cubagem rigorosa por meio do método de Smalian de
árvores-amostras selecionadas a partir do lculo do desvio padrão do diâmetro a
altura do peito, obtidos por inventário florestal. A estimativa do C na biomassa
arbórea foi determinada por pesagem da massa seca dos componentes folhas,
galhos, madeira e casca das árvores-amostra, transformados considerando um fator
de 0,45. O C presente na serapilheira das florestas, na vegetação de campo, no
solo, em seis camadas distribuídas em profundidades no perfil e nas frações da
matéria orgânica particulada e associada a minerais foram determinadas por meio
de autoanalisador CHNS. As demais propriedades físicas do solo, como a
porosidade total, macro e microporosidade, densidade de partícula e a textura do
solo foram também relacionadas ao efeito das florestas de eucalipto. A
caracterização química do solo também foi realizada. Posteriori a análise de
distribuição normal dos dados bem como da homogeneidade de variância, cada
variável foi submetida a análise de variância e comparação de médias pelo Teste de
Tukey, a 5% de probabilidade. Os maiores estoques de carbono estão no
componente madeira e a casca independente da idade das florestas, tendendo a
diminuição do percentual para os componentes galhos e folhas. A produção do
material arbóreo florestal e campestre vivo, agregado ao material em decomposição,
bem como o seu estoque de carbono, sobremaneira aumentam quando da
substituição da vegetação nativa de campo para as florestas de eucalipto, adquirindo
expressividade no decorrer do crescimento e desenvolvimento das florestas. O teor
e estoque de carbono no solo são baixos, indicando que o crescimento das florestas
de eucalipto em substituição a vegetação nativa de campo não agregou um aumento
significativo, ao contrário das constatações no componente vegetal. As camadas
com maior percentual de argila não refletem a maior presença de C comparado às
camadas mais arenosas, ou superficiais, com maior presença de material orgânico.
A fração matéria orgânica particulada foi a mais sensível às variações de idade de
povoamento e uso da área, e menor variação na fração associada aos minerais do
solo devido a suas características de proteção. A implantação de florestas em
campo nativo não causou variações significativas nas propriedades físicas sugerindo
que as futuras proposições para estudos desta magnitude objetivando o mercado de
carbono e o uso das florestas como mecanismos de desenvolvimento limpo deverão
ser fidedignamente avaliadas e monitoradas durante o crescimento das florestas.
Palavras-chave: eucalipto; biomassa; carbono; fracionamento físico; matéria
orgânica.
ABSTRACT
Master Dissertation
Graduate Program in Forest Engineering
Federal University of Santa Maria
CARBON STOCKS IN POPULATIONS OF Eucalyptus sp.
ESTABLISHED IN NATIVE PASTURES
A
UTHOR
:
C
HARLOTE
W
INK
A
DVISER
:
D
ALVAN
J
OSÉ
R
EINERT
D
ATE E
P
LACE OF THE
D
EFENSE
:
S
ANTA
M
ARIA
,
M
ARZ
,
3
TH
,
2009
The conservation soil management with emphasis in keeping soil residues on
surface combined with vegetation growth may reduce carbon (C) emission to the
atmosphere. The objective of this study is to measure the effects of the Eucaliptus
Forest 20, 44 and 240 months old and native grassland on carbon sequestration in a
typic Hapludalf in Santa Maria, RS. The forest production was determined by
Smalian method measuring selected trees, chosen from forest inventory based on
standard deviation of chest height. The carbon of trees biomass was measured by
weighting dry matter of leafs, branches, wood and cork rinds. From sample trees and
after converting to C by dividing by 0.45. The C content in the forest litter, grassland,
soil, particulate and mineral associated organic matter and six soil layers were
determined CHNS auto analyzer. Soil physical properties as total, macro and micro
porosity, particle density and size distribution were determined and related to
Eucaliptus and grassland. Soil samples were also used to measure some soil
chemical properties. The dataset were tested to detect if there were normal
distribution and variance homogeneity. To normal or transformed data was applied
analysis of Variance and Tukey test (5%) for variables with significant F. The greatest
C stocks were in the wood and cork in all forest age, however, the C in leaves and
branches decreased with Eucalyptus age.The C stock in forest production added to
grassland and litter dry matter increased with substitution of grassland by Eucalyptus
Forest, and the difference increased with age of trees. The content and stock of soil
C are low and did not increase with introduction of forest on grassland soil. The soil
layers with higher clay content had less C as compared to surface layers with lower
clay content and higher C. The particulate organic matter varied the most with forest
age and grassland indicating higher sensibility than organic matter associated with
soil minerals. The introduction of forest on grassland did not change soil physical
properties suggesting that more detailed studies should be done in order to better
measure the impact of trees plantation.
Key words: eucalyptus; biomass; carbon; physical fractioning; organic matter;
LISTA DE FIGURAS
Figura 1
Localização do estado do Rio Grande do Sul e do município de Santa
Maria, RS, Brasil .......................................................................................
52
Figura 2
Descrição dos solos do Centro de Pesquisas de Recursos Florestais -
Fepagro Florestas, Santa Maria, RS, Brasil ..............................................
54
Figura 3
Descrição do histórico de ocupação dos solos da Fepagro Florestas,
Santa Maria, RS, Brasil para o ano de 1964 .............................................
56
Figura 4
Descrição do histórico de ocupação dos solos da Fepagro Florestas,
Santa Maria, RS, Brasil para o ano de 1988 .............................................
56
Figura 5
Descrição do histórico de ocupação dos solos da Fepagro Florestas,
Santa Maria, RS, Brasil para o ano de 1996 .............................................
57
Figura 6
Descrição de ocupação dos solos da Fepagro Florestas, Santa Maria,
RS, Brasil para o ano de 2008 ..................................................................
57
Figura 7
Dados gerais dos tratamentos, Fepagro Florestas, Santa Maria, RS,
Brasil .........................................................................................................
60
Figura 8
Desgalhamento (a) e desfolha (b) das árvores dos povoamentos de E.
sp. com 20 (E1), 44 (E2) e 240 (E3) meses de idade, Fepagro Florestas,
Santa Maria, RS, Brasil .............................................................................
64
Figura 9
Cubagem pelo método de Smalian (a); Pesagem dos toretes com casca
(b); Descasque (c); Pesagem dos toretes sem casca (d) das árvores-
amostra dos povoamentos de E. sp. com 20 (E1), 44 (E2) e 240 (E3)
meses de idade, Fepagro Florestas, Santa Maria, RS, Brasil...................
65
Figura 10
Serapilheira (a) dos povoamentos de E. sp. com 20 (E1), 44 (E2) e 240
(E3) meses de idade e vegetação (b) de campo nativo (CN); material
embalado (c); pesagem (d), Fepagro Florestas, Santa Maria, RS, Brasil.
67
Figura 11
Trituração grosseira (a) e fina (b) da serapilheira dos povoamentos de
E. sp. com 20 (E1), 44 (E2) e 240 (E3) meses de idade e da vegetação
de campo nativo, Fepagro Florestas, Santa Maria, RS, Brasil..................
68
Figura 12
Análise química do solo (leitura de pH
água
e índice SMP).......................... 69
Figura 13
Determinação da densidade de partícula pelo método do balão
volumétrico modificado, sendo a pesagem (a), a aferição com álcool
etílico (b) e os balões com solo e álcool etílico (c).....................................
71
Figura 14
Fracionamento físico da matéria orgânica do solo obtendo a fração
particulada (MMO) e a fração associada a minerais (COM)......................
73
Figura 15
Massa seca total (Mg ha
-1
) e estoque de carbono total (Mg ha
-1
) nos
povoamentos de E. sp. com 20 (E1), 44 (E2) e 240 (E3) meses de idade
e o campo nativo (CN), Fepagro Florestas, Santa Maria, RS, Brasil.........
78
Figura 16
Massa seca (a) e percentual de massa seca (b) nos componentes
arbóreos em povoamento de E. sp. com 20 (E1), 44 (E2) e 240 (E3)
meses de idade, Fepagro Florestas, Santa Maria, RS, Brasil..................
82
Figura 17
Massa seca (Mg ha
-1
) das folhas e galhos (a), e da madeira e casca (b)
em povoamentos de E sp. com 20 (E1), 44 (E2) e 240 (E3) meses de
idade, Fepagro Florestas, Santa Maria, RS, Brasil....................................
83
Figura 18
Estimativa do estoque de carbono (Mg ha
-1
) nas folhas, galhos, madeira
e casca em povoamentos E. sp. com 20 (E1), 44 (E2) e 240 meses de
idade, Fepagro Florestas, Santa Maria, RS, Brasil....................................
86
Figura 19
Estoque de massa seca (Mg ha
-1
) e carbono no piso florestal, (Mg ha
-1
)
nos povoamentos de E sp. com 20 (E1), 44 (E2) e 240 (E3) meses de
idade, Fepagro Florestas, Santa Maria, RS, Brasil. Médias seguidas
pela mesma letra não diferem estatisticamente pelo Teste de Tukey, ao
nível de 5% de probabilidade.....................................................................
91
Figura 20
Teor: g kg
-1
(A); Estoque (Mg ha
-1
) de carbono na camada (B) e estoque
de carbono a cada centímetro da camada (C) no solo dos povoamentos
de E. sp. com 20 (E1), 44 (E2) e 240 (E3) meses de idade e campo
nativo (CN), Fepagro Florestas, Santa Maria, RS, Brasil..........................
98
Figura 21
Estoque de carbono (Mg ha
-1
) nas camadas de solo nos povoamentos
de E. sp. com 20 (E1), 44 (E2), 240 (E3) meses de idade e campo
nativo (CN), Fepagro Florestas, Santa Maria, RS, Brasil..........................
100
Figura 22
Perfis de solos dos povoamentos E. sp. com 20 (E1: B), 44 (E2: C) e
240 (E3: D) meses de idade e campo nativo (CN: A), Fepagro Florestas,
Santa Maria, RS, Brasil.............................................................................
103
Figura 23
Triângulo textural e os estoques de carbono (Mg ha
-1
) nas camadas de
solo nos povoamentos E. sp. com 20 (E1), 44 (E2) e 240 (E3) meses de
idade e campo nativo (CN), Fepagro Florestas, Santa Maria, RS,
Brasil..........................................................................................................
110
Figura 24
Estoques médios de carbono (Mg ha
-1
) nos povoamentos de E sp. com
20 (E1), 44 (E2) e 240 (E3) meses de idade e campo nativo (CN) no
solo, na vegetação e no piso florestal, Fepagro Florestas, Santa Maria,
RS, Brasil...................................................................................................
113
Figura 25
Teor (g kg
-1
) e estoque de carbono (Mg ha
-1
) nas frações da matéria
orgânica do solo nas profundidades de 0,0-0,10 e 0,10-0,20m, nos
povoamentos de E. sp. com 20 (E1), 44 (E2) e 240 (E3) meses de idade
e campo nativo (CN) .................................................................................
117
LISTA DE TABELAS
Tabela 1
Média dos dados climáticos para a região de Santa Maria, RS, Brasil
para período de 1964 a 2006 ...................................................................
53
Tabela 2
Caracterização química do solo dos povoamentos de E. sp com 20
(E1), 44 (E2) e 240 (E3) meses de idade e campo nativo (CN), Fepagro
Florestas, Santa Maria, RS, Brasil ...........................................................
70
Tabela 3
Produção dos povoamentos de E sp. com 20 (E1), 44 (E2) e 240 (E3)
meses de idade, Fepagro Florestas, Santa Maria, RS, Brasil..................
76
Tabela 4
Análise de variância para a massa seca arbórea (Mg ha
-1
) nos
povoamentos de E. sp. com 20 (E1), 44 (E2) e 240 (E3) meses de
idade, Fepagro Florestas, Santa Maria, RS, Brasil...................................
84
Tabela 5
Análise de variância para o estoque de carbono (Mg ha
-1
) dos
componentes arbóreos nos povoamentos de E. sp. com 20 (E1), 44
(E2) e 240 (E3) meses de idade, Fepagro Florestas, Santa Maria, RS,
Brasil.........................................................................................................
87
Tabela 6
Caracterização granulométrica das diferentes camadas de solo nos
povoamentos de E. sp, com 20 (E1), 44 (E2) e 240 (E3) meses de
idade e campo nativo (CN), Fepagro Florestas, Santa Maria, RS, Brasil.
108
Tabela 7
Teor (g kg
-1
) e estoque de carbono (Mg ha
-1
) nas frações da matéria
orgânica do solo nas profundidades de 0,0-0,10 e 0,10-0,20m, nos
povoamentos de E. sp. com 20 (E1), 44 (E2) e 240 (E3) meses de
idade e campo nativo (CN), Fepagro Florestas, Santa Maria, RS, Brasil
116
LISTA DE APÊNDICES
APÊNDICE 1
Análise de variância para a massa seca total (Mg ha
-1
), com dados
na base logarítmica natural para os povoamentos de E. sp. com 20
(E1), 44 (E2) e 240 (E3) meses de idade e campo nativo (CN),
Fepagro Florestas, Santa Maria, RS, Brasil.......................................
144
APÊNDICE 2
Análise de variância para o estoque de carbono na massa seca
total (Mg ha
-1
), com dados na base logarítmica natural para os
povoamentos de E. sp, com 20 (E1), 44 (E2) e 240 (E3) meses de
idade e campo nativo (CN), Fepagro Florestas, Santa Maria, RS,
Brasil....................................................................................................
144
APÊNDICE 3
Correlação linear de Pearson para a massa seca (Mg ha
-1
) e
carbono (Mg ha
-1
) de folhas, galhos, casca e madeira em função da
idade dos povoamentos de E. sp. com 20 (E1), 44 (E2) e 240 (E3)
meses de idade, Fepagro Florestas, Santa Maria, RS,Brasil..............
144
APÊNDICE 4
Análise de variância para a massa seca no piso florestal (Mg ha
-1
)
nos povoamentos de E. sp, com 20 (E1), 44 (E2) e 240 (E3) meses
de idade, Fepagro Florestas, Santa Maria, RS, Brasil........................
144
APÊNDICE 5
Análise de variância para o estoque de carbono do piso florestal
(Mg ha
-1
) nos povoamentos de E.sp, com 20 (E1), 44 (E2) e 240
(E3) meses de idade, Fepagro Florestas, Santa Maria, RS, Brasil.....
145
APÊNDICE 6
Valores de F, probabilidade, coeficiente de variação e R
2
para as
propriedades físicas do solo e para carbono no solo nos
povoamentos de E. sp, com 20 (E1), 44 (E2) e 240 (E3) meses de
idade e campo nativo (CN), Fepagro Florestas, Santa Maria, RS,
Brasil ...................................................................................................
145
APÊNDICE 7
Comparação de médias para as propriedades físicas do solo, para
teor (g Kg
-1
) e para estoque (Mg ha
-1
) de carbono no solo nos
povoamentos de E. sp. com 20 (E1), 44 (E2) e 240 (E3) meses de
idade e campo nativo (CN), Fepagro Florestas, Santa Maria, RS,
Brasil ...................................................................................................
147
APÊNDICE 8
Correlação linear de Pearson para a profundidade (cm), densidade
do solo (Mg m
3
), teor (g kg
-1
), estoque (Mg ha
-1
)de carbono, matéria
orgânica (%), areia total (%) e argila (%) nos povoamentos de E. sp.
com 20 (E1), 44 (E2) e 240 (E3) meses de idade e campo nativo
(CN), Fepagro Florestas, Santa Maria, RS, Brasil.............................
148
APÊNDICE 9
Valores do teste de homogeneidade de variância e distribuição
normal dos dados para o teor (g kg
-1
) e estoque (Mg ha
-1
)de
carbono nas frações da matéria orgânica do solo nas camadas de
0-0,10 e 0,10 -0,20 m nos povoamentos de E. sp. com 20 (E1), 44
(E2) e 240 (E3) meses de idade e campo nativo (CN), Fepagro
Florestas, Santa Maria, RS, Brasil......................................................
149
LISTA DE ANEXOS
ANEXO 1
Imagem aérea da Fepagro Florestas, Santa Maria,RS, Brasil. Ano de
1964. Povoamentos de E. sp. com 20 (E1), 44 (E2), 240 (E3) meses de
idade e campo nativo (CN).......................................................................
151
ANEXO 2
Imagem aérea da Fepagro Florestas, Santa Maria,RS, Brasil. Ano de
1988. Povoamentos de E. sp. com 20 (E1), 44 (E2), 240 (E3) meses de
idade e campo nativo (CN).......................................................................
152
ANEXO 3
Imagem aérea da Fepagro Florestas, Santa Maria, RS, Brasil. Ano de
1996. Povoamentos de E. sp. com 20 (E1), 44 (E2), 240 (E3) meses de
idade e campo nativo (CN).......................................................................
153
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO.............................................................................................................
18
2 REVISÃO DE LITERATURA........................................................................................
24
2.1 Efeito estufa e mudanças climáticas....................................................................
24
2.2 Ciclo do carbono: vegetação, solo e matéria orgânica........................................
25
2.2.1 Vegetação.................................................................................................
27
2.2.1.1 Biomassa florestal.......................................................................
28
2.2.2 Solo...........................................................................................................
33
2.2.3 Matéria orgânica.......................................................................................
38
2.3 Fracionamento físico da matéria orgânica do solo..............................................
43
2.4 Sistema florestal – descrição e histórico.............................................................
48
2.4.1 Gênero Eucalyptus.....................................................................................
49
3 MATERIAL E MÉTODOS.............................................................................................
51
3.1 Área de estudo.....................................................................................................
51
3.2 Localização..........................................................................................................
51
3.3 Clima....................................................................................................................
52
3.4 Solos....................................................................................................................
53
3.5 Histórico e caracterização da vegetação.............................................................
54
3.6 Descrição dos tratamentos..................................................................................
58
3.7 Vegetação............................................................................................................
60
3.7.1 Dendrometria das árvores e produção florestal..........................................
60
3.7.2 Biomassa e estoque de carbono nos povoamentos de E. sp.....................
63
3.7.3 Carbono no piso florestal e no campo........................................................
67
3.8 Solo......................................................................................................................
68
3.8.1 Caracterização química do solo..................................................................
69
3.8.2 Textura do solo...........................................................................................
71
3.8.3 Densidade do solo e de partícula...............................................................
71
3.8.4 Porosidade do solo.....................................................................................
71
3.8.5 Fracionamento físico da matéria orgânica do solo.....................................
72
3.8.6 Determinação do estoque de carbono........................................................
73
3.9 Análise Estatística................................................................................................
74
3.9.1 Matéria seca vegetal total e estoque de carbono vegetal total...................
74
3.9.2 Matéria seca arbórea e estoque de carbono arbóreo.................................
75
3.9.3 Matéria seca e estoque de carbono no piso florestal.................................
75
3.9.4 Propriedades físicas e carbono no solo......................................................
75
4 RESULTADOS E DISCUSSÃO...................................................................................
76
4.1 Dendrometria das árvores...................................................................................
76
4.2 Massa seca vegetal total e estoque de carbono total..........................................
77
4.3 Massa seca e estoque de carbono arbóreo.........................................................
80
4.4 Massa seca e estoque de carbono no piso florestal............................................
89
4.5 Solos....................................................................................................................
93
4.5.1 Propriedades físicas do solo.......................................................................
93
4.5.2 Teor e estoque de carbono no solo............................................................
97
4.6 Estoque total de carbono nas áreas....................................................................
112
4.7 Fracionamento físico da matéria orgânica no solo..............................................
115
5 CONCLUSÕES............................................................................................................
124
6 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS............................................................................
125
APÊNDICE......................................................................................................................
143
ANEXOS..........................................................................................................................
150
1 INTRODUÇÃO
Com a modernização das atividades de produção visando o uso racional das
terras, um dos principais desafios do homem passou a ser a busca da qualidade do
ar. Nesta linha histórico-temporal, a humanidade não parou para pensar no
esterótipo de ambiente que estão construindo as futuras gerações, pois pouco se
conseguirá controlar a resposta da mãe-natureza frente ao crescimento, riqueza e
ao consumismo exacerbado. A humanidade atual se desenvolve sobre um alto grau
de insustentabilidade das relações homem-ambiente, e tão pouco parou para
direcionar esforços e buscar respostas ao problema mais imediato da sociedade
atual; o crescimento populacional. Os problemas frente a isto recairão sobre a
sociedade atual, mas também e principalmente as descendências humanas futuras.
Para Costa; Zanatta; Bayer (2008) a qualidade de vida e a sustentabilidade
produtiva e ambiental a longo prazo são preocupantes quando se observam as
mudanças climáticas globais.
O enriquecimento da atmosfera com CO
2
vem progredindo nas últimas
décadas, intensificado especialmente após a Revolução Industrial, em função da
expansão desordenada e desplanejada das atividades industriais e agrícolas, uso
inapropriado de muitos sistemas de manejo em substituição a vegetação natural
como resultado da intervenção antropogênica comprovado cada vez mais pela
academia científica. As principais fontes de despejo de gás carbônico no ar (Lal et
al., 1998) podem ser originadas pelas atividades antrópicas de queima de
combustíveis fósseis e principalmente pela alteração de uso da terra como a
destruição da cobertura vegetal nativa, totalizando um incremento anual na ordem
de 0,2 Pg ano
-1
de CO
2
. Cerri et al. (2002) esclarecem que o Brasil é um grande
emissor de gases em vista que mais de 60% de sua base energética é provinda de
fontes renováveis, e pela ampla utilização de biomassa (bagaço de cana-de-áçucar,
carvão vegetal, etc). Apesar disto o incremento de carbono orgânico através da
pedosfera (solo) tem efeitos positivos, devido à melhoria da qualidade do solo e a
capacidade de regulação da atmosfera-solo, servindo como estratégia ao manejo
sustentável do solo (LAL et al., 1998).
A crescente acumulação na atmosfera, além de desbalancear a real
funcionalidade do efeito estufa natural constrói um cenário de modificações
ambientais preocupantes, condição bastante aceita e discutida atualmente entre a
19
comunidade de cientistas e políticos do meio ambiente, sendo algumas delas citadas
por Costa; Zanatta; Bayer (2008). Destas modificações podem-se citar a alteração
da qualidade do solo e mudanças dos patamares de produtividade das culturas em
função da mudança do regime climático. Esta mudança qualitativa do solo é advindo
da ocorrência de processos erosionais, desbalanceamento nos ciclos de
umedecimento e secagem e principalmente mudanças no estoque de carbono no
solo o qual desencadeia uma série de outros problemas, sendo um deles a
disponibilidade de nutrientes.
Graças à exuberância dos processos fisiológicos de crescimento dos
ecossistemas terrestres, grande parte deste gás pode ser acumulada anualmente
nas plantas ou no solo reduzindo sua armazenagem na camada atmosférica. Nesta
visão, o carbono é que merece uma atenção especial, não desmerecendo a
importância funcional e os efeitos adversos dos demais gases, como óxido nitroso e
metano, que juntos por Costa; Zanatta; Bayer (2008) representam menos de 1% da
composição atmosférica. Sua importância é devida à abundância nos diversos
compartimentos como solo, matéria orgânica, oceanos, rochas, no “corpo” estrutural
das células vegetais além de que, igualmente, como destaque potencial
interativamente negativo a estabilidade da condição do efeito estufa natural pela
mídia atual. Dos compartimentos, o solo, recurso vital na produção de alimentos,
fibras, sustentação da população no planeta e integrante dos grandes ciclos
biogeoquímicos, é um dos mais importantes meios para esta finalidade, pois sua
importância referenciada por Lal et al. (1998), é devido aos mecanismos interativos
com a atmosfera e a biosfera. Muitos desses trabalhos vêm sendo conduzidos com
a intenção de melhor entender esta dinâmica de mineralização dos compostos
orgânicos e sua magnitude nos processos do solo.
Do princípio de construção de um ambiente equilibrado compatibilizando os
alicerces do estudo ecológico do Meio Ambiente busca-se ressarcir a decadente
qualidade ambiental identificando e estudando as inter-relações de causas e efeitos
dos compartimentos terrestres potencialmente significativos na apreensão do
excesso de carbono. Pela deposição e decomposição do material vegetal e
formação da matéria orgânica, grande parte do carbono fixado na biomassa vegetal
retorna ao ambiente edáfico. O manejo adequado do solo pelo seu mínimo
revolvimento, bem como a implantação de sistemas que maximizem a adição de
resíduos por tempo e por área com menores velocidades de decomposição garante
20
o incremento dos estoques de matéria orgânica sendo fundamental na diminuição da
emissão de gases à atmosfera. Frente a isto a vegetação torna-se ponto chave na
manutenção destes níveis, com indicação de que a diminuição do desmatamento, a
diminuição desordenada de áreas nativas, bem como o aumento de áreas
florestadas e reflorestadas são de fato estratégias efetivas a fim de se atingir os
objetivos ecologicamente corretos. Conhecer e correlacionar às relações de solo,
produção e manutenção das complexas frações da matéria orgânica do solo ao
crescimento e formação de massa vegetal, são à base do programa de
produtividade e qualidade ambiental.
Nesta visão mitigadora e na utilização das florestas como mecanismos para
esta transformação, Hasse (2006) esclarece que o extrativismo florestal nativo é a
atividade mais antiga realizada no território brasileiro, desde 1500, sendo estes
recursos disputados por etnias européias. Mais tarde este cenário se dividiu com
outras atividades, como a caça, pesca, mineração, pecuária, agricultura, como a
cana-de-açúcar, algodão, café e mais tarde outras culturas, especialmente as
florestais, intensificando-se em meados do século XIX a partir dos movimentos de
tropeiros no território brasileiro.
Nesta condição histórica, o mercado do reflorestamento é uma destas
estratégias, ou seja, é um imenso reservatório de carbono e um regulatório natural
deste no ambiente. O Brasil é um dos países com maior área para esta aptidão de
uso, indicando em maior proporção o reflorestamento com pinus e especialmente o
eucalipto, em função do extenso cenário de estabelecimento comercial no sul do
Brasil. Nisto enfatiza-se que desde a ocupação do espaço geográfico sulista por
imigrantes europeus a base econômica era tradicionalmente fundamentada no setor
primário, com domínio na produção de grãos, nas paisagens predominantemente de
campos com faixas de matas nativas nos rebordos dos cursos de água. A
importância das florestas no estado do Rio Grande do Sul passa a ganhar
expressão, no final dos anos 70 a partir dos incentivos fiscais ao reflorestamento e
atualmente pela instalação de multinacionais produtoras de celulose e papel bem
como também aos incentivos de plantios em médias e pequenas propriedades rurais
através do fomento florestal. Dentre isto, o eucalipto passou a assumir um papel de
destaque por sua facilidade de adaptação, rápido crescimento, extensão de área
produtiva, fornecimento de diversos produtos e subprodutos, além da funcionalidade
21
ambiental através da amenização do impacto exploratório sobre as florestas
naturais.
A produtividade por parte desta cultura não pode ser centrada apenas no
retorno monetário, mas também na maximização de retenção de carbono da
atmosfera e acumulação de compostos poluentes e nocivos a qualidade de vida,
pois é para as gerações futuras que se deseja construir um ambiente melhor,
habitável e sustentável. Estas questões de ordem silvicultural e ambiental são
dependentes das condições de sítio, idade das florestas, agregado a adoção de
práticas de manejo adequadas que minimizem o incremento nas taxas de
decomposição do material vegetal superficial, na dinâmica da matéria orgânica do
solo referenciada com o atributo indicador de qualidade do solo, bem como o
balanço negativo do seqüestro de carbono. Assim Schneider; Schneider (2008)
indicam que florestas manejadas em sistema sustentável, como o prolongamento
das rotações em povoamentos equiâneos com cortes seletivos pode vir a armazenar
mais carbono que florestas naturais não manejadas sobre esta mesma finalidade.
Para o manejador florestal é de extrema importância o uso de variáveis de fácil
acompanhamento para a previsão de possíveis respostas ao longo do tempo
antecipando possíveis mudanças nas estratégias de planejamento da produção
florestal com garantia da sustentabilidade ambiental (BRUN, 2008). Paul et al.
(2002) afirma que o número de anos de reflorestamento é um importante fator
associado ao sítio, ao manejo, a profundidade do solo influenciando as alterações do
carbono do solo.
Reconhecer esta faceta utilizando reflorestamentos equiâneas implantados
exige avaliações multiperiódicas ou multitemporais inferindo sobre a quantidade de
carbono que a floresta armazena no decorrer do seu crescimento. Na escala
temporal esta dinâmica é detectada por uma seqüência de atividades como, o
mapeamento das áreas, o inventário florestal e por fim a quantificação do carbono
na biomassa e no solo. O mapeamento serve de base no reconhecimento do uso e
cobertura da terra e suas mudanças ao longo do tempo em função da alteração da
cobertura vegetal, pois estas seqüestram e liberam diferentes quantidades de
carbono à atmosfera (SANQUETTA et al., 2004). Conhecer assim o efeito da
substituição de cenários naturais por reflorestamentos ou florestamentos de maciços
florestais homogêneos na sua escala temporal de crescimento além de destacar o
balanço de carbono retido nos compartimentos terrestres, determina os momentos
22
de estágios de degradação dos ambientes, das intervenções ou dos instantes de
início das práticas de manejo.
Deste modo estas investigações se tornam importantes na garantia da
produção em longo prazo, e para a definição de diretrizes ao manejo florestal
ecologicamente correto visando à mitigação das mudanças climáticas com a busca
de qualidade ambiental para as presentes e futuras gerações.
A hipótese do estudo esta direcionada na condição de que carbono na
vegetação, no material em superfície no solo, no solo e nas frações da matéria
orgânica alteram-se quando da conversão de áreas de campo em plantações de
eucalipto, independente da idade destas plantações, bem como das alterações das
propriedades físicas do solo em função da idade das plantações.
Os objetivos do estudo foram:
Geral: conhecer o efeito das idades das florestas de eucalipto na estimativa
do carbono na biomassa arbórea e na quantificação do carbono na serapilheira, na
vegetação de campo, no solo e nas diferentes frações da matéria orgânica em
Argissolo Distrófico arênico, no município de Santa Maria, Rio Grande do Sul.
Específicos:
a) Avaliar o impacto do cultivo de eucalipto, em uma seqüência de idades, na
estimativa de carbono presente na biomassa arbórea e nos seus
compartimentos;
b) Avaliar o impacto do cultivo de eucalipto, em uma seqüência de idades, no
carbono presente na serapilheira e na vegetação de campo;
c) Avaliar o impacto do cultivo de eucalipto, em uma seqüência de idades, sobre
o carbono do solo;
d) Identificar em uma seqüência de idades do cultivo de eucalipto, qual a fração
da matéria orgânica do solo mais sensível à mudança no teor e estoque de
carbono;
e) Avaliar as características físicas do solo associado ao cultivo de eucalipto.
2 REVISÃO DE LITERATURA
2.1 Efeito estufa e mudanças climáticas
O sol é fonte primária de energia a Terra, onde a maior parte da radiação é
absorvida aquecendo o corpo absorvedor. A propriedade da atmosfera que emite e
absorve variadas quantidades de radiação de diferentes comprimentos de onda é o
que se conhece como efeito estufa (NISHI, 2003). Este aquecimento é fundamental
para a manutenção de qualquer forma de vida sobre a terra, pois graças à
transparência de suas moléculas consegue refletir a onda curta e absorver a onda
longa emitida pela terra (SANTOS, 1999).
A camada atmosférica que atua na absorção de energia luminosa ou
calorífica é formada por diversos gases, em especial o CO
2
, CH
4
e N
2
O, os quais
reabsorvem a radiação infravermelha solar refletida pela crosta terrestre atuando na
oscilação de temperatura (CHANG, 2004) evitando a sua dissipação para o espaço
sendo uma espécie de protetor durante o dia e cobertor durante a noite (BALBINOT
et al., 2003), controlando o aquecimento ou resfriamento global. Sem a presença do
gás carbônico, outros gases e o vapor d-água a Terra seria 33
0
C mais fria que
atualmente (SANTOS, 1999), ou seja, ele permite, citado por Costa; Zanatta; Bayer
(2008) que a temperatura média da terra seja em torno de 15
0
C. Dos gases
responsáveis por este efeito, o dióxido de carbono é o maior vilão, respondendo com
80% do aquecimento global de causa antrópica devido à destruição das florestas e a
queima de combustíveis sseis (NABUURS; MOHREN, 1995; WATZLAWICK et al.,
2004b), sendo que este último responde com 5,5 Pg ano
-1
de carbono somado aos
1,6 Pg ano
-1
de carbono proveniente da mudança de uso da terra (KIMBLE;
FOLLET, 1998). Na atmosfera sua concentração tem aumentado após a Revolução
Industrial (1850), de 280 ppmv em 1750 para 367 ppmv em 1999, ou seja, uma taxa
de 1,5 ppmv ano
-1
ou 3,3 Pg ano
-1
de carbono (LAL, 2004).
Atualmente, devido ao aumento da concentração destes gases na atmosfera
com consequente aumento da espessura desta camada, menor dissipação e maior
aprisionamento da energia refletida pela terra, as oscilações climáticas vêm-se
tornando mais freqüentes. Nesta preocupação surgiu o Painel Inter-Governamental
de Mudanças Climáticas formado por diversos países que sancionaram a
24
Declaração de Redução de Emissões de Gases de Efeito Estufa regida pelo
Protocolo de Kyoto. O protocolo propõe que os países com maior emissão reduzam
suas emissões de CO
2
, óxido nitroso e metano em torno de 5,2 % (ano base 1990
para CO
2
e 1995 para os demais gases) no período de 2008 a 2012. É uma espécie
de comércio de carbono onde cada tonelada de CO
2
que deixa de ser emitida a
atmosfera é negocia através do incentivo a implantação de projetos de mecanismos
de desenvolvimento limpo (MDL), dentre estes se destaca o uso e manejo das terras
e especialmente o florestamento e reflorestamento. As atividades florestais para
VITAL (2007) foram elegíveis como MDL na Convenção de Milão, em 2003 que
instituiu o Uso das Terras e Florestas (LULUCF), sendo criado o documento
conhecido como “Draft-Decision-CP9” apresentando as condições para que esta
atividade fosse elegível à geração de carbono no âmbito do MDL. Nesta realidade
surgiram os créditos de carbono, os quais o conhecidos como valores mobiliários
comercializados sob a denominação de Certificado de Redução de Emissões (CRE)
efetuado entre os países emissores e não emissores, caracterizando o chamado
mercado de carbono.
Este mecanismo é uma espécie de instrumento regulatório entre países com
o intuito de compensar as emissões destes gases, através da certificação de
projetos que objetivem atingir tais metas (SBS, 2006). O Brasil, em vista da projeção
de redução de emissões, ocupa a terceira posição com a redução de 260,8 milhões
de toneladas de CO
2
, ou seja, correspondente a 6% do total mundial, tendo a grande
maioria dos seus projetos, especialmente ainda na área industrial, energética
renovável e tratamento de resíduos. A importância do uso de reflorestamentos no
Brasil, como uma destas práticas, esta na certeza que as florestas são recursos
naturais renováveis, e que capturam CO
2
e liberam O
2
, sendo que os povoamentos
de eucalipto capturam em média de 12 Mg ha
-1
por ano de carbono e as de pinus
somente em torno de 8 Mg ha
-1
por ano, além de reduzirem o consumo de
combustíveis fósseis e o impacto sobre ecossistemas nativos. Watzlawick et al.
(2004b) argumentam que o aumento de produtividade energética e/ou alimentar pela
intervenção antrópica gera o acúmulo de três bilhões de Mg ano
-1
de carbono na
atmosfera. Em projeção aos cenários de crescimento populacional e econômico as
emissões de carbono podem alcançar um total de 12,2 Gt ano
-1
em 2025 e de 20,3
Gt ano
-1
em 2100 (ROSCOE, 2003), condições preocupantes a estabilidade
climática bem com a qualidade ambiental.
25
2.2 Ciclo do carbono: vegetação, solo e matéria orgânica
O carbono é um dos elementos químicos constituintes de todos os seres
vivos, materiais e imateriais que habitam o planeta. Em um ciclo dinâmico entre os
compartimentos terrestres, marítimos e atmosféricos pode ser considerado como um
indicador da qualidade do solo. Esta relevância se deve pelo fato de que a qualidade
do solo é base piramidal na produção sustentada e equilibrada de uma cultura, tanto
agrícola ou florestal. A sustentação colunar desta pirâmide é concebida a qualidade
e integridade da matéria orgânica, personagem principal no ciclo biogeoquímico,
bem como as propriedades físicas dos solos as quais, se interligam as suas
propriedades químicas e biológicas regendo a constância estável do estoque de
carbono relegada ainda aos fatores climáticos, como a temperatura e a precipitação
em função da localização geográfica. As possíveis modificações, principalmente o
declínio do carbono e dos nutrientes no solo são advindos de uma cultura
produtivista desestruturada que gera uma deterioração do complexo químico-
biológico em função da desmantelação da condição física mais importante na
qualidade do solo, a estrutura do solo. Assim a qualidade do solo por Mielniczuk
(2008) acreditando que a melhor definação é conceituada por Doran; Parkin (1994),
como a: “...capacidade em manter a produtividade biológica, a qualidade ambiental e
a vida vegetal e animal saudável na face terra.”. Esta qualidade está ameaçada pela
rápida degradação dos solos sob exploração, especialmente a agrícola, despertando
a preocupação com a produção sustentada de alimentos, bem como a preservação
do meio ambiente e a saúde do solo. Monitorar a qualidade do solo, por este mesmo
autor é medir atributos físicos, químicos e biológicos sensíveis ao manejo e de fácil
mensuração como a matéria orgânica do solo e o carbono orgânico como precaução
a degradação ambiental. A qualidade ou saúde do solo também pode ser expressa
por Vezzani et al. (2008) como a “...capacidade de um solo funcionar dentro dos
limites de um ecossistema natural ou manejado...pois com a diminuição do estoque
de matéria orgânica em função das maiores taxas de mineralização e menor adição
de resíduos promove-se uma maior emissão de CO
2
a atmosfera e o
desencadeamento de um processo de degradação na esfera física, química e
biológica. Toda esta qualidade é advinda da importância da matéria orgânica em
reter energia na forma de carbono, elétrons e matéria por meio de compostos
orgânicos com implicações nas esferas ambientais como ar, água e a
26
biodiversidade, especialmente a biota do solo. Toda a visão de qualidade em solo,
crescimento das culturas e produção de material orgânico pode e deve ser estendida
a qualquer ambiente nativo que por motivos de força antropogênica insustentável
venha a desmantelar o equilíbrio do ecossistema quando se busca atender aos
objetivos de uma cadeia de produção sustentável aos seres humanos.
Nesta realidade esclarecem-se Chapin et al. (2006), ainda os termos
produção primária bruta, constituída do total de carbono bruto fixado pelos
organismos autotróficos por meio da fotossíntese e a produção primária líquida
referenciada pela diferença entre a produção primária bruta e respiração de plantas,
animais e microrganismos conhecidos também como taxa líquida de acumulação de
carbono em ecossistemas sendo ambos medidos em função da área e do tempo.
O ciclo do carbono é regulado por processos de alta complexidade, sendo
que a alteração de suas quantidades tem efeitos no clima em uma escala de tempo
(LAL, 2001a). No ambiente solo-atmosfera-biota ele pode ocorrer na forma de gás
(CO
2
e CH
4
), complexado ou na biomassa viva. Exemplificar este ciclo nada mais é
que descrevê-lo em seus compartimentos de entrada (vegetação, serapilheira e a
matéria orgânica) e os seus compartimentos de saída para atmosfera, como a
decomposição dos resíduos em razão da respiração dos microorganismos em
condições aeróbicas ou anaeróbicas influenciadas em maior ou menor grau pela
recalcitrância do material (WAGNER; WOLF, 1998), bem como das condições do
meio, como umidade, temperatura, aeração e etc. Do total de carbono presente na
terra 99,95% esta na forma inorgânica e 0,05% na forma orgânica sendo que deste
último 2/3 estão na forma de turfa, gás ou petróleo e 1/3 na matéria orgânica do
solo, na água e na biomassa viva (BOINA, 2008). Os principais reservatórios de
carbono são os oceanos (38000 Pg), a atmosfera (730 a 750 Pg) e os ecossistemas
terrestres, dentre estes o solo (1500 Pg), a vegetação (500 a 600 Pg) e os
combustíveis fósseis (5000 Pg) apresentados por Prentice et al. (2001); Brady; Weil
(1999) citados por Olszevski et al. (2007), além de que, Lal (2004) também
referencia a estes cinco compartimentos globais de carbono, como compartimentos
inter-relacionados (oceânico, geológico, atmosférico, pedológico e a biota),
destacando que o carbono atua em outros inúmeros benefícios, como filtro de
poluentes químicos, reator na biodegradação de poluentes e etc.
27
2.2.1 Vegetação
Entre os compartimentos de carbono destaca-se a vegetação (Brady; Weil,
2002). Por meio do processo fotossintético o carbono é fixado formando muitos
compostos orgânicos e servindo como uma moeda energética ao processo de
respiração das plantas, especialmente para as raízes gerando o retorno do carbono
a atmosfera, especialmente na forma de CO
2
. Do ar, única fonte de carbono fixada e
incorporada nos tecidos das plantas por meio da fotossíntese é a unidade química
CO
2
sendo esta eliminada para a atmosfera pela decomposição do material vegetal
(BOINA, 2008) ou pela respiração dos vegetais e animais (SANTOS, 1999; PAUL;
CLARK, 1996). A fotossíntese nada mais é que um processo físico-químico de
transformação de produtos inorgânicos em carboidratos. Nos cloroplastos a energia
do sol é absorvida promovendo o rompimento das ligações químicas da molécula
água obtendo hidrogênio e oxigênio, e reduzindo o dióxido de carbono a açúcar. O
processo inverso é a respiração onde o açúcar na presença de oxigênio produz
dióxido de carbono, água e energia (SCARPINELLA, 2002). O material orgânico
remanescente estocado temporariamente na vegetação é futuramente adicionado ao
solo pela serapilheira ou pela deposição das raízes (BRADY; WEIL, 2002). Parte do
carbono presente no material que atinge o solo passa a fazer parte dos constituintes
no solo, principalmente na formação de compostos orgânicos e tecidos da
comunidade biológica servindo como “moeda energética” para seus processos vitais
essenciais ao ciclo de vida. Outra parte deste retorna a atmosfera pela respiração
vegetal e dos organismos do solo. Como produto deste metabolismo tem-se alguns
compostos orgânicos estáveis por décadas e até séculos, de produtos resultantes
das reações de CO
2
com o solo têm-se o ácido carbônico (H
2
CO
3
), carbonatos e
bicarbonatos de cálcio, potássio, magnésio entre outros. Os bicarbonatos o
solúveis e facilmente drenados aos oceanos, e conjuntamente com os carbonatos
muito deste carbono retorna a atmosfera. Para Paul; Clark (1996) parte do carbono é
fixada nas plantas, parte segue na formação de serapilheira e matéria orgânica,
parte fica armazenada no solo e uma parte relativa será devolvida a atmosfera
através da respiração dos organismos ou pela alteração do uso das terras, como por
exemplo, o desmatamento. O ambiente terrestre, em especial a vegetação é de fato
significativa no reservatório de carbono, destacando especialmente a biomassa
28
madeireira, que armazena 75% do carbono das plantas. Em condições adequadas
de temperatura, água e radiação solar Nogueira; Trossero (2004) defendem que às
plantas conseguem possivelmente fixar 500 Mg ha
-1
por ano
de carbono, com
diferentes quantidades nos diversos compartimentos. Uma floresta primária pode
armazenar 200 Mg ha
-1
de carbono, uma floresta secundária e as pastagens podem
armazenam 150 Mg ha
-1
cada uma, as áreas agrícolas podem armazenar apenas
115 Mg ha
-1
de carbono. Este armazenamento é dependente do estágio de
sucessão, idade, regime de manejo e composição de espécies (WATZLAWICK et
al., 2004a). Deste modo é fixado em torno de 120 Pg ano
-1
de CO
2
(JOHNSON;
HENDERSON, 1995), sendo que pela respiração as plantas liberam 40 a 60 Pg C e
pela decomposição dos resíduos em torno de 50 a 60 Pg ano
-1
(Johnson, 1995). A
quantidade de carbono nos compartimentos florestais deve deste modo ser
mensurado no perfil do solo e na biomassa aérea e subterrânea, viva ou morta.
(GOUVEIA; ÂNGELO, 2002)
2.2.1.1 Biomassa florestal
A perda de áreas florestais promoveu a contribuição de 45% no aumento do
CO
2
na atmosfera desde 1850, intensificando-se a partir de 1990, com a revolução
industrial devido à diminuição de 20 a 30% destas áreas. Apesar das intensas
emissões de carbono pela queima de combustíveis fósseis a diminuição das áreas
florestais de fato tem contribuído para este desbalanceamento indicando que o
manejo florestal, com práticas de prevenção ao desmatamento e a condução do
crescimento das árvores têm potencial nas alterações da concentração deste
elemento na atmosfera (MALHI; MEIR; BROWN, 2002). Para estes autores a
biomassa florestal atua na absorção e assimilação do CO
2
atmosférico armazenado
em diferentes compartimentos, como galhos, folhas, raízes, serapilheira e etc. Em se
tratando de atividades que trabalham no fluxo de carbono na biosfera, pode-se
elencar a importância do reflorestamento em áreas abandonadas e degradadas, a
redução impactual da colheita, do fogo e das pragas.
O ecossistema florestal como
um todo funciona pelo fluxo da energia e pela reciclagem contínua de materiais
determinado pela relação entre os organismos e o ambiente (RICKELFS, 1996). É
um sistema aberto onde o seu equilíbrio é afetado por alterações nas condições do
29
ambiente, ou seja, poluição, mudanças climáticas e alterações na dinâmica do solo
(GOMES; VARRIALE, 2001). Além da serapilheira natural, a matéria orgânica, os
nutrientes e o carbono do solo nos ecossistemas florestais podem também ser
advindos de todo o material decorrente das intervenções silviculturais, como o
desbaste e as desrama.
A biomassa nada mais é que a matéria orgânica precedente armazenada no
ecossistema, fonte de nutrientes e principais protagonistas no fluxo de nutrientes e
carbono na interface atmosfera e a pedosfera. Sanquetta (2002), referindo-se a
diferentes autores, conceitua o termo biomassa florestal, como sendo a totalidade de
organismos ou massa vegetal presente no ambiente florestal. Mais especificamente,
o termo biomassa, retratado por este autor, é amplo em virtude da amplitude literária
associada a esta terminologia e a este ramo da ciência, indicando que este se refere
ao material biológico morto ou vivo animal ou vegetal. A adição do termo “florestal”
restringe o conceito à aferição apenas ao material vegetal presente na floresta ou
apenas no compartimento arbóreo.
Estudar a biomassa florestal está tanto relacionada à dinâmica da ciclagem
nutricional, finalidade energética bem como, para o mais importante, servir de base
nos estudos de seqüestro de carbono, exposto por Brady; Weil (2002) em que os
tecidos de plantas são a fonte original de matéria orgânica e consequentemente de
carbono, sendo que em pastagens ou campo esta fonte importante provém da
produção de biomassa radicular quando comparado a sistemas florestais. É um
parâmetro com bom referencial a produtividade por ser uma conseqüência de todos
os fatores (bióticos e abióticos) que permeiam o ecossistema florestal, como idade
do povoamento, variabilidade genética, nutrição, precipitação, temperatura, altitude e
latitude e os tratos silviculturais, como os desbastes (SILVEIRA et al., 2008),
indicando até mesmo a variação entre os diferentes componentes das árvores.
Desta maneira Schneider; Schneider (2008) acreditam que a base que rege esta
importância é que elas em seus compartimentos, folhas, solos, resíduos florestais e
etc, armazenam 2/3 do carbono terrestre. Este estoque é variado quando se
considera o estágio de crescimento das florestas, considerando que florestas antigas
apresentam grande quantidade de carbono estocado e baixos fluxos, já, porém as
mais jovens são completamente o inverso. Estes autores reforçam ainda que não
a idade influencia diretamente a quantidade de carbono armazenado na biomassa,
como também a qualidade de sítio onde o povoamento se desenvolve. Sampson
30
(1995) garante que o carbono estocado nas novas florestas ocorre em diferentes
taxas ao longo do tempo, dependente das características da espécie, qualidade do
sítio, tipo de solo e clima bem como as condições de sítio antes da implantação do
povoamento. Nesta mesma idéia florestas com maiores períodos, ou seja, um
prolongamento do período de rotação, sem intervenções ou distúrbios, como fogo,
antrópica ou acolheita sofrem menos com alterações (incremento e manutenção)
da matéria orgânica do solo e do próprio solo, estas que ajudam a manter este
estoque e o saldo positivo de carbono no sistema. Devido às características de
crescimento da espécie, qualidade do sítio, tipo de solo, as condições do clima, os
novos plantios florestais tendem a armazenar o carbono em diferentes taxas ao
longo do tempo.
A importância das florestas nesta perspectiva de mitigação do aumento do
carbono na atmosfera é devido aos mecanismos de fotossíntese, respiração e
decomposição da matéria orgânica (NABUURS; MOHREN, 1995). Para Malhi; Meir;
Brown (2002) relacionando as florestas ao carbono afirma que o carbono na floresta
é acumulado na biomassa viva acima e abaixo do solo incluindo folhas, galhos e
raízes e a necromassa, como a serapilheira, a matéria orgânica do solo e etc. Neste
sistema, podem-se diferenciar os tecidos pouco duráveis destacando as folhas e
casca e os duráveis como a madeira, indicando que os primeiros possuem
compostos com moléculas constituídas de carbono de fácil decomposição,
transferindo para a atmosfera o carbono resultante da decomposição, ao contrário
da madeira, constituída de celulose e lignina, determinando à difícil degradabilidade
do material (NUTTO, 2002).
A concentração de CO
2
na ordem de 0,5 a 1% estimula o crescimento das
plantas, sendo que elevadas concentrações podem gerar fechamento de estômatos
e sua menor absorção reduzindo a perda de água fazendo que a planta suporte
melhor a deficiência hídrica no solo (LELES; NETO; SILVA, 1994). Nisto ocorre o
estímulo à fotossíntese e redução da transpiração por unidade de área foliar
melhorando a eficiência de uso da água pelas plantas. Com isto tem-se uma
diminuição da concentração de nutrientes, consequentemente alterando o
crescimento dos vegetais (METHERELL et al., 1993). O crescimento das árvores,
por Malhi; Meir; Brown (2002) é aumentando de 10 a 70% com o aumento dobrado
de CO
2
na atmosfera, aumentando a produção de biomassa e possivelmente
aumento na mesma escala, das reservas de carbono no solo. Disto surge o balanço
31
de carbono definido pela diferença das entradas (fotossíntese) e saídas (respiração
e colheita da produção florestal) no sistema (LELES; NETO; SILVA, 1994),
principalmente para as espécies exóticas de cil adaptabilidade e rápido
crescimento.
Nos ambientes florestais, à medida que as árvores envelhecem diminui-se a
quantidade de captura e assimilação de CO
2
em relação à fase jovem de
crescimento. em florestas plantadas de curta duração o carbono pode retornar a
atmosfera no momento de colheita pelo uso da madeira e ação da decomposição
dos resíduos quando não bem manejados. O todo o ciclo do carbono assim deve
considerar além da árvore, a matéria orgânica e o solo (LELES; NETO; SILVA,
1994). Descrever e reconhecer o comportamento de crescimento e formação de
biomassa para o estoque de carbono em áreas florestais é importante conforme
Laclau; Bouillet; Ranger (2000) relacionando a produção de biomassa em uma
cronosseqüência de florestas de Eucalyptus no Congo se observou variações na
produção de biomassa para os diferentes compartimentos nos primeiros anos de
desenvolvimento das florestas. O compartimento folhas teve um incremento
importante nos primeiros anos da floresta decrescendo a partir do segundo ano, em
função da possível competição por luz. Para os galhos o incremento foi menor do
segundo para o quarto ano e para a madeira a sua proporcionalidade em relação à
biomassa aérea passou de 35% no primeiro ano para 80% no quarto ano, sendo que
estas relações podem ser atribuídas à transitoriedade das florestas da fase juvenil
para a fase matura. Malhi; Baldocchi; Jarvis (1999) estudaram diferentes cenários,
como florestas tropicais, boreais (Pinus, Larix, Abies etc) e temperadas (Acer,
Fagus, Quercus, Pinus e Eucalyptus) as condições climáticas e as intervenções
antrópicas sobre o estoque de carbono no sistema. Estes autores consideram que
as florestas tropicais armazenam mais carbono no material acima do solo (217 Mg
ha
-1
) quando comparado às temperadas (79 Mg ha
-1
) e boreais (49 Mg ha
-1
) sendo
que em todas as maiores estoque esta na madeira (caule), seguido dos galhos e em
menor expressão nas folhas. Considerando o solo, o maior estoque total foi para as
florestais boreais (409 Mg ha
-1
) ficando em último no ranking as florestas
temperadas (62 Mg ha
-1
).
O crescimento das plantas ou a produção de biomassa são dependentes
deste composto e para Körner (2003), estudar estas relações para cada espécie
vegetal é fundamental, pois estas respondem diferentemente, sendo estas respostas
32
ditadas pelo tipo de solo, nutrição, água e etc. A sua correlação ocorre associada a
uma série de outros fatores como a avaliação nutricional, idade das culturas, onde
idades jovens nos primeiros meses ou anos podem responder decisivamente no
desenvolvimento das comunidades vegetais futuras, a água que está relacionada à
atividade e eficiência estomática, a interação plantas-animais em função de que o
seu aumento promove mudanças na composição do tecido vivo vegetal,
principalmente os carboidratos determinando o grau de atrativa pelos organismos-
animais.
A estimativa deste nas florestas pode ser aferida pela metodologia clássica de
determinação em laboratório ou por uma metodologia mais atual, resultado do
produto da biomassa seca por um fator de concentração deste elemento em cada
tecido vegetal nos diferentes compartimentos arbóreos. Em se tratando do estudo de
carbono, estas estimativas devem ser fidedignamente apuradas em virtude da
existência de discrepâncias e algumas inconstâncias entre os métodos. O método
de destruição total (direto) muitas vezes origina dados de parcelas pequenas ou de
um reduzido número de árvores grandes além da tendenciosidade da seleção. Já os
métodos indiretos não apresentam a estimativa tão acurada aos dados obtidos pelos
métodos anteriores. Nesta realidade, Specht; West (2003) garante que a estimativa
da quantidade de carbono em uma floresta pode ser obtida pelo conhecimento da
quantidade de massa viva vegetal assumindo que uma proporção desta é carbono.
Independente do compartimento arbóreo, Lopes; Aranha (2006) sugerem para E.
globulus, um valor médio de carbono em torno de 0,422 ou considerando um valor
específico para cada compartimento (folha de 0,497; galhos de 0,491 e tronco de
0,404). Schneider; Schneider (2008), apresentando diversos trabalhos, indicam um
valor médio total da concentração de carbono diferenciado nas diferentes idades de
uma floresta de Acacia mearnsii De Wild, variando de 0,35 para florestas com quatro
anos de idade e 0,40 para florestas com seis e oito anos de idade. A mesma
consideração pode ser aferida para os diferentes compartimentos desta tipologia
florestal (madeira, casca, folhas, galhos, raízes e serapilheira), variando de 0,28
para serapilheira e 0,40 para madeira na idade de quatro anos, de 0,34 para
serapilheira e de 0,45 para folhas na idade de seis anos e ainda de 0,35 para
serapilheira e de 0,40 para galhos na idade de oito anos de florestas desta espécie.
Christie; Scholes (1995), indicam um valor médio de 0,5, mais utilizado na estimativa
do conteúdo de carbono nos tecidos de plantas, estudando plantações de eucaliptos
33
e pinus. Para Chapin et al. (2006) a massa seca de todo o material vivo sobre a
terra, a matéria orgânica acumulada no solo, em sedimentos e nos organismos
(animais e vegetais) quando falecem é constituído de 50% de carbono.
2.2.2 Solo
O solo é mais reservatório de carbono da atmosfera, através da matéria
orgânica, fundamental no equilíbrio do seu ciclo na terra (MEURER, 2000). Parte do
carbono fica retida na matéria orgânica sendo decomposta lentamente, atuando
como um reservatório bem superior ao estoque na vegetação (ROSCOE, 2003).
Este incremento de carbono orgânico do solo tem efeitos sobre a qualidade do solo
e provavelmente sobre a capacidade regulatória deste compartimento, que o
bases estratégicas no manejo sustentável, em virtude de que a pedosfera é
resultado do suporte de todas as atividades envolvidas na atmosfera, litosfera,
biosfera e hidrosfera (KIMBLE; FOLLET, 1998). Esta importância não é diferente em
ambientes florestais onde o carbono também é fundamental para mitigar o
agravamento do efeito estufa influenciada pelo manejo dos locais (LAL, 2001c). O
solo sofre modificações de teor e estoque deste elemento devido às alterações de
uso da terra como o desmatamento para uso agrícola ou pastagem (KRUG, 2004),
indicando que o mínimo revolvimento do solo além de conservar as características
físicas recupera os estoques de carbono no solo (MIELNICZUK et al., 2003).
Associado a isto, a degradação do solo, principalmente por processos erosivos,
também promove uma redução na produtividade de biomassa das plantas reduzindo
a quantidade e a qualidade do material que retorna ao solo (LAL, 2004).
O solo é resultado da interação do material de origem, clima, relevo, tempo e
os organismos garantindo o crescimento das plantas (RAIJ, 1991). Resultado da
alteração de rochas e corpos naturais sendo local de desenvolvimento de plantas e
decomposição de resíduos (MEURER, 2000) e moradia de uma rica comunidade
biológica ativa, composto de três fases. A fase sólida (45% do volume é composto
da parte mineral e 5% de material orgânico), a fase líquida (30 a 35%
correspondendo à água, minerais dissolvidos e compostos orgânicos) e por último a
fase gasosa (em torno de 15 a 20% sendo ocupado por ar e gases).
34
A fase sólida é formada pelos diferentes percentuais e combinações das
frações de areia, silte e argila. A fase líquida é caracterizada pela água (solução do
solo) contendo os íons importantes para absorção pelas plantas. A fase, a gasosa, é
ditada pelo conteúdo de poros, construído a partir do arranjamento das partículas
sólidas do solo, transportando ar, gases (CO
2
, O
2
, N
2
e NH
3
) além do vapor d’água.
É nesta fase que ocorre, pela respiração das raízes, a liberação do CO
2
para a
atmosfera. Com o aumento da profundidade do solo ocorre a devido à diminuição da
respiração das raízes e atividade biológica ocorre a diminuição da concentração
deste gás e de O
2.
Admite-se que a fração de CO
2
no ar do solo é maior que 0,03%
que a da atmosfera, mas o crescimento de muitas plantas pode ser prejudicado se
este valor exceder 5%, sendo admitido 10% como limite crítico superior
(PREVEDELO, 1996).
O solo em profundidade possui um total estimado de carbono na ordem de
2300 Pg (1Pg = 0,92x10
-3
gm
-3
) sendo 1550 Pg é carbono orgânico e 750Pg carbono
inorgânico (LAL, 2001b). Para Mello (2007), o carbono orgânico é advindo da
exsudação de substâncias do tecido vivo vegetal ou da decomposição do material
sobre o solo a partir de material produzido na fotossíntese, sendo que o carbono
inorgânico é aquele originário das rochas de origem, como as calcárias. O carbono
inorgânico se apresenta na forma de carbonato e bicarbonato (CALDEIRA et al.,
2002).
A entrada de carbono orgânico no solo é dependente da decomposição de
material acima e abaixo do solo (BALBINOT et al., 2003), ou seja regida pela
produção vegetal, pela humificação, pela agregação e deposição de sedimentos,
sendo que a degradação ocorre por processos erosivos e decomposição da matéria
orgânica influenciados pelo intensidade na interferência antropogênica e pelo uso
das terras (LAL et al., 1998). A isto ainda integra a deposição dos resíduos ou
aplicação de material orgânica sendo a saída pela decomposição da matéria
orgânica (LEITE et al., 2003), alterando as quantidades de carbono estocado (Cerri
et al., 2002). A taxa de decomposição do carbono orgânico do solo é determinada
pela quantidade e a qualidade do material adicionado influenciados pela interação
do clima, tipo de solo, principalmente em ambientes nativos, e uso/manejo em
ambientes agrícolas. Mas em função disto o movimento de carbono entre os seus
compartimentos tem sua integridade biológica e ecológica ameaçada pelo crescente
aumento de CO
2
na esfera global.
35
Os solos, para Malhi; Meir; Brown (2002) possuem 75% de todo o carbono do
ecossistema terrestre, onde estes estoques ainda estão fracionados com a
vegetação, destacando para isto as florestas e savanas comparadas a outros
ecossistemas que tendem a manter pouco carbono na superfície, com estoques
variando de 100 a 225 Pg C. Comparando diferentes sistemas florestais, o carbono
no solo aumenta dos trópicos em sentido as regiões temperadas. Considerando um
perfil de solo, a distribuição é variada, apresentando menores quantidades na
superfície comparando solos de florestas tropicais a florestas temperadas
(CALDEIRA et al., 2002). Os solos de campos e florestas temperadas armazenam
189 e 134 Mg ha
-1
de carbono, tendo um tempo de ciclagem de 61 e 29 anos
respectivamente, contrastando aos valores dos ambientes tropicais, em que o tempo
é menor (Paul; Clark, 1996).
O carbono do solo em ecossistemas nativos se encontra estável, quando da
intervenção antrópica em função do uso e manejo resultando em uma perda na
quantidade e qualidade deste carbono ao longo do tempo, referenciando este como
um atributo do conjunto de condições físicas, químicas e biológicas, indicativo da
qualidade do solo. A diminuição da matéria orgânica do solo é dependente das
entradas de nutrientes afetando o retorno dos nutrientes e o conseqüente
crescimento das plantas (CRASWELL; LEFROY, 2001). A quantidade de carbono
armazenada depende, por Paul; Clark (1996), da adição dos resíduos de plantas em
virtude das diferentes concentrações de proteínas, hemiceluloses, celulose e lignina,
das diferentes espécies e dos diferentes componentes das plantas (madeira, folhas,
sementes, etc).
No princípio geral de qualidade pedosférica, as intervenções provocadas no
solo, podem em maior ou menor grau, em função do tipo de solo, afetar o ciclo do
carbono, pois este é parte intrínseca a propriedades dos solos. Além destes podem-
se citar aqueles associados ao ambiente, como temperatura e umidade, que
influenciam na formação e produção de matéria orgânica, bem como na sua
fragmentação. Para Craswell; Lefroy (2001), estudando a função, o efeito, a
dinâmica e as mudanças da matéria orgânica nos trópicos, percebeu que a
quantidade e a dinâmica do carbono no solo são de fato dependentes do clima,
manejo e principalmente do tipo solo, em especial da mineralogia, o que
possivelmente pode explicar as diferenças destas quantidades entre solos de
regiões tropicais e regiões temperadas. Considerando as condições climáticas o
36
estoque de carbono em campo ou pastagem nativa e florestas decrescem com o
aumento da temperatura média anual e aumentam com o aumento da precipitação
(WANG et al., 2004).
Pela intrínseca relação dos processos químicos, físicos e biológicos de
produtividade dos solos indica-se que a alteração edáfica é um processo de grande
importância na sustentabilidade do ambiente. Processos, como o preparo e a
compactação do solo que agem diretamente sobre sua estrutura, entre outros que
promovem sua perda, como a remoção do material vegetal na superfície bem como
a perda nutricional desestabilizando a matéria orgânica do solo acelerando os
processos de decomposição em função de estar afetando uma comunidade
biológica, responsável pela vida do solo. Na visão química, o fluxo e armazenamento
de carbono no solo são afetados também pela quantidade de nitrogênio, fósforo e
enxofre. Esta desestabilização e diminuição de carbono no solo advinda do cultivo
confirmada por Johnson (1992) comparando 625 perfis de solo de florestas e
pradarias pela revisão envolvendo 50 estudos. Os diferentes cultivos, a partir do
desmatamento comparando ao sistema natural resultam, na maioria, em uma
diminuição de carbono, principalmente nos horizontes superficiais associado ao grau
de severidade no preparo, diferente dos sítios onde se comporta a incorporação de
resíduo e tão pouco em locais agrícolas onde o cultivo foi substituído pelo
reflorestamento, em especial com pinus, em diferentes idades. Malhi; Meir; Brown
(2002) enfatizam que as alterações de uso do solo, como lavouras, colheita,
pastagens etc diminuíram as emissões a partir de 1990, destacando apenas o
aumento nas emissões em locais com mudança de cultivo em função de que estes
tipos de uso destroem a integridade das florestas.
A degradação dos solos tem efeitos no balanço nutricional das florestas com
déficits de N, P, Ca etc e alteração do conteúdo de água. Isto reafirma a importância
no manejo da fertilidade do solo tanto para a produção como para a armazenagem
de carbono (LAL, 2001c). É evidente que a capacidade do solo em reter o carbono
é dependente do conteúdo de argila, tipo de argilominerais e da habilidade em
formar complexos organominerais (KÖRSCHENS, 1996). A importância do bom
manejo do solo com a finalidade de seqüestrar carbono por parte da comunidade
científica, vem do suposto que este armazena quatro vezes mais carbono que a
biomassa vegetal (ROSCOE, 2003), mas apesar disto poucos estudos do ciclo
destes gases nos processos da pedosfera, tem sido realizado. Nutto et al. (2002)
37
enfatiza que o cultivo do solo, com o corte da floresta, proporciona uma perda de
25% do carbono do solo para a atmosfera considerando um metro de profundidade.
Assim o manejo do solo e da vegetação é uma forma de seqüestro de carbono, dado
o controle da erosão, conservação da água e aumento da ciclagem de nutrientes
agindo na fertilidade dos solos e na sustentabilidade produtiva (LAL; KIMBLE;
FOLLET, 1996). Caldeira et al. (2002) assim sugere que monitorar as alterações do
solo devido o uso e manejo destes são importantes em função que este corpo ser
dinâmico influenciando de fato a sustentabilidade e produtividade destes sistemas.
Specht; West (2003) encontrou um declínio para o carbono orgânico do solo
alguns anos após introdução das florestas em locais nativos (campo ou mata nativa),
sendo que após 20-40 anos de idade das plantações esta quantidade pode se
reestabelecer, aumentar ou até diminuir, dependendo do manejo do sítio. Estes
autores, em diferentes florestas de eucalipto (puros e mistos) com até 10 anos de
idade observaram um declínio até os quatro anos de idade, mas não visualizando
diferença significativa, e uma diminuição de aproximadamente 23% do carbono aos
sete anos de idade tendendo a ter 10-20% menos carbono no final da rotação, aos
40 anos de idade. Nilsson; Schopfhauser (1995) encontraram que a diminuição do
carbono nos solos florestais está mais associada em primeiro ao grau de alteração
de uso do solo do que propriamente ao desmatamento e que esta diminuição ocorre
no primeiro ano de alteração de uso do solo afetando principalmente uma
profundidade de até 0,40 m. Estes autores consideram ainda que apesar dos
reflorestamentos, tanto no compartimento acima ou abaixo do solo, atuar
positivamente no seqüestro do carbono emitido na forma antropogênica, as
plantações em larga escala o improváveis para a rápida estabilização do carbono
do solo. Wang et al. (2004) estudando os primeiros 0,0-0,2m do solo encontraram
em torno de 40% do estoque total de carbono considerando uma profundidade de
um (1) metro avaliando campo ou pastagem nativa e florestas, sendo que estas
últimas apresentam os mais expressivos estoques totais. Isto evidencia a
importância impactual do manejo e mudança de uso da terra sobre esta
condicionante do solo.
38
2.2.3 Matéria orgânica
Os resíduos vegetais são os maiores responsáveis na formação da matéria
orgânica do solo, fonte de carbono incorporado na biomassa (WAGNER; WOLF
1998), sendo a decomposição o processo no qual este material pré-orgânico é
fracionado em seus diferentes constituintes por uma comunidade viva (PAUL;
CLARK, 1996), sendo uma porção deste elemento devolvida à atmosfera na forma
de CO
2
e o restante incorporado na biomassa microbiana (WAGNER; WOLF 1998).
Nisto destaca-se a serapilheira, material orgânico, conforme Correia; Andrade (2008)
mais dinâmico e mais variável entre e dentro dos ecossistemas regulada
principalmente pela produção de fitomassa dependente da fase de desenvolvimento
das plantas ou do ecossistema florestal como um todo.
Para a caracterização da matéria orgânica do solo encontram-se inúmeras
apresentações literárias com conceitos, funções, compartimentos e características
com abordagens similares, nos quais a integridade de algumas destas
conceituações são destacadas neste trabalho em referência aos seus respectivos
autores.
Matéria orgânica do solo nada mais é que o resultado no acúmulo de resíduos
vegetais e animais (SILVA; RESCK, 1997) ou células vivas ou mortas, tecidos
microbianos e substâncias sintetizadas pela população do solo (CAMPBELL, 1978).
Formada por carbono, oxigênio, hidrogênio e nitrogênio (SILVA; RESCK, 1997),
além do fósforo, hidrogênio, magnésio, cálcio, enxofre e alguns microelementos
formando os compostos reconhecidos como carboidratos, ligninas, proteínas e
resinas (SOPHER; BAIRD, 1982), além de células de crescimento, como radiculares
e de elongação, como muitas vitaminas, aminoácidos, auxinas e giberelinas
(BRADY; WEIL, 2002). Presente em vários estágios de decomposição (CAMPBELL,
1978), distinguíveis ou não (JOHNSON, 1995). Dos elementos citados destacam-se
os compostos à base de carbono que são chave de fornecimento de nutrientes e
energia aos organismos do solo (MEURER, 2000). Formada por 58% de carbono,
podendo ser orgânico ou inorgânico, juntamente com os carbonatos secundários
originados do processo de decomposição (LAL, 2001a). A matéria orgânica do solo
pode ser dividida em fração viva composta de organismos vivos e as raízes além da
fração morta dividida em matéria macroorgânica (resíduos em vários estágios de
39
decomposição) e o húmus correspondendo a 80-90% deste material (MIRANDA,
2005).
O mus é o produto final da decomposição conhecido como a forma estável
e recalcitrante da matéria orgânica do solo (JOHNSON, 1995), constituído de uma
complexa mistura de unidades fenólicas, polissacarídeos e proteínas (WAGNER;
WOLF, 1998), dependente da composição química e das condições do solo que
influenciam a atividade dos microrganismos. Para a sua formação bioquímica a partir
das mudanças de natureza química dos resíduos orgânicos até o estado de húmus
podem-se citar vários fatores a biota do solo (microrganismos e etc), bem como o
efeito de forças naturais (precipitação), do homem (cultivo), ação da água, ar, pH,
enzimas, das plantas, além dos fatores naturais relacionados à sua formação, como
as plantas, os microrganismos, condições hidrotermais do solo, influência das
propriedades físicas e químicas dos solos (KONONOVA; NOWAKOWSKI;
NEWMANN, 1966), pois segundo Brun (2008) a estrutura e estabilidade do húmus
também esta relacionado aos fatores de formação do solo. Esta estabilidade é para
Brady; Weil (2002) explicada, pela formação de complexos de polifenóis-proteína,
com a proteção, por exemplo, do nitrogênio ao acesso microbiano, como também a
outros nutrientes da rápida mineralização mantendo os níveis de matéria orgânica e
de carbono estáveis no solo. O processo da humificação é conhecido como a
(re)síntese dos produtos da mineralização englobando uma diversidade de reações
químicas, ou seja o processo de degradação dos compostos orgânicos pela
comunidade biológica (MIRANDA, 2005). Associado à mineralização, em processo
simultâneo, constante e oposto tem-se a conhecida imobilização (adsorção ou
retenção nutricional) ocorrendo em condições aeróbicas ou anaeróbicas
(CAMPBELL, 1978). A mineralização é uma forma de saída de material do sistema
compensando as entradas de material vegetal acima e abaixo do solo, controlando
assim os níveis de matéria orgânica do solo (SCHOLES; POWLSON; TIAN, 1997).
Graças à presença da matéria orgânica, muitos elementos e compostos
podem reagir com ela através de mecanismos de adsorção ou formação de
complexos solúveis controlando sua persistência, degradação, toxicidade,
biodisponibilidade, mobilidade no solo (CANELLAS et al., 2008). O material
humificado em diferentes compartimentos, é classificado em frações lábeis até
frações estáveis reguladas por diferentes taxas de ciclagem, reconhecido por Fallon;
Smith (2000) que a fração lábil, presente em regiões tropicais, possui um tempo de
40
renovação rápida e a fração estável, de regiões temperadas, possui tempo de
renovação mais lenta, sendo a formação nestas frações dependentes da distribuição
da matéria orgânica do solo influenciada pelo manejo, textura, estrutura química e
inacessibilidade física sendo que a estrutura do solo é o fator mais importante nesta
proteção. Brady; Weil (2002) definem que a fração húmus é constituída de três
compartimentos, o ativo formado por materiais com alta relação C/N e rápida
decomposição com funções na estabilidade estrutural, infiltração de água,
resistência à erosão, etc; sendo aumentada com a adição de resíduos frescos e
diminuída pelo intenso cultivo, o compartimento passivo constituído do material
estável protegido em complexos húmus-argila, como huminas e muitos ácidos
húmicos e por fim o compartimento lento, intermediário a estes.
Para Campbell (1978), expondo as condições de sua formação, dinâmica de
transformação relacionada os efeitos do seu manejo e aos efeitos ambientais
esclarecem que ela tem efeitos diretos como o fornecimento de nutrientes as plantas
pela decomposição integrada a mineralização e indiretos, atuando sobre as
propriedades físicas e químicas do solo. Ela atua na proteção do solo evitando o
impacto direto da gota de água da chuva com menor desagregação das partículas,
menor lixiviação, menor erosão e maior infiltração de água (GONÇALVES et al.,
2000), ou seja, atuando diretamente no regime hídrico do solo (SWIFT; WOOMER,
1991; KAY, 1998), funções importantes para a existência estrutural adequada do
solo em um sistema de engenharia conhecido como agregação (KAY, 1998).
Melhora condições de fertilidade (PAUL; CLARK, 1996) pelo retorno dos nutrientes
as plantas (TIBAU, 1983), sendo sua quantidade regulada pelo balanço na produção
primária e as taxas de decomposição, sendo estas taxas menores em maior
presença de silte e argila, na qual ocorre consequentemente o maior incremento
(PAUL; CLARK, 1996). Ela ainda garante suporte à atividade biológica do solo. Toda
esta dinâmica é possível devido à interação com fatores ambientais como
temperatura, água, estrutura, textura, mineralogia, pH e composição química
(DUDAL; DECKERS, 1991). Kononova; Nowakowski; Newmann (1966) citam o
papel da matéria orgânica na fertilidade dos solos, na decomposição, na estrutura do
solo, na condição nutricional as plantas, principalmente do carbono e nitrogênio e no
crescimento das plantas, bem como as mudanças que esta sofre para os diferentes
manejos do solo relacionando a formação, acúmulo, composição e decomposição de
húmus. Adotar práticas para sua conservação, conforme Nishi (2005) contribuem
41
assim para o aumento de carbono no solo e na biomassa viva devido à melhora nas
condições físicas e químicas do solo. As operações de implantação de florestas
causam distúrbios aos solos e consequentemente resultam na perda de carbono
compensado pela acumulação de carbono na vegetação com efeito líquido sentido
somente em um período de décadas. Balesdent; Chenu; Balabane (2000) suspeitam
que as alterações no clima do solo, incorporação do material orgânico e a periódica
ruptura da estrutura do solo atuam na dinâmica do material orgânico.
Em relação à dinâmica da matéria orgânica do solo é importante destacar que
esta pode ser conhecida ou traduzida em formatos númericos apresentado por
diversos autores, considerando Bayer; Mielniczuk (2008), onde a variação temporal
da matéria orgânica é expressa pela expressão: dC/dt=k
1
*A-k
2
*C, sendo que A
representa a quantidade de carbono sintetizado pela fotossíntese e adicionado ao
solo por meio de resíduos, exsudatos radiculares e raízes, o C é que o carbono
presente na matéria orgânica do solo, k
1
é a quantidade adicionada e efetivamente
retida no solo na forma de matéria orgânica e k
2
a quantidade existente na matéria
orgânica do solo mas que é perdida pela decomposição microbiana, erosão,
lixiviação e etc. Estas constantes são reguladoras do processo dinâmico da matéria
orgânica em virtude de serem afetados pela temperatura, umidade, textura,
mineralogia bem como pelas práticas de manejo, sendo que o efeito a estas práticas
esteja associado à capacidade de sua proteção ao microrganismos. Nisto, estes
autores ainda citam, comparando ao Latossolo, que o Argissolo possui menor
capacidade desta proteção bem como menor estabilidade química devido ao menor
teor de óxidos de ferro (Fe) disponibilizando a perda da matéria orgânica.
Considerando ainda a proteção da matéria orgânica Sollins; Homann; Caldwell
(1996) argumentam que o decréscimo da matéria orgânica ainda ocorrre pela
respiração, erosão, como efeito da interação, recalcitrância e acessibilidade, bem
como pela menor resistência a degradação.
Em função da intrínseca relação como o carbono do solo é importante
reconhecer sua quantidade bem como sua dinâmica durante uma cronosseqüência
de substituições e manejo da vegetação. Costa-Lima et al. (1995) encontraram que
a quantidade de carbono diminui quando se substitui o campo por povoamento de
Pinus, que volta a aumentar com o desenvolvimento do povoamento. A matéria
orgânica neste povoamento possui um estoque de carbono de 16,6 Mg ha
-1
na
camada 0-10 cm do solo, reduzindo-se nas camadas inferiores. Conforme Vogt et al.
42
(1995) as flutuações da matéria orgânica do solo podem ser positivas, como
mudanças entre vegetações similares, mas também flutuações de ordem negativa,
como as intensas práticas inadequadas de manejo.
Relacionando os fatores externos e internos que atuam na acumulação e na
estabilidade da matéria orgânica do solo, pode-se citar a temperatura, precipitação,
vegetação e os distúrbios, bem como as propriedades intrínsecas dos solos,
principalmente a presença e o tipo de argilas. Sobre as condições químicas do solo,
como o pH, pode-se afirmar que em solos ácidos o Al
3+
e o Fe
3+
podem formar
complexos estáveis com a matéria orgânica, sendo que consequentemente a
abundante presença de Al
3+
, potencialmente tóxico as plantas, reduz a produção de
material vegetal e conseqüente sua devolução ao solo. Em solos com pH elevado a
presença de cálcio é importante na estabilização da matéria orgânica, devido
permitir à sua união as argilas do solo (JOHNSON, 1995). Ainda em relação à
fertilidade dos solos e seu estoque de carbono orgânico (SOC), Lal (2001c) garante
que a fertilização com N, P, K, Ca, Mg e S geram incremento de carbono do solo no
decorrer dos anos pelo cultivo florestal. O manejo da fertilidade em florestas
manejadas é essencial à produtividade de biomassa acima do solo e
consequentemente ao seqüestro de carbono. A fertilização com N permitiu um
estoque de carbono na faixa de 17,4 a 27,0 Mg ha
-1
, na profundidade de 0,00-0,30 m
quando comparado à área controle (8,4 a 20,30 Mg ha
-1
), além disto, a produção de
biomassa e o fluxo deste foram afetados pelo balanço de água. O estoque de
carbono foi 7,5% maior na fertilização, 64,9% na irrigação e 105,7% na fertilização e
irrigação. Este armazenamento deve ser avaliado em conjunto N, S e P no solo,
devido suas relações na produção de biomassa. Em função da dificuldade de
caracterização, alto grau de alteração e dinâmica torna o estudo da matéria orgânica
relacionado à fertilidade dos solos, principalmente, N, S e P e especialmente o
carbono (MEURER, 2000) restritivo, em virtude da inter-relação destes elementos
tanto na sua liberação e disponiblização as plantas como também aos acúmulos e
fluxos no solo e na interface com a atmosfera.
43
2.3 Fracionamento físico da matéria orgânica do solo
Os processos de degradação de solos cultivados podem ser desencadeados
pelas alterações de um conjunto heterogêneo de materiais orgânicos que é a faceta
da qualidade edáfica (ROSCOE; MACHADO, 2002), composto de material orgânico
decomposto ou parcialmente decomposto, biomassa viva e o material humificado
(húmus) associada à fração mineral do solo sendo chamado de matéria orgânica do
solo ou MOS (GUERRA; SANTOS, 2008). O conjunto de atributos químicos, físicos
e biológicos pode indicar a qualidade do solo, sendo que um deles é o carbono
orgânico o qual é altamente sensível em função da quantidade e da sua qualidade
pela alteração de uso do solo. É necessária a definição adequada de cada atributo
no instante de manejo evitando a degradação e a perda de qualidade do solo em
função da perda de carbono em diferentes sistemas de cultivo quando comparado a
um sistema nativo (SOUZA et al., 2006).
A estabilidade da matéria orgânica é um dos fatores conjuntamente com a
estrutura importantes na dinâmica da matéria orgânica do solo, sendo esta
estabilidade um efeito integrado da recalcitrância molecular, da proteção química e
física (BOENI, 2007). Este material orgânico do solo, conforme Roscoe; Machado
(2002) pode estar livre, fracamente (MONC ou não-complexada) ou fortemente
associado formando complexos organo-minerais (COM primários ou secundários) as
partículas do solo, considerado estes dois últimos como unidades básicas de
formação e estabilização da agregação. O agrupamento dos COM-primários formam
os agregados chamados de COM-secundários que podem reter parte da MONC na
superfície dos agregados (MONC-livre) ou em seu interior (oclusa) limitando a
exposição à ação decompositora. Possivelmente a alta proteção a decomposição
dos resíduos orgânicos (COM-primários) em solos argilosos esteja associada à
adsorção com argilas e/ou (hidro) óxidos de ferro e alumínio em função da região de
carga superficial através de ligações químicas (pontes de hidrogênio e forças de Van
der Wallss). Segundo Boeni (2007) a fração leve livre é considerada como matéria
orgânica particulada (MOP) livre localizada entre agregados, a fração leve oclusa é a
matéria orgânica particulada (MOP) presa no interior dos agregados e a fração
pesada da matéria orgânica que a fração associada a minerais. Para Roscoe;
Machado (2002) a fração da matéria orgânica particulada obtida pelo método físico
granulométrico pode ser comparado a fração leve livre obtida pelo método físico
44
densimétrico. Conforme Diekow (2003) pode-se ainda diferenciar o material orgânico
também por critérios de localização (MO particulada, associada a minerais,
dissolvida e biomassa viva), composição química (caracterização de biomoléculas e
substâncias húmicas) e estabilidade (estrutural, metabólico, ativo, lento e passivo).
Neste sentido surgem primeiramente os métodos de fracionamento químico e
mais tarde o fracionamento físico. Estes processos são importantes, conforme Lima
(2004) para o reconhecimento da dinâmica do carbono na matéria orgânica do solo
e na sustentabilidade dos ecossistemas, ou ainda, conforme Roscoe; Machado
(2002), importante para relacionar a matéria orgânica do solo a agregação ou
quantificar seus compartimentos visando conhecer sua dinâmica. Sollins; Homann;
Caldwell (1996) afirmam que a agregação influencia a acessibilidade do substrato a
comunidade decompositora bem como as taxas de reações, considerando para isto
as argilas, destacando que em torno de 90% de suas superfícies o inacessíveis a
microrganismos e suas enzimas, sendo este processo de engenharia estrutural do
solo afetado por condições químicas, microbianas, vegetais, animais além dos
processos físicos.
O arranjamento tridimensional por meio do contato e adsorção das partículas
minerais, resíduos de plantas e mucilagens resulta nos ambientes de decomposição
estruturais, os conhecidos macro e microagregados (GOLCHIN; BALDOCK; OADES,
1998), sendo que estas formações por intermédio da interação da matéria orgânica
com a argila aprisionam as substâncias orgânicas e tornam sua biodegradação
diminuída (HASSINK; WHITMORE, 1997), ou seja, menor acessibilidade para a
comunidade biológica decompositora (CHRISTENSEN, 2001). O estudo da
agregação associada à matéria orgânica além de interferir na qualidade estrutural do
solo é muito importante quando se avalia o impacto do uso e manejo do solo
(CAMBARDELLA; ELLIOTT, 1994; ELLIOT, 1986; SIX et al, 1998; SIX; ELLIOTT;
PAUSTIAN 1999). Christensen (2001) expõem que a formação, estabilização bem
como a degradação ou deterioração dos agregados envolve processos físicos ou
forças exógenas, como ciclos de umedecimento e secagem, impactos de tráfego e
cultivo e propriedades inerentes ao solo como as interferências biológicas
representadas pelos polímeros extracelulares microbianos, atividade faunística,
como hifas de fungos e raízes de plantas. Bayer et al. (2004) a agregação protege a
matéria orgânica sustentando a ela um maior tempo de permanência quando
comparado à matéria orgânica livre, sendo esta proteção maior nos microagregados.
45
Esta realidade apresentar os agentes temporários de agregação, como os
polissacarídeos, raízes, hifas de fungos, células bacterianas envolvidos na
macroagregação, e os agentes persistentes envolvidos na microagregação, tais
como polímeros (ASHAGRIE et al., 2007). Passos et al. (2007) esclarecem que a
estabilidade dos macroagregados é garantida pela matéria orgânica total sendo
suscetível às práticas de manejo, nos microagregados esta função é
desempenhada pela matéria orgânica mais estável dependente da textura e da
mineralogia dos solos. Boeni (2007) encontrou em cultivo ou conversão de áreas
como florestas ou pastagens a promoção da degradação do material orgânico nos
agregados do solo direcionando que a estabilidade dos macroagregados pode ser
conquistada com o grau de associação da matéria orgânica aos minerais do solo.
O estudo da matéria orgânica do solo envolve diferentes processos e
métodos de separação e isolamento dependentes do objetivo do estudo, seja para a
caracterização química ou para a caracterização física no qual se tem por objetivo o
reconhecimento dos compartimentos envolvidos nos processos nutricionais do solo
(DEMOLINARI et al., 2008) sendo esta aparentemente menos destrutiva e os
resultados podendo ser diretamente relacionados à estrutura e função da matéria
orgânica (ROSCOE; MACHADO, 2002).
O fracionamento físico, para Six et al. (2002), permite validar os processos de
isolamento dos compartimentos de carbono sensíveis ao manejo, ao uso e ao clima.
Além disto, conhecer as interações e associações entre os componentes orgânicos
e inorgânicos do solo, bem como sua variação espaço-temporal com os
componentes minerais do solo, separando em fração livre ou oclusa e os complexos
organominerais primários ou secundários representando ao final os níveis de
estruturação e complexidade funcional da ciclagem da matéria orgânica
(CHRISTENSEN, 2001). Este fracionamento físico pode ser classificado em
granulométrico por dois princípios (MACHADO, 2002; ROSCOE; MACHADO, 2002;
GUERRA; SANTOS, 2008), o princípio do peneiramento (CAMBARDELLA;
ELLIOTT, 1992), ou o princípio densimétrico utilizando um líquido de densidade
conhecida (GOLCHIN et al., 1994), ou ainda o uso combinado dos dois princípios
(SIX et al., 1998). Pelo fracionamento densimétrico, a matéria orgânica do solo é
reconhecida fisicamente pela fração leve (FL), indicador mais sensível à alteração
da qualidade do solo e fração pesada. A fração leve é composta de restos vegetais
parcialmente decompostos localizados entre (inter) e dentro (intra) dos agregados,
46
mais disponível aos organismos e com tempo de ciclagem mais reduzido sendo
regulada pelo clima, práticas de manejo bem como pelas características químicas do
resíduo. A fração pesada (FP) é a matéria orgânica em estágio avançado de
decomposição, associada aos minerais (areia, silte e argila) sendo protegida física
ou quimicamente, apresentando a maior proporção de carbono (DEMOLINARI et al.,
2008). Nisto se destaca o tipo e a quantidade de argila que possui a capacidade de
estabilizar a matéria orgânica em complexos organo-minerais (BRADY; WEIL, 2002)
enfatizando possivelmente a influência da textura do solo nesta dinâmica. Lima
(2004) esclarece que as frações têm o seu o tempo de decomposição influenciado
pelo clima, sistema de manejo entre outros.
Do fracionamento físico por granulometria, Guerra; Santos (2008) apresentam
diferentes metodologias físicas que tratam da separação do material orgânico em
frações de tamanho. Para Roscoe; Machado (2002) no fracionamento físico pelo
método granulométrico pode-se separar, por peneiramento, os agregados de
diferentes tamanhos (COM-secundários), ou separar os COM-primários definidos em
função das classes texturais: areia, silte e argila. Este último é considerado o
primeiro nível hieráquico, formando complexos organo-minerais pequenos (< 20 µm),
muito estáveis devido aos agentes persistentes, a partir da associação as próprias
partículas do solo. O segundo nível de hierarquização, conhecido como
microagregados (20 a 250 µm), ocorre da união dos COM-primários por agentes
humificados ou aglutinados em torno de fragmentos vegetais em avançado estágio
de decomposição. Como último nível de hieraquização tem-se os macroagregados
(> 250µm) formados pela união destes microagregados. O método granulométrico,
pelos mesmos autores são utilizados para avaliar o efeito do manejo do solo na
separação dos complexos organo-minerais secundários (agregados de diferentes
tamanhos) baseando-se na formação e estabilização de agregados por compostos
orgânicos ou ainda para o estudo dos complexos organo-minerais primários (areia,
silte e argila). O fracionamento dos COM-primários é o método mais propagado
neste tipo de estudo, em função das distintas associações das partículas em cada
classe textural com a matéria orgânica do solo. Roscoe; Machado (2002) garantem
que a quantidade de material complexado recuperado na fração areia, denominado
material macro-orgânico (MMO) ou particulado (MOP), é pouco ou nulo em função
da densidade de carga superficial destas, mas, por outro lado, possui expressiva
concentração de MONC, diferente do material orgânico associado ao silte e a argila
47
(COM). No processo de fracionamento os compartimentos carbono particulado,
carbono associado a minerais e o carbono total (COT) são apresentados nos
trabalhos que utilizam o método granulométrico (CAMBARDELLA; ELLIOTT, 1992;
BAYER et al., 2002; COSTA et al., 2004; BAYER et al., 2004; BRUN, 2008). A
fração do carboo particulado (>53 µm) é a fração associada à areia representada
pelo material residual de plantas e hifas reconhecíveis e a fração associada a
minerais (< 53µm), fração resultante da associação da matéria orgânica com o silte e
argila (NICOLOSO, 2005).
Os fatores que influenciam na sua flutuação, são a constância, o montante e a
qualidade de resíduo que ingressa no sistema, a composição e a temperatura do
solo. Esta fração está correlacionada às taxas de respiração e a biomassa
microbiana, sendo facilmente acessada pelos microrganismos, devido à ausência de
qualquer tipo de proteção física, diferente das argilas (JANZEN et al., 1992).
Amelung et al. (1998) relacionou à importância destes compartimentos de carbono
na ciclagem da matéria orgânica as condições temperatura e de precipitação em
pastagem nativa observando que estes interferiram na produção de biomassa tanto
acima como abaixo do solo. Com o aumento da temperatura, os níveis de matéria
orgânica são diminuídos e passam a se correlacionar positivamente com a presença
de argila. Neste sentido, estes autores distinguiram a qualidade da matéria orgânica
e as taxas de ciclagem, indicando que são mais evidente na fração areia grossa e
areia fina quando comparado à fração argila devido ainda à baixa relação C/N das
frações mais finas. Neste panorama a fração particulada, é a fração mais lábil do
solo (CONCEIÇÃO et al., 2005), ou seja, a que possui menor proteção e mais
sensível a mudanças associado ao carbono, sendo, a fração que primeiramente
sofre transformações de ordem química as quais a medida do processo de
metabolismo e mineralização vão se acumulando em frações mais estáveis da
matéria orgânica.
Christensen (2001) caracterizou os sistemas que envolvem a matéria
orgânica e sua proteção em níveis de estrutura e complexidade, considerando em
propriedades estáticas e dinâmicas pela bioperturbação e perturbações exógenas,
sendo para o primeiro caso os complexos organominerais primários representado
pelas frações granulométricas, e no segundo caso os complexos organo-minerais
secundários representados pelo macro e microagregados bem como ainda a matéria
orgânica não complexada (livre e oclusa). Este autor afirma que as perturbações no
48
solo geram um efeito sucessional em cascata na hierarquia deste sistema, afetando
toda a matriz tridimensional do solo ocorrendo em um primeiro instante na estrutura
terciária (macroporos), em seguida na estrutura secundária (complexos secundários)
e por fim, nos complexos primários (microagregados) enfatizando a importância do
entendimento completo da matéria orgânica e ciclo do carbono em todas as suas
esferas hierárquicas.
2.4 Sistema florestal – descrição e histórico
As áreas florestais no mundo cobrem 30% do globo terrestre (quatro bilhões
de hectares), distribuídas em cinco países, os quais o Brasil se auto-afirma na
segunda posição do ranking, com 477,7 milhões de hectares de florestas naturais
(56,1%), e com a maior percentagem das florestais tropicais do mundo, em uma
extensa área de 851 milhões de hectares. Apesar de assumir esta posição, em se
tratando de maiores áreas de florestas plantadas, o Brasil ocupa a nona posição
(0,67% ou 5,74 milhões de hectares), perdendo para a China, Índia, EUA, Rússia e
Japão. O restante do território brasileiro, ou seja, 43,2% são cobertos por outros
usos, como agricultura, pecuária e etc. Da área florestal plantada, 3,55 milhões de
hectares o utilizados com eucalipto, 1,82 milhões com pinus e o restante (370,5
mil) com espécies como acácia, araucária, teca e etc. Os reflorestamentos somados
a áreas de reforma, no ano de 2006 totalizaram 627 mil hectares no Brasil (SBS,
2006).
A capacidade produtiva sustentável das florestas, 47,2% (183,6 milhões de
m
3
) são advindos de florestas plantadas com pinus e eucalipto. Deste montante,
134,5 milhões de m
3
são originários de florestas de eucalipto, mais precisamente
nas regiões sudeste, nordeste e sul do país e 49,1 milhões de m
3
de florestas de
pinus, mais especificamente na região sul do Brasil. O Rio Grande do Sul foi um dos
estados que mais engajou ao aumento ou expansão das áreas florestais no Brasil,
incluindo as áreas de reforma, passando de 35000 ha em 2005 para 90000 ha em
2006. Ele apresenta uma área de aproximadamente 183 mil hectares com florestas
de eucalipto, destinado aos produtos madeireiros, indústria de papel e celulose,
ondulados, pasta, compensados e madeira serrada e uma áre produtiva menor (182
mil hectares) com florestas de pinus (SBS, 2006).
49
2.4.1 Gênero Eucalyptus
O gênero Eucalyptus, substantivo masculino que do grego significa eu +
kalyptós = coberto (HASSE, 2006). Pertence à família Myrtaceae, originário da
Austrália, possuindo mais de 600 espécies adaptadas as mais diversas condições
de clima e solo (SBS, 2006). Introduzido no Brasil em 1825 para utilização
ornamental e quebra-vento, adquirindo com o passar dos anos, um cenário
expansionista em escala comercial na produção de lenha e carvão. Em função do
rápido crescimento, passou a ser utilizado na fabricação de cercas, moirões e
matéria-prima para papel, celulose, chapas de fibras, aglomerados e móveis.
Hasse (2006) declara que em 1824 o Jardim Botânico do Rio de Janeiro
recebeu duas mudas deste imigrante australiano sendo que a propagação por
sementes tenha iniciado somente em 1830, muito lentamente. Sua liderança foi
conquistada no comércio silvicultural brasileiro em virtude da busca de uma boa
espécie produtora de lenha pelo seu patrono, o agrônomo Edmundo Navarro de
Andrade para a Companhia Paulista de Estradas de Ferro, 100 anos, a fim de
manter a matriz energética configurada pela economia das máquinas a vapor. Isto
foi possível pela doação de 150 variedades de eucalipto feitas a Navarro pelo
diretor do Jardim Botânico de Sidney, na Austrália. A partir deste momento a
madeira começou a ganhar notoriedade no mercado bem como a intensificação das
pesquisas ao seu uso na fabricação de móveis e posteriormente na década de 50
passou a ser utilizado como matéria-prima na indústria de celulose. No Rio Grande
do Sul ele apareceu em 1912, implantado por Dorval Azevedo da Silveira, em
Palmares do Sul. Estas foram matrizes de produção de sementes de árvores futuras
que viriam a acionar a bombas de irrigação e engenhos de secagem de arroz por
produtores na região nordeste do estado. No Brasil este gênero garante alta
produtividade de madeira em ciclo curto (SCHUMACHER; POGGIANI, 1993). Além
dos seus benefícios de utilização em reflorestamentos no país não se pode sem
sombra de dúvida menosprezar sua importância principalmente no alívio de pressão
aos ambientes naturais, recuperação de áreas degradadas, controle de erosão,
quebra-ventos etc (LIMA, 1996).
As espécies do gênero podem atingir regiões mais ao norte, de 500 a 1000
metros de altitude. Pode alcançar alturas de 45 a 55 metros e diâmetro a altura do
50
peito em torno de 1,2 a 2 metros de fuste liso (SCARPINELLA, 2002). Dentre as
espécies, o Eucalyptus grandis Hill ex-Maiden esta presente em altitudes desde o
nível do mar até 600 metros. Segundo SCARPINELLA (2002), a madeira é leve com
cerne diferenciado tendo crescimento e rendimento em volume muito superiores a
outras espécies do gênero. A composição da sua madeira é basicamente lignina
(25%), celulose (50%) e hemicelulose (25%), sendo que o carbono compreende em
torno de 50% da composição elementar da madeira seca, combinado ao oxigênio
(44%) e hidrogênio (6%) na formação dos compostos anteriormente citados.
3 MATERIAL E MÉTODOS
3.1 Área de estudo
O estudo foi realizado em povoamentos florestais homogêneos implantados
com a cultura do eucalipto em diferentes idades na Fundação Estadual de Pesquisa
Agropecuária, unidade FEPAGRO FLORESTAS – Centro de Pesquisas de Recursos
Florestais. O Centro de Pesquisa esta sob domínio do poder público estadual, sendo
vinculado à Secretaria da Agricultura e Abastecimento do Estado do Rio Grande do
Sul, tendo como objetivo, em uma área total de 542 hectares, a pesquisa florestal e
o estudo da conservação de solos. Os critérios para seleção dos povoamentos
florestais foram: tipo de solo, posição no relevo, proximidades das áreas mantidas
sobre vegetação natural e principalmente a idade das plantações.
3.2 Localização
Situada na localidade de Boca do Monte, município de Santa Maria, região da
Depressão Central, no estado do Rio Grande do Sul nas coordenadas de 54
0
15’ de
longitude oeste e 29
0
30’ de latitude sul tendo uma altitude entre 90 a 135 metros
(Figura 1).
A topografia é predominantemente suave ondulada com elevações alongadas
podendo ocorrer declives acentuados, originando as áreas planas ou baixas, onde
assim predominam os cursos de água (ABRÃO, et al., 1988).
52
Figura 1 Localização do estado do Rio Grande do Sul e do município de Santa Maria, RS, Brasil.
3.3 Clima
O clima é classificado como subtropical úmido do tipo Cfa, pela classificação de
Köeppen, com condões úmidas freqüentes e chuvas bem distribuídas ao longo do
ano, verões quentes e invernos com formação de geada (Tabela 1). A temperatura
média é 19°C, sendo a do mês mais quente superior a 22°C e a do mês mais frio
situando-se entre -3º e 18°C. A precipitação anual entre 1322 e 1769 mm
(MORENO, 1961).
América do Sul
Brasil
RS
Uruguaiana
29
54
0
Santa Maria
Porto
Alegre
Torres
Erechim
Passo Fundo
Cruz Alta
Pelotas
Santa Rosa
Alegrete
São Borja
Uruguai
Oceano
Atlântico
Argentina
Estado de
Santa Catarina
RIO GRANDE DO SUL - RS
53
30
K
53
Tabela 1 Média dos dados climáticos para a região de Santa Maria, RS, Brasil para
período de 1964 a 2006.
Mês Precipitação (mm) T
máx
(
0
C) T
min
(
0
C)
J 152,2 30,6 19,4
F 133,8 30,0 19,4
M 146,9 28,6 18,1
A 153,0 25,0 14,9
M 131,4 22,1 12,0
J 146,9 19,4 9,8
J 152,9 19,4 9,7
A 125,1 20,8 10,6
S 156,8 22,0 11,7
O 158,2 24,9 14,2
N 131,3 27,4 16,0
D 144,6 29,8 18,2
3.4 Solos
O mapa de solos descritos no levantamento semidetalhado de solos (ABRÃO
et al., 1988) foi atualizado pelo Sistema Brasileiro de Classificação de Solos
(EMBRAPA, 2006). O mapa original foi transpassado para o formato digital por meio
de scanner, em resolução de 600dpi, sendo esta imagem georeferenciada a base
cartográfica na projeção UTM (zona 22, datum SAD69). As classes de solos foram
digitalizadas no software ARCGis9.0 (Figura 2).
O estudo foi realizado em floresta implantada de diferentes idades e campo
nativo em Argissolo Vermelho-Escuro distrófico arênico (EMBRAPA, 2006),
pertencente à Unidade de Mapeamento São Pedro (BRASIL, 1973). São
caracterizados como solos mediamente espessos, não hidromórficos, bem
drenados, cor avermelhada, textura superficial franco-arenosa com presença de B
textural, sendo pobres em matéria orgânica (STRECK et al., 2008). A unidade de
mapeamento estudada ocorre em aproximadamente 139,2 ha da área da estação
experimental (24,7%), apresentando horizonte A espesso e o horizonte B com
estrutura mais desenvolvida, com presença de material mais grosseiro. O local é
utilizado como área experimental de conservação de solos e com reflorestamento
(ABRÃO et al., 1988).
54
Figura 2 Descrição dos solos do Centro de Pesquisas de Recursos Florestais - Fepagro Florestas,
Santa Maria, RS, Brasil. (Escala 1:15.000).
RA: Neossolo aluvial; RL: Neossolo litólico; RQ: Neossolo quartzarênico; RE: Neossolo
regolítico; GX: Tipo 1 e 2: Gleissolo; PBACal: Tipo 1, 2, 3 e 4: Argissolo bruno-acinzentado;
PVd: Tipo 1, 2, 3 e 4: Argissolo vermelho-escuro distrófico-arênico - 1: textura
média/argilosa e fase: ondulada; 2: textura média/argilosa e fase: suave ondulada; 3:
textura média e fase suave ondulada; 4: textura média e fase: ondulada; PVAal: Argissolo
vermelho-amarelo; T: Terreno ravinado; Povoamentos de E sp. com 20 (E1), 44 (E2) e 240
(E3) meses de idade e campo nativo (CN). Coordenadas Norte (N) e Leste (E) em metros,
projeção UTM (zona 22S, datum SAD69).
3.5 Histórico e caracterização da vegetação
A reconstrução do histórico de ocupação e a caracterização da vegetação
foram realizadas através de entrevistas com funcionários da instituição bem como
!
!
!
"
#
#
#
"#
"
%
%
%
%
"
!
216000 217000 218000 219000 220000
6713000 6714000 6715000 6716000 6717000
K
55
com a utilização da técnica da fotointerpretação digital. Foram utilizadas fontes
cartográficas, como a carta topográfica de Santa Maria-SO em escala 1:25.000,
FolhaSH 22-V-C-IV/1-SO MI-2965/1-SO, elaborada pela Divisão de Serviço
Geográfico (DSG) do Exército Brasileiro. Para o acervo fotográfico utilizou-se fotos
aerofotogamétricas correspondendente aos anos de 1964 (Figura 3), 1988 (Figura 4)
e 1996 (Figura 5) na escala de 1:20.000, e para o ano de 2008 (Figura 6) utilizou-se
uma imagem do provedor Google Earth. As imagens em papel foram convertidas em
formato digital utilizando scanner, em resolução de 600dpi, sendo posteriormente
georeferenciadas na projeção UTM (zona 22S, datum SAD69), sendo os
delineamentos da vegetação vetorizados no software ARCGIS9.0. Esta
representação permitiu descrever os limites de cada vegetação ao longo do relevo, o
avanço de recobrimento com florestas, a alteração de uso dos solos, bem como,
permitir a correta datação dos períodos de plantios dos locais estudados.
De maneira geral, ABRÃO et al. (1988) descreve que a predominância de
campos (50%) é a tipologia vegetal típica do local com presença de espécies
rizomatosasestoloníferas de baixo porte, com ocorrência natural da espécie
Paspalum notatum Fluegge, e espécies dos gêneros Axonopus, Andropogon,
Panicum e Aristida. As formações florestais, principalmente nativas situam-se nas
galerias ou margens ao longo do curso de água. Esta tipologia possui predomínio de
espécies de porte baixo, como espécies da família Myrtaceae, Anacardiaceae e
Leguminosae, sendo que esta vegetação original encontra-se modificada em virtude
da introdução de espécies tanto nativas quanto exóticas de porte alto.
56
Figura 3 Descrição do histórico de ocupação dos solos da Fepagro Florestas, Santa Maria, RS, Brasil
(Escala 1:20.000) para o ano de 1964. Povoamentos de E sp. com 20 (E1), 44 (E2) e 240
(E3) meses de idade e campo nativo (CN). Coordenadas Norte (N) e Leste (E) em metros,
projeção UTM (zona 22S, datum SAD69).
Figura 4 Descrição do histórico de ocupação dos solos da Fepagro Florestas, Santa Maria, RS, Brasil
(Escala 1:20.000) para o ano de 1988. Povoamentos de E sp. com 20 (E1), 44 (E2) e 240
(E3) meses de idade e campo nativo (CN). Coordenadas Norte (N) e Leste (E) em metros,
projeção UTM (zona 22S, datum SAD69).
!
!
!
"
#
#
#
"
#
"
%
%
%
%
"
!
218000 218500
6714000 6714500
!
!
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"
#
#
#
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#
"
%
%
%
%
"
!
216000
.000000
217000
.000000
218000
.000000
219000
.000000
6714000
.000000
6715000
.000000
6716000
.000000
K
K
0
100
200
m
216000 217000 218000 219000 220000
6713000 6714000 6715000 6716000 6717000
!
!
!
"
#
#
#
"
#
"
%
%
%
%
"
!
218000
.000000
218500
.000000
6714000
.000000
6714500
.000000
0
100
200
m
K
K
57
Figura 5 Descrição do histórico de ocupação dos solos da Fepagro Florestas, Santa Maria, RS, Brasil
(Escala 1:20.000) para o ano de 1996. Povoamentos de E sp. com 20 (E1), 44 (E2) e 240
(E3) meses de idade e campo nativo (CN). Coordenadas Norte (N) e Leste (E) em metros,
projeção UTM (zona 22S, datum SAD69).
Figura 6 Descrição de ocupação dos solos da Fepagro Florestas, Santa Maria, RS, Brasil para o ano
de 2008. Povoamentos de E sp. com 20 (E1), 44 (E2) e 240 (E3) meses de idade e campo
nativo (CN). Fonte: Google earth.
K
CN
CN
CN
E1
E2
E3
CN
!
!!
"
#
#
#
"
#
"
%
%
%
%
"
!
216000
.000000
217000
.000000
218000
.000000
219000
.000000
6714000
.000000
6715000
.000000
6716000
.000000
6717000
.000000
!
!
!
"
#
#
#
"
#
"
%
%
%
%
"
!
218000 218500
6714000 6714500
0
100
200
m
K
K
58
3.6 Descrição dos tratamentos
O estudo foi conduzido em florestas de eucalipto com idades de 20 (E1), 44
(E2) e aproximadamente 240 (E3) meses de idade (julho de 2008), bem como em
campo nativo (CN).
O tratamento E1 corresponde ao povoamento de E. sp. com 20 meses de
idade implantado sob vegetação de campo nativo, em planície suave do relevo. Pelo
histórico de uso do solo e caracterização da vegetação pode-se observar que das
Figuras 3, 4, 5 e 6 (referentes a 1964, 1988, 1996 e 2008) o local era
predominantemente ocupado por campo nativo em pousio. Registra-se no rebordo
ao lado norte a presença de bosque misto, com espécies de eucalipto e pinheiro. Ao
quadrante sul apresenta a contínua vegetação campestre. A área recebia freqüentes
intervenções, como roçada mecânicas.
Este povoamento foi implantado em novembro de 2006 sob diferentes preparo
de solo. Foi realizada antes da instalação das parcelas, a roçada mecânica em toda
a área e o controle de formigas. A área total abrange 0,72 ha, representado por três
blocos com quatro parcelas de 600 m
2
cada uma, correspondendo aos tratamentos
de preparo do solo (na linha): plantio direto, escarificação, escarificação mais grade
niveladora e enxada rotativa. O plantio das mudas foi realizado em novembro de
2006, sob espaçamento 3x2m com 100 plantas por parcela (10 linhas e 10 plantas
por linha), utilizando mudas da Tecnoplanta Florestal Ltda produzidas a partir de
pomar clonal. O replantio foi realizado no primeiro mês, em torno de 15% e a
adubação trinta dias após o plantio, utilizando da formulação 33-80-18 NPK,
equivalendo em torno de 218 Kg ha
-1
baseado na recomendação do CQFS-RS/SC.
Até a presente idade não haviam sido feitas qualquer trato silvicultural, como
desbaste ou desrama, apenas roçadas mecânicas aos dois e aos sete meses após o
plantio (PREVEDELLO, 2008). Neste estudo avaliou-se somente o tratamento sob o
efeito do preparo de solo utilizando a escarificação e grade niveladora.
O tratamento E2 corresponde ao povoamento de E. sp. com 44 meses,
implantado sob vegetação de campo nativo em topo de relevo, com área de 0,225
ha. Pelo histórico de uso do solo e caracterização da vegetação pode-se observar
que das Figuras 3, 4, 5 e 6 (referentes a 1964, 1988, 1996 e 2008) o local era
predominantemente ocupado por campo nativo, o qual recebia freqüentes roçadas
59
mecânicas. No rebordo ao sentido norte, leste e oeste verificam-se a presença
predominante de espécies características do sistema botânico nativo (campo). No
quadrante sul, na Figura 4 (1988) verifica-se a presença de bosque homogêneo do
gênero Pinus. A implantação foi realizada em novembro de 2004, constituindo-se de
roçada mecânica em toda a área e preparo de solo somente na linha utilizando
enxada rotativa acoplada ao trator em 15 cm de profundidade. O plantio e replantio
das mudas foram realizados em outubro de 2004 sob espaçamento 3x1,5m,
consistindo de 20 linhas com 25 plantas por linha utilizando mudas produzidas no
viveiro da estação experimental. Foram realizadas roçadas entre-linha e combate a
formigas nos primeiros seis meses, aplicação de ROUNDUP
®
em dezembro de
2004, bem como, não foi realizado adubação no momento do plantio. Não se
verificou qualquer tipo de trato silvicultural, como desbaste ou desrama até a
presente idade. Em função da queda de algumas árvores deste povoamento de
Pinus, verifica-se a mortalidade de algumas árvores neste tratamento,
principalmente na direção sul do povoamento.
O tratamento E3 corresponde ao povoamento de E. sp. com
aproximadamente 240 meses de idade, em área total, de aproximadamente, 1,21
ha. Implantado aproximadamente em 1988 (Figura 4 e 5), sob área de campo nativo.
No rebordo ao sentido norte tem-se a presença de uma área experimental de
conservação de solos e ao sentido ao sul, limite da propriedade, a predominância de
campo nativo. O preparo de solo foi simples realizado somente na linha. O plantio foi
realizado sob espaçamento 3x2m, obedecendo à declividade do terreno. Foram
realizadas roçadas entre-linha e combate a formigas nos primeiros anos de
crescimento, bem como intervenções silviculturais, como alguns desbastes.
O tratamento CN refere-se ao campo nativo, predominante no local, manejado
frequentemente somente por roçadas mecânicas.
60
3.7 Vegetação
3.7.1 Dendrometria das árvores e produção florestal
A dendrometria das árvores foi realizada em fevereiro e março de 2008 por
meio de inventário florestal descrito na Figura 7, utilizando a metodologia de censo
nos povoamentos com 20 (E1) e 44 (E2) meses de idade e amostragem no
povoamento com 240 meses de idade (E3).
E1
E2
E3
CN
E. sp. – 20 meses
E. sp. – 44 meses
E. sp. 240 meses
Campo nativo
3,0x2,0m
3,0x1,5m
3,0x2,0m
0,180 ha
0,225 ha
1,21 ha
Figura 7 Dados gerais dos tratamentos, Fepagro Florestas, Santa Maria, RS, Brasil.
No caso de amostragem, utilizaram-se parcelas circulares, com raio de 5m,
distanciadas 20m na linha e 15m na entre-linha de amostragem, visando à
amostragem de 5 a 10% da área total. Foram medidos todos os diâmetros à altura
do peito (dap) utilizando-se de cálibre ou suta (FINGER, 1992) bem como 10% da
altura das árvores por povoamento, selecionadas aleatoriamente, com auxílio de
hipsômetro vertex.
A área basal por árvore foi calculada conforme Finger (1992):
Sendo,
g
i
= área basal da árvore (m
2
);
d
i
= diâmetro a altura do peito (m).
4÷)
d
×Π(=g
i
2
i
61
A área basal média por hectare foi calculada considerando o somatório das
áreas basais individuais na área amostral pelo número de árvores por hectare.
n÷)N×g(=G
n
1=n
i
Sendo,
G = área basal (m
2
ha
-1
);
g
i
= área basal das árvores medidas na área experimental (m
2
área
-1
);
N = número de árvores por hectare;
n = número de árvores medidas na área experimental.
Para o tronco, foi medida a altura total sendo realizada a cubagem com e sem
casca pelo método de Smalian (FINGER, 1992) e obtido o volume com e sem casca
para cada árvore-amostra:
)
3
1
×l×g(+)l×
2
g+g
(+v=v
nni
1+ii
0
Sendo,
V = volume da árvore-amostra (m
3
);
v
0
= volume do toco;
g
i
= área basal na i-ésima posição;
l
i
= comprimento da secção na i-ésima posição;
g
n
= área basal do cone;
l
n
= comprimento do cone.
Para o cálculo do volume com e sem casca por hectare foi calculado o fator
de forma com e sem casca (FINGER, 1992) para cada povoamento:
cilindro
rigoroso
3,1
v
v
=f
62
Sendo,
f
1,3
= fator de forma artificial (com e sem casca);
v
rigoroso
= volume (com e sem casca) obtido pelo método de Smalian;
v
cilindro
= volume (com e sem casca) do cilindro com diâmetro a 1,3 (v
cilindro
= g.h).
O volume de madeira foi calculado por classe de freqüência pela distribuição
dos diâmetros a altura do peito (dap) em cada povoamento, em três classes
diâmetricas tendo por centros de classe os diâmetros a altura do peito (dap)
desejado das árvores-amostra, obtido a partir do cálculo do desvio padrão, sendo
este utilizado tamm para o cálculo da área basal (com e sem casca) por classe de
diâmétrica. O volume de madeira (m
3
) com e sem casca em cada classe diâmétrica
foi calculado pela equação:
n×f×h×g=v
c/c3,1iic/c
Sendo,
v
c/c
= volume com casca na classe diâmetrica (m
3
);
g
i
= área basal da árvore-amostra com casca na classe diâmetrica (m
2
);
h
i
= altura da árvore-amostra (m);
f
1,3c/c
= fator de forma artificial com casca;
n = número de árvores na classe diâmetrica.
n×f×h×g=v
c/s3,1iic/s
Sendo,
v
s/c
= volume sem casca na classe diâmetrica (m
3
);
g
i
= área basal da árvore-amostra sem casca na classe diâmetrica (m
2
);
h
i
= altura da árvore-amostra (m);
f
1,3c/c
= fator de forma artificial sem casca;
n = número de árvores na classe diâmetrica.
63
O volume por hectare (m
3
ha
-1
) com e sem casca em cada povoamento:
n÷)N×v(=
V
n
1=n
c/ic
c/c
Sendo,
V
c/c
= volume com casca por hectare (m
3
ha
-1
);
v
ic/c
= volume da árvore-amostra com casca na classe diâmetrica (m
3
);
N
= número de árvores por hectare;
n
= número de árvores na área experimental.
n÷)N×v(=
V
n
1=n
c/is
c/s
Sendo.
V
s/c
= volume sem casca por hectare (m
3
ha
-1
);
v
is/c
= volume da árvore-amostra sem casca na classe diâmetrica (m
3
);
N
= número de árvores por hectare;
n
= número de árvores na área experimental.
3.7.2 Biomassa e estoque de carbono nos povoamentos de
E.
sp
Para a determinação da biomassa arbórea dos povoamentos florestais bem
como do seu estoque de carbono foram selecionadas três árvores-amostra, por
tratamento, considerando, Sanquetta (2002), o método da árvore individual, através
da seleção de uma árvore, em geral a árvore de diâmetro médio. Como critério para
seleção das outras árvores-amostra, calculou-se o desvio padrão da distribuição dos
valores de diâmetro a altura do peito em cada povoamento. Este valor indica à
amplitude de distribuição de praticamente 95% dos valores de diâmetro a altura do
peito em relação ao valor médio. Selecionaram-se a árvore de diâmetro à altura do
peito (dap) médio, a árvore de diâmetro superior (valor de dap+desvio padrão) e a
árvore de diâmetro inferior (dap-desvio padrão) em cada local.
64
( )
N÷
X
X=s
n
1=n
2
m
Sendo,
s
= desvio padrão;
X
= valores observados (diâmetro a altura do peito);
X
m
= média dos valores observados (diâmetros a altura do peito);
N
= número de observações (árvores medidas).
As árvores selecionadas foram abatidas, com utilização de moto-serra, sendo
posteriormente realizado à separação e pesagem das folhas e galhos (Figura 8).
Figura 8 Desgalhamento (a) e desfolha (b) das árvores dos povoamentos de E. sp. com 20 (E1), 44
(E2) e 240 (E3) meses de idade, Fepagro Florestas, Santa Maria, RS, Brasil.
Foram retiradas subamostras de folhas e galhos para a determinação da
massa seca. O peso da massa seca total de folhas e galhos de cada árvore-amostra
obtido pela expressão (SOARES; OLIVEIRA, 2002):
g;fg;fg;fg;f
PUA÷)PSA×PUT(=PST
Sendo,
PST
f;g
= peso seco total de folhas (f) ou galhos (g) (Mg);
PUT
f;g
= peso úmido total de folhas (f) ou galhos (g) no campo (Mg);
a b
65
PSA
f;g
= peso seco da amostra de folhas (f) ou galhos (g) (Mg);
PUA
f;g
= peso úmido da amostra de folhas (f) ou galhos (g) (Mg).
O lenho foi pesado com e sem casca, a fim de determinar o peso de massa
seca de madeira e casca (Figura 9).
Figura 9 Cubagem pelo método de Smalian (a); Pesagem dos toretes com casca (b); Descasque (c);
Pesagem dos toretes sem casca (d) das árvores-amostra dos povoamentos de E. sp. com
20 (E1), 44 (E2) e 240 (E3) meses de idade, Fepagro Florestas, Santa Maria, RS, Brasil.
Para a determinação do peso seco destes compartimentos foram retiradas
três secções transversais do tronco (madeira e casca) com aproximadamente 2,5cm
de espessura em três subdivisões do fuste (inferior médio e superior). O peso de
material seco total de cada árvore-amostra (lenho e casca) foi obtido pela soma das
subdivisões do fuste seco (lenho e casca) considerando os valores de peso seco da
amostra (lenho e casca) obtido em cada subdivisão, pela equação:
a
c
b
d
66
c;lc;lc;lc;l
PUA÷)PSA×PUT(=PST
Sendo,
PST
l;c
= peso seco total de lenho (l) ou casca (c) (Mg);
PUT
l;c
= peso úmido total de lenho (l) ou casca (c) no campo (Mg);
PSA
l;c
= peso seco da amostra de lenho (l) ou casca (c) (Mg);
PUA
l;c
= peso úmido da amostra de lenho (l) ou casca (c) (Mg).
O material coletado foi conduzido ao laboratório de Sementes da Fundação
Estadual de Pesquisa Agropecuária Fepagro Florestas sendo determinado o peso
de massa seca após colocação em estufa a 60
0
C por 72 horas. O peso de massa
seca (Mg ha
-1
) por compartimento foi calculado conforme Santana et al. (2008), onde
a massa seca de cada compartimento arbóreo foi multiplicada pelo número de
árvores por hectare. O estoque de carbono (Mg ha
-1
) da massa seca (Mg ha
-1
) em
cada compartimento foi multiplicado pelo fator de 0,45.
PB
c
=
PBi
c
x
N
Sendo,
PB
c
= Massa seca (Mg ha
-1
) no compartimento (casca, lenho, folhas ou galhos);
PBi
c
= Massa seca (casca, lenho, folhas ou galhos) da árvore-amostra (Mg);
N
= número de árvores por hectare.
CB
=
PB
c
x 0,45
Sendo,
CB
= estoque de carbono (Mg ha
-1
) na massa seca do compartimento arbóreo
(casca, lenho, folhas ou galhos);
PB
c
= Massa seca (Mg ha
-1
) no compartimento arbóreo (casca, lenho, folhas ou
galhos).
67
3.7.3 Carbono no piso florestal e no campo
Para a determinação do carbono no piso florestal, considerando para isto a
serapilheira no E2 e E3, a vegetação de cobertura para o E1 (presença de
vegetação campestre em transição) e para o campo (CN) foram coletadas 24
amostras simples por área, utilizando moldura de ferro de 0.25 m
2
, sendo esta
arremessada aleatoriamente sobre o solo.
Foi desconsiderado o peso do sistema radicular obtido nas amostras de
campo nativo visto que as raízes não foram quantificadas nos demais tratamentos.
As amostras foram acondicionadas em sacos de papel identificados e após foram
mantidas a 60
o
C por 120 horas em estufa no laboratório de Sementes da Fundação
Estadual de Pesquisa Agropecuária – Fepagro Florestas (Figura 10).
Figura 10 Serapilheira (a) dos povoamentos de E. sp. com 20 (E1), 44 (E2) e 240 (E3) meses de
idade e vegetação (b) de campo nativo (CN); material embalado (c); pesagem (d),
Fepagro Florestas, Santa Maria, RS, Brasil.
Após estas foram trituradas grosseiramente (Figura 11a), homogeneizadas e
repassadas em um Triturador - Moinho MA048 marca Marconi (Figura 11b), sendo
posteriormente acondicionadas em recipientes hermeticamente fechados, para
posteriori determinação do carbono. Cada três amostras constituíram uma repetição
composta, rigorosamente homogeneizada, totalizando oito amostras por área.
a
b
c
d
68
Figura 11 Trituração grosseira (a) e fina (b) da serapilheira dos povoamentos de E. sp. com 20 (E1),
44 (E2) e 240 (E3) meses de idade e da vegetação de campo nativo, Fepagro Florestas,
Santa Maria, RS, Brasil.
Os valores reportados pelas oito repetições da massa seca do piso florestal e
da vegetação de campo nativo bem como o seu estoque de carbono ainda foram
posteriormente submetidos ao cálculo do desvio padrão (DP) obtendo uma
amplitude de variação de praticamente 95% dos valores para a possibilidade de
análise conjunta aos valores de massa seca arbórea bem como do seu estoque de
carbono para a possível comparação da massa seca total nas florestas bem como o
seu estoque de carbono ao campo nativo. Deste cálculo foi possível obter três
repetições por tratamento, constituindo estes do valor médio (massa seca e estoque
de carbono), valor médio mais o desvio padrão e valor médio menos o desvio
padrão em cada tratamento.
3.8 Solo
A coleta de solo foi realizada em quatro trincheiras, por tratamento, com 1,0 x
0,6 m e profundidade média de 1,3 m, localizadas na entre-linha de plantio. A
localização destas, no E1 e E2, foi determinada devido à observação da
proporcionalidade igualitária do dap das árvores vértices na trincheira e
homogeneidade na densidade de plantas (efeito clareira). No E3 estas foram
localizadas nas entre-linhas de plantio e no CN, estas foram alocadas em função da
a b
69
proximidade de cada sistema florestal avaliado. As trincheiras do povoamento com
20 meses de idade (E1) apresentaram uma profundidade média de 1,28m (1,15 a
1,4m), no povoamento com 44 meses de idade (E2) de 1,21m (1,15 a 1,3m), no
povoamento com 240 meses de idade (E3) esta profundidade média foi de 1,03m
(0,83 a 1,12m) e para o campo nativo uma profundidade média de 1,16 (1,12 a
1,2m). Deste modo os perfis foram divididos em seis camadas observando as
características morfológicas visuais como cor, textura e consistência para a distinção
das camadas, medindo-se a profundidade de cada uma além de ser efetuado
registrado de cada perfil por meio de fotografias digitais. Em cada ponto de coleta foi
registrado as coordenadas geográficas com uso de GPS Garmin considerando a
zona 22S e o datum SAD69. Para as análises físicas e químicas foram coletadas
amostras de solo em estrutura preservada e estrutura não preservada. No
laboratório de Física do Solo, Universidade Federal de Santa Maria, as amostras
foram secadas ao ar (TFSA) em caixas de madeira por uma semana, destorroadas e
peneiradas em malha de 2 mm para posteriormente serem analisadas.
3.8.1 Caracterização química do solo
A caracterização química foi realizada para caracterização dos tratamentos
dado à afirmação de Andrade (1961)
1
. Ela foi realizada no Laboratório de Análise
Química e Fertilidade do Solo (Figura 12), Universidade Federal de Santa Maria
conforme TEDESCO et al. (1995) sendo P e K disponíveis por extrator de Mehlich
(Tabela 2).
Figura 12 Análise química do solo (leitura de pH
água
e índice SMP).
1
As plantações de eucalipto são mais indiferentes à composição química do que às suas
propriedades físicas
70
A determinação de N total foi obtida via autoanalisador CHNS e a matéria
orgânica obtida pela percentagem de carbono determinado via autoanalisador CHNS
(%C*1,72). A CTC
7,0
foi obtida pela soma dos cátions (Ca, Mg, K, Na, Mn) ao (H
+
+
Al
+++
) e a
CTC
efetiva
obtida pela soma dos cátions (Ca, Mg, K e Al
+++
)., Se constata
uma baixa qualidade de fertilidade química do solo nos locais estudados, expresso
pela baixa presença de elementos minerais essenciais, como nitrogênio, cálcio,
magnésio, fósforo e potássio, e a existência de acidez expressa pelos baixos valores
de pH e alta presença de alumínio (Tabela 2).
Tabela 2
Caracterização química do solo dos povoamentos de E. sp com 20 (E1),
44 (E2) e 240 (E3) meses de idade e campo nativo (CN), Fepagro
Florestas, Santa Maria, RS, Brasil.
Camada 1 Camada 2 Camada 3
Características
E1 E2 E3 CN E1 E2 E3 CN E1 E2 E3 CN
pH - H
2
0
4.9 4.5 4.8 5.1 4.9 4.6 4.9 5.0 5.1 4.8 5.0 5.1
(H
+
+ Al
+++
)
5.3 5.2 5.1 5.5 5.1 5.0 5.0 5.2 5.2 5.0 5.3 5.3
Al
3+
trocável
3.0 4.0 4.1 2.6 4.5 4.8 4.6 3.6 3.8 4.8 4.4 3.9
M.O.
1.77 1.37 1.35 1.50 1.61 1.55 1.25 0.47 1.29 1.36 0.85 0.39
N
total
(%)
0.091
0.075
0.065
0.057
0.069
0.071
0.059
0.064
0.060
0.066
0.044
0.054
P (mg dm
-3
) 2.02 2.03 1.76 2.67 0.95 1.33 0.95 1.51 0.55 0.64 0.83 1.05
K
+
(mg dm
-3
) 42.0 54.5 42.5 73.5 23.0 55.5 39.0 36.5 23.0 58.0 18.0 27.0
Ca
++
2.7 1.1 0.8 2.3 3.2 2.1 1.0 2.2 4.1 2.9 3.3 2.4
Mg
++
1.5 1.3 1.2 1.0 0.7 1.0 0.7 0.9 0.9 0.6 1.2 0.7
Mn 8.2 21.8 10.1 7.4 2.0 6.1 4.5 3.2 2.6 3.4 2.9 1.4
CTC
7,0
59.7 83.9 59.7 89.6 33.9 69.7 50.2 48.1 35.7 69.9 30.7 36.8
CTC
efetiva
49.2 60.9 48.5 79.3 31.4 63.4 45.3 43.2 31.7 66.3 26.9 34.0
Camada 4 Camada 5 Camada 6
Características
E1 E2 E3 CN E1 E2 E3 CN E1 E2 E3 CN
pH - H
2
0
5.2 4.9 5.1 5.2 5.3 4.9 5.2 5.2 5.4 4.8 5.2 5.2
(H
+
+ Al
+++
)
5.3 5.1 4.5 5.5 5.1 5.0 4.3 4.9 5.0 5.0 4.4 4.6
Al
3+
trocável
3.9 4.1 7.0 4.0 4.7 5.0 7.1 4.9 5.0 5.5 6.2 7.1
M.O.
1.09 1.15 1.58 0.34 1.22 1.13 1.37 0.98 1.16 1.08 1.11 0.98
N
total
(%)
0.051
0.057
0.070
0.046
0.057
0.058
0.063
0.051
0.058
0.056
0.056
0.051
P (mg dm
-3
) 0.48 0.47 0.43 0.99 0.45 0.40 0.28 0.61 0.34 0.37 0.38 0.30
K
+
(mg dm
-3
) 27.0 53.0 26.5 42.5 23.0 48.8 28.0 69.5 34.0 42.5 28.0 78.5
Ca
++
4.8 3.5 5.6 2.5 6.2 5.3 5.6 3.6 6.9 6.1 3.0 5.0
Mg
++
1.4 1.3 2.3 0.7 1.8 1.8 2.7 1.4 2.3 2.2 1.5 2.2
Mn (ml dm
-3
) 2.3 3.3 2.0 1.3 1.0 0.7 1.2 1.1 1.3 0.7 2.5 1.7
CTC
7,0
40.8 66.2 40.8 52.4 37.1 61.6 41.8 80.5 49.5 56.5 39.4 92.0
CTC
efetiva
37.1 61.9 41.3 49.6 35.7 60.8 43.3 79.4 48.1 56.3 38.6 92.8
* Valores expressos em cmol
c
.dm
-3
71
3.8.2 Textura do solo
A análise granulométrica foi realizada pela quantificação do teor de argila
(<0,002mm), silte (0,002 a 0,05mm), areia fina (0,05 a 0,2mm) e areia grossa (0,20 a
2mm) pelo método da pipeta (EMBRAPA, 1997), utilizando-se 20g TFSA e como
dispersante o NaOH, obtida pela média de duas amostras em cada profundidade.
3.8.3 Densidade do solo e de partícula
A densidade do solo foi expressa pela razão entre a massa de solo seco
(TFSE) e volume do anel, e a densidade de partícula foi determinada pelo método
do balão volumétrico modificado (GUBIANI et al., 2006), Figura 13. A densidade foi
obtida pela média de duas amostras para cada profundidade.
Figura 13 Determinação da densidade de partícula pelo método do balão volumétrico modificado,
sendo a pesagem (a), a aferição com álcool etílico (b) e os balões com solo e álcool
etílico (c).
3.8.4
Porosidade do solo
Foi medida em amostras de solo com estrutura preservada. Os cilindros foram
revestidos na parte inferior com pano poroso, presos com auxílio de borracha e
saturados por 24 horas. Após as amostras foram pesadas e colocadas em Mesa de
Tensão sob uma coluna de água de 60cm (6Kpa). Decorrido 72 horas o material foi
retirado, pesado e conduzido à estufa por 48 horas, sendo calculada à percentagem
de umidade e a microporosidade de cada amostra. A porosidade total foi calculada
a b
c
72
pela razão entre a densidade do solo e a densidade de partícula, multiplicada por
100, descrita na equação abaixo. A diferença entre estas duas determinações
resultou no valor de macroporosidade.
Pt
= (1-
Ds
/
Dp
)
Sendo,
Pt
= porosidade total (m
3
m
-3
);
Ds
= densidade do solo (Mg m
-3
);
Dp
= densidade de partícula (Mg m
-3
).
3.8.5 Fracionamento físico da matéria orgânica do solo
Para o fracionamento físico foram avaliadas as camadas de 0,0-0,10m e 0,10-
0,20m, em cada trincheira. A análise foi realizada pelo método granulométrico, por
Cambardella; Elliott (1992); Costa et al. (2004) e Bayer et al. (2004), no laboratório
de Física do Solo, Universidade Federal de Santa Maria (Figura 14).
Foram pesados 10 g de solo a 60 ml de hexametafosfato de sódio (5g L
-1
)
sendo mantido em agitador horizontal por 16 horas. Após o material foi separado por
peneiramento utilizando lavagem com jatos de água destilada em peneira de 53µm.
O material retido na peneira (53µm) foi considerado como fração particulada ou
denominada MMO ou COP, é por Nicoloso (2005) considerada como o material
orgânico associado à fração areia, podendo, esta fração se desejado, conforme
Golchin et al. (1994) citado por Diekow (2003) ser subdividida ainda em leve livre e
oclusa. O material que transpassou a peneira de 53µm foi considerado como o
material orgânico associado aos minerais, denominada de COM (Figura 14). Em
estufa a 60
0
C o material foi secado, posteriormente moídos em gral de Ágata para a
obtenção de material homogêneo e após encaminhadas para análise de carbono.
73
Figura 14 Fracionamento físico da matéria orgânica do solo obtendo a fração particulada (MMO) e a
fração associada a minerais (COM).
3.8.6 Determinação do estoque de carbono
A determinação do carbono do solo, nas frações da matéria orgânica, piso
florestal (serapilheira) e na vegetação de campo foi realizada pelo método de
combustão seca, utilizando Analisador Elementar modelo FlashEA 1112, marca
Thermo Electron (CHNS), do Departamento de Solos, na Universidade Federal de
Santa Maria.
74
Para a comparação entre os tratamentos foi calculado o estoque de carbono
no solo (Mg ha
-1
) e nas diferentes frações da matéria orgânica, em cada
profundidade (MACHADO, 2005), considerando assim a densidade do solo e a
espessura da camada.
EC
=
C
x
ds
x
p
/10
Sendo,
EC
= estoque de carbono no solo (Mg ha
-1
);
C
= teor de carbono na camada de solo (g kg
-1
solo);
ds
= densidade do solo na camada (g cm
-3
);
p
= espessura da camada de solo (cm).
3.9 Análise estatística
As análises estatísticas foram realizadas utilizando o pacote estatístico SAS
(2002).
Os dados foram submetidos ao teste de homogeneidade de variância pelo
teste de χ2 –Bartlett e a normalidade dos dados pelo teste de Shapiro-Wilk. Caso a
análise resultasse em heterocedastia das variâncias ou não seguisse a tendência
normal de distribuição dos dados foi realizada a transformação dos valores para a
base logarítmica (natural). Em determinados conjunto de dados, principalmente aos
valores de carbono, foi somado a constante um (1) devido à transformação
matemática ter gerado dados negativos.
3.9.1 Massa seca vegetal total e estoque de carbono vegetal total
Para identificar possíveis diferenças entre tratamentos os dados de massa
seca total das florestas (árvores e piso florestal) e campo nativo bem como o
estoque de carbono neste material foram submetidos à análise de variância e a
comparação de médias pelo teste de Tukey ao nível de 5% de probabilidade.
75
3.9.2 Massa seca arbórea e estoque de carbono arbóreo
Os resultados de massa seca e o estoque de carbono em cada componente
arbóreo por tratamento foram submetidos à análise de variância e teste de
comparação de médias pelo Teste de Tukey ao nível de 5% de probabilidade e
posteriormente realizado a correlação linear de Pearson de cada componente
arbóreo com a idade dos povoamentos. O teste de comparação de médias foi
aplicado somente se os dados de massa seca de cada componente bem como o
seu estoque de carbono em função da idade dos povoamentos apresentassem a
independência dos dados obtidos pelo Teste de Durbin-Watson, citado por Urbano
(2007), em que um dado obtido em uma idade está fortemente correlacionado ou
dependente (inexistência de independência dos dados) ao mesmo dado na idade
seguinte indica-se mais apropriadamente o uso da análise de regressão na análise
de tais tendências. Além disto, Schneider (1998) propõe a importância deste teste
em análise de regressão indicando que se os erros são dependentes existe uma
correlação em série não se podendo utilizar as análises de t e F no teste de
hipóteses.
3.9.3 Massa seca e estoque de carbono no piso florestal
Os resultados de massa seca do piso florestal bem como do seu estoque de
carbono foram submetidos à análise de variância e a comparação de médias pelo
teste de Tukey ao nível de 5% de probabilidade.
3.9.4 Propriedades físicas e carbono no solo e nas frações da matéria orgânica
Os dados das propriedades físicas do solo, teor e estoque de carbono no solo
e nas frações da matéria orgânica do solo foram submetidos à análise de variância e
a comparação de médias pelo Teste de Tukey e Teste de Duncan (número
diferentes de observações) ao nível de 5% de probabilidade. Realizou-se ainda a
correlação linear de Pearson para o teor e estoque de carbono no solo, densidade
do solo, profundidade e percentagem de matéria orgânica, areia total e argila.
4 RESULTADOS E DISCUSSÃO
4.1 Dendrometria das árvores e produção florestal
Pelo inventário florestal (Tabela 3) foi possível caracterizar os tratamentos
quanto aos parâmetros dendrométricos, quanto à produção biométrica florestal, bem
como determinar os valores de desvio padrão em relação ao diâmetro a altura do
peito, em cada tratamento para a seleção das árvores-amostra.
TABELA 3
Produção dos povoamentos de E sp. com 20 (E1), 44 (E2) e 240 (E3)
meses de idade, Fepagro Florestas, Santa Maria, RS, Brasil.
Povoamentos de E. sp.
Dendrometria
E1 E2 E3
Número de árvores ha
-1
1506 1609 799
Área basal: m
2
ha
-1
55,2 136,2 137,7
Volume c/c: m
3
ha
-1
21,2 131,7 467,1
Volume s/c: m
3
ha
-1
16,6 127,7 459,7
dap médio: cm 4,7 10,8 21,9
dap médio + (s): cm 6,7 14,9 33,3
dap médio – (s): cm 2,6 6,8 10,6
ff
1/3
médio com casca 0,5975 0,5439 0,4697
ff
1/3
médio sem casca 0,5954 0,4960 0,4473
c/c: com casca; s/c: sem casca; dap: diâmetro a altura do peito (cm); s: desvio padrão do diâmetro a
altura do peito; ff
1/3
: fator de forma artificial.
Considerando os critérios, como árvore normal, morta, bifurcada (considerado
abaixo do diâmetro a altura do peito), quebrada, doente e com brotação, no
povoamento com 20 meses de idade (E1), 79,53% são árvores normais, 14,77% são
mortas, 5,03% bifurcadas e 0,63% com brotações. Desta totalidade, considerando a
classificação, foram medidas 271 árvores, de um total de 300 árvores desejadas
(0,18ha), obtendo uma média de 1506 árvores ha
-1
. O diâmetro a altura do peito
obteve uma variação de 0,004 a 0,9 m e altura medida em torno de 1,4 a 8,7 m. No
povoamento com 44 meses de idade (E2) apresentou 64,4% de árvores normais,
31,4% são mortas, 4,0% bifurcadas e 0,2% com brotações. Considerando a
classificação de um total desejado de 500 árvores (0,225 ha), foram amostradas 362
árvores, obtendo assim uma média de 1609 árvores ha
-1
. O diâmetro a altura do
peito neste tratamento obteve uma variação de 0,02 a 0,205 m e altura medida
77
variando em torno de 3,6 a 19,1 m. Nestes dois tratamentos não se registrou a
incidência de qualquer intervenção como desrama ou desbaste até o instante do
levantamento sendo que esta densidade populacional é apenas explicada pela
mortalidade incidente e pela ocorrência das bifurcações das árvores. No
povoamento com 240 meses de idade (E3), 96,77% são árvores normais, 3,23% são
mortas, não sendo registrado árvores bifurcadas ou com brotações ao nível do dap.
Desta totalidade, foram medidas, apenas 119 árvores em uma área de 0,149 ha de
um total desejado de 248 árvores, enfatizando que o número desejável, para este
panorama biométrico, seria de 799 árvores ha
-1
. O diâmetro a altura do peito neste
povoamento esteve em torno de 0,038 a 0,482 m e a altura medida uma variação de
5,2 a 43,4 m. O menor número de árvores neste tratamento, considerando a
população em hectares, pode ser devido às intervenções silviculturais (desbaste)
freqüentes realizadas em anos anteriores. Possivelmente esta diferença de
produção entre os tratamentos seja devido à densidade populacional, condição de
sítio, potencial adaptativo e as condições genéticas dos indivíduos.
4.2 Massa seca vegetal total e estoque de carbono total
Os dados de massa seca total apresentaram homogeneidade de variância
(Pr>0,2520), mas não apresentaram uma tendência de distribuição normal dos
dados (Pr<0,0001), um R
2
de 0,4535 e um C.V. de 173,5%. Neste sentido os dados
foram transformados para a base logarítmica (natural). Com a transformação
numérica foi possível obter um valor ainda significativo para a homogeneidade de
variância (Pr>0,9780) e uma distribuição normal dos dados (Pr<0,8170), alcançando
um valor de R
2
de 0,7836 e um valor de C.V. de 36,1%.
A produção de massa seca total (arbórea e piso florestal) nas diferentes
florestas de eucalipto e no campo nativo bem como os seus respectivos estoques de
carbono são apresentados na Figura 15. O povoamento com 20 meses de idade
(E1) foi tratamento com menor produção total de massa seca entre as florestas,
variando de 5,26 a 34,68 Mg ha
-1
entre as diferentes idades dos cultivos florestais
sendo que no povoamento com 44 meses de idade (E2) esta variação foi de 14,06 a
122,08 Mg ha
-1
e no povoamento com 240 meses de idade (E3) foi de 29,73 a
78
744,96 Mg ha
-1
. Entre todos os tratamentos, o campo nativo (CN) apresentou menor
produção de massa seca com variação de 1,28 a 2,08 Mg ha
-1
.
Pela análise de variância (APÊNDICE 1) foi possível obter um valor de F
(9,65) não significativo (0,0049). Pelo teste de Tukey ao nível de 5% pode-se
afirmar, que o povoamento com 240 meses de idade (E3), é o tratamento com maior
produção massa seca total (342,15 Mg ha
-1
) apresentando grande diferença
númerica para os demais tratamentos, mas não diferindo significativamente das
demais plantações florestais (povoamento com 20 meses de idade E2: 63,72 Mg
ha
-1
; povoamento com 20 meses de idade - E1: 19,53 Mg ha
-1
), mas diferindo do
campo nativo. O campo nativo (CN) foi o tratamento com menor acúmulo (1,68 Mg
ha
-1
) não diferindo do tratamento E1, mas diferindo do E3 e E2 (Figura 15).
Schumacher; Caldeira (2001) quantificou a biomassa total acima do solo em talhões
de Eucalyptus globulus subespécie maidenii com quatro anos de idade, em
argissolo, no município de Butiá/RS totalizando 83,2 Mg ha
-1
, intermediário ao valor
encontrado para o E2 deste estudo. Freitas (2000) encontrou uma biomassa de
142,31 Mg ha
-1
para povoamentos de E. grandis com nove anos de idade, na região
da campanha gaúcha.
Figura 15 Massa seca total (Mg ha
-1
) e estoque de carbono total (Mg ha
-1
) nos povoamentos de E. sp.
com 20 (E1), 44 (E2) e 240 (E3) meses de idade e o campo nativo (CN), Fepagro Florestas,
Santa Maria, RS, Brasil. Médias seguidas pela mesma letra não diferem estatisticamente
pelo Teste de Tukey ao nível de 5% de probabilidade.
0
1
2
3
4
5
6
E3 E2 E1 CN
Tratamento
LN da massa seca total e estoque de
carbono
Massa seca total Estoque de carbono
342,15 a
153,89 a
63,72 a
28,67 ab
19,53 ab
8,76 ab
1,68 b 0,69 b
79
À medida que os povoamentos avançam em idade o acúmulo de massa
vegetal passa a ser mais expressivo, dado o crescimento das árvores e acúmulo de
material em decomposição sobre o solo quando comparado ao sistema de campo
nativo. O aumento desta variável passa a ser significativa no segundo ano de
estabelecimento da cultura florestal, observado no balanceamento da produção pelo
tratamento E2, que praticamente em termos estatísticos, é igual ao tratamento E3
apesar deste último apresentar matematicamente valores de produção de massa
seca total bem superior podendo isto estar associado ao pequeno número de
árvores-amostra utilizadas, pela amplitude dos valores de massa seca total
reportada aos altos valores de C.V.
Os dados de carbono na massa seca total apresentaram homogeneidade de
variância (Pr>0,2520), mas não apresentaram uma distribuição normal dos dados
(Pr<0,0001), com valores de R
2
0,4500 e C.V. de 173,7%. Estes foram
transformados para a base logarítmica (natural) obedecendo à soma da constante
um (1) a todo o conjunto de dados em virtude dos valores de carbono menores que
um (1) resultarem em valores negativos após transformação. Com a transformação,
os dados continuaram a ter homogeneidade de variância (Pr>0,5558), mas também
foi possível obter um valor que indicasse a normalidade dos dados (Pr<0,5746), bem
como uma melhora do valor de R
2
(0,7376) e uma diminuição do valor de C.V.
(41,1%).
O estoque de carbono na massa seca total nas diferentes florestas de
eucalipto e no campo nativo obteve uma variação em escala aumentativa do campo
nativo (CN) onde a variação foi de 0,52 a 0,85 Mg ha
-1
para 2,32 a 15,56 Mg ha
-1
no
povoamento com 20 meses de idade (E1), de 6,31 a 54,92 Mg ha
-1
no povoamento
com 44 meses de idade (E2) e de 13,28 a 335,16 Mg ha
-1
no povoamento com 240
meses de idade (E3).
Pela análise de variância (APÊNDICE 2) o valor de F (7,49) também pode ser
considerado não significativo (0,0104) para o estoque de carbono na massa seca
total. Com a comparação de médias pelo teste de Tukey ao nível de 5% pode-se
afirmar que o povoamento com 240 meses de idade (E3) é o tratamento com maior
estoque de carbono nesta massa seca (153,89 Mg ha
-1
) não diferindo das demais
plantações florestais (E2: 28,67 Mg ha
-1
e E1: 8,75 Mg ha
-1
), sendo que este dois
últimos, o povoamento com 44 meses (E2) e o povoamento com 20 meses (E1) de
idade não diferiram do tratamento testemunha (CN), que apresentou o menor
80
estoque total de carbono (0,69 Mg ha
-1
), descritos na Figura 15. Estes valores, bem
como de massa seca foram bem menores aos quantificados por Balbinot et al.
(2008), trabalhando em povoamentos de Pinus spp. no estado do Paraná nas idades
de cinco a 20 anos estratificados em classes de idade. Considerando somente os
valores de carbono, estes autores encontraram um total de 25,57 Mg ha
-1
na
biomassa de povoamentos com menos de cinco anos de idade e até de 102,70 Mg
ha
-1
em povoamentos com mais de 15 anos de idade, considerando que se tem um
aumento do total de carbono estocado, sendo este valor significativo nas áreas com
idade superior a 15 anos. Neste sentido pode-se afirmar que a alteração do uso da
terra, principalmente neste estudo, de campo nativo para um manejo florestal,
proporcionou um maior estoque de carbono na massa seca vegetal total. Pode-se
afirmar ainda que à medida que as florestas se tornam mais senis o acúmulo de
carbono é mais expressivo na biomassa vegetal quando comparado a florestas em
idades jovens com ritmo de crescimento mais rápido. Esta argumentação é
fundamental no seqüestro de carbono e na busca de uma qualidade ambiental
quando se visa utilizar povoamentos florestais, especialmente com eucalipto, em
rotações de cultivo mais longos.
4.3 Massa seca arbórea e estoque de carbono arbóreo
Os valores de massa seca arbórea total (Mg ha
-1
) obtiveram uma variação de
25,53 a 739,82 Mg ha
-1
no povoamento com 240 meses de idade (E3), seguido pelo
povoamento com 44 meses de idade (E2) onde a variação foi de 12,03 a 119,69 Mg
ha
-1
e por último o povoamento com 20 meses de idade (E1) onde esta variação foi
de apenas 4,05 a 33,29 Mg ha
-1
. Estes valores podem ser comparados aos dados de
Santana et al. (2008) para eucalipto na Depressão Central do estado do Rio Grande
do Sul, onde a variação massa seca arbórea foi de 157,4 Mg ha
-1
aos sete anos a
220,7 Mg ha
-1
aos 11 anos de idade, ou ainda de 171,4 a 267,5 Mg ha
-1
respectivamente para as mesmas idades mas na região do Litoral Norte, no estado
do Espírito Santo. Para idades mais jovens, especialmente na região de Guanhães
no estado de Minas Gerais estes autores encontraram uma variação de 4,7 a 196,5
Mg ha
-1
.
Os valores reportados neste estudo são bem superiores aos encontrados
por Junior; Nakajima; Geromini (2006) avaliando plantações de Pinus taeda no
81
município de Rio Negrinho/Santa Catarina, sob Cambissolos, aos cinco (12,04 Mg
ha
-1
), 12 (147,83 Mg ha
-1
), 14 (75,34 Mg ha
-1
), 18 (194,96 Mg ha
-1
) e 26 anos (168,04
Mg ha
-1
). Isto possivelmente pode ser explicada pelo volume de madeira produzido
nos diferentes estudos, onde o máximo para estes autores foi de 515,5 m
3
ha
-1
aos
18 anos ou ainda pela densidade de plantas, que para o estudo com Pinus taeda
variou de 1450 árvores ha
-1
aos cinco anos para 427 árvores ha
-1
aos 26 anos.
Considerando estes valores totais pode-se obter a distribuição percentual das
massas arbóreas em cada compartimento, apresentada na Figura 16 para os
diferentes povoamentos de E. sp., afirmando que os estoques de carbono terão as
mesma tendência percentual de distribuição. Constata-se que no povoamento com
240 meses de idade (E3), 95,21% da biomassa esta no tronco com a madeira
(300,07 Mg ha
-1
) e a casca (21,24 Mg ha
-1
) 3,47% nos galhos (11,72 Mg ha
-1
) e
1,32% nas folhas (4,44 Mg ha
-1
). O tratamento com 20 meses de idade (E1)
apresentou 63,28% da biomassa no tronco integrando a madeira (9,87 Mg ha
-1
) e a
casca (1,67 Mg ha
-1
), 19,98% nos galhos (3,64 Mg ha
-1
) e 16,74% nas folhas (3,05
Mg ha
-1
). O povoamento com 44 meses de idade (E2) apresentou valores
intermediários para os diferentes compartimentos, apresentando um percentual de
8,06% no compartimento folhas (4,96 Mg ha
-1
), 9,80% para os galhos (6,03 Mg ha
-1
),
e para o tronco o percentual de madeira totalizou 71,82% (44,17 Mg ha
-1
) e 10,32%
para a casca (6,35 Mg ha
-1
). Resultados semelhantes foram encontrados por
Andrae; Krapfenbauer (1983) em estudo de acumulação de massa total e percentual
em reflorestamento com E. saligna Smith, com quatro anos de idade, em Santa
Maria, RS, onde 61,5% da biomassa aérea concentraram-se no tronco, indicando
que o percentual de folhas e galhos diminui com a idade do povoamento. Para E.
grandis com nove a 12 anos de idade, em espaçamento 3x3m sob Latossolo
Vermelho amarelo, Schumacher; Pogiani (1993) afirmam que 90% da biomassa
encontram-se na madeira e casca e somente 10% nas folhas e galhos.
82
Figura 16 Massa seca (a) e percentual de massa seca (b) nos componentes arbóreos em
povoamento de E. sp. com 20 (E1), 44 (E2) e 240 (E3) meses de idade, Fepagro
Florestas, Santa Maria, RS, Brasil.
Entre os compartimentos arbóreos avaliados, observa-se que a componente
folha é o compartimento que possui o menor incremento com o passar da idade
sendo que a produção de galhos, observado em algumas repetições, tem-se o
aumento à medida que o povoamento atinge maiores idades, sendo que para a
madeira e casca estas foram crescentes com o aumento da idade do povoamento.
Para Reis; Barros (1990), as folhas são a maiores proporções da biomassa que
atinge o solo, até uma determinada idade, momento no qual se tem aumento na
queda de galhos e casca, sendo que esta idade é dependente da qualidade do sítio,
bem como pela densidade populacional. Poggiani (1980) descreve que o acúmulo
de biomassa é mais acelerado na fase juvenil sendo que na fase de maturidade este
acúmulo é menor em função do balanceamento de energia utilizada na produção de
material vivo e na energia utilizada para a respiração. Este autor afirma ainda que a
produção de massa seca nos compartimentos é diferenciada nas fases das
florestas. Na fase juvenil o crescimento de folhas e galhos é equivalente, mas à
medida que as árvores envelhecem mesmo a copa apresentando quase à mesma
massa vegetal, os galhos aumentam em sentido exponencial o seu crescimento,
podendo isto em primeira instância ser observada na Figura 17, representativa aos
valores observados nos povoamentos avaliados neste estudo.
Possivelmente as características anteriormente relatadas podem indicar a
permanência por maior ou menor tempo do carbono armazenado neste material bem
como carbono que permanecerá estocado no solo em função da composição
0
50
100
150
200
250
300
350
E1 E2 E3
Tratamento
Massa seca arbórea (Mg ha
-1
)
Folhas Galhos Casca Madeira
0%
20%
40%
60%
80%
100%
E1 E2 E3
Tratamento
Percentual de massa seca
Casca Madeira Folhas Galhos
a
b
83
química destes resíduos que regerão a velocidade e a eficiência do processo de
fragmentação vegetal e humificação do material orgânico. A fisiologia das árvores
explica que na fase inicial de crescimento estas direcionam um maior fluxo de
energia para uma maior produção de área fotossintética (folhas) ou material mais
facilmente decomponível e à medida que atingem idade mais avançadas esta
energia passa a ser alocada para a produção de outras estruturas arbóreas de maior
porte. Além disto, povoamentos que tenham completado o fechamento do dossel
estão significativamente, substituindo a vegetação nativa pela deposição e acúmulo
de material em vários estágios de decomposição (serapilheira). As variações
produção ou declínios do crescimento das florestas são relatados por Binkley et al.
(2002) citando a sua relação com a área foliar, sendo que para Ryan et al. (2004)
tem-se um declínio de 20-80% em período de anos quando se atingem o pico
máximo da área foliar, disponibilizando mais energia para a respiração de outros
tecidos como madeira e principalmente raízes.
Figura 17 Massa seca (Mg ha
-1
) das folhas e galhos (a), e da madeira e casca (b) em povoamentos
de E sp. com 20 (E1), 44 (E2) e 240 (E3) meses de idade, Fepagro Florestas, Santa Maria,
RS, Brasil.
As componentes folhas, galhos, casca e madeira apresentaram uma
homogeneidade de variâncias (Pr>0,5102; Pr>0,3047; Pr>0,2283; Pr>0,3319), mas
apenas as folhas apresentaram uma distribuição normal dos dados (Pr<0,3500) com
um baixo valor de R
2
(0,0797) e um alto valor de C.V. (80,7%). Os galhos, casca e
madeira não apresentaram uma tendência de distribuição normal dos dados
(Pr<0,1285; Pr<0,0012; Pr<0,0001), bem como também baixos valores de R
2
(0,3277; 0,3926; 0,3955) e altos valores de C.V. (83,4%; 130,3%; 166,1%) e
respectivamente. Neste caso os dados para galhos, casca e madeira foram
0
50
100
150
200
250
300
350
E1 E2 E3
Tratamento
Massa seca (Mg ha
-1
)
Casca
Madeira
0
2
4
6
8
10
12
14
E1 E2 E3
Tratamento
Massa seca (Mg ha
-1
)
Folhas
Galhos
a
b
84
analisados utilizando-se a transformação númerica, neste caso a função logarítmica
(natural), sendo que para a componente folha não se obteve melhoras com o uso da
transformação numérica utilizando assim para a análise de variância e teste de
comparação de médias os dados não transformados. Com a transformação
numérica foi possível obter para os componentes galhos, casca e madeira uma
homogeneidade de variância (Pr>0,8357; Pr>0,8988; Pr>0,4894) bem como uma
distribuição normal dos dados (Pr<0,6475; Pr<0,9990; Pr<0,9695) respectivamente
para estes componentes, melhorando os valores de R
2
(0,2756; 0,4921; 0,5219) e os
valores de C.V. (71,5%; 85,6%; 41,8%).
A partir da análise de variância podem-se obter valores de F não significativos
para a massa seca dos componentes arbóreos nas diferentes idades dos
povoamentos. A inexistência de significância se configura também para a análise de
variância com os dados de massa seca de galhos (1,46 e Pr>0,3038), casca (1,94 e
Pr>0,2240) e madeira (1,96 e Pr.>0,2209) antes da transformação numérica, bem
como após a transformação (Tabela 4). Isto provavelmente esteja associado a
grande variabilidade de produção entre as repetições, pelo pouco número de
árvores-amostra utilizadas na avaliação referenciadas pelos altos valores do
coeficiente de variação, variação na densidade de árvores por hectare bem como da
amplitude de variação na idade dos povoamentos.
TABELA 4
Análise de variância para a massa seca arbórea (Mg ha
-1
) nos
povoamentos de E. sp. com 20 (E1), 44 (E2) e 240 (E3) meses de
idade, Fepagro Florestas, Santa Maria, RS, Brasil.
Componente F.V. G.L. Q.M. F Pr>F
Tratamento 2 2,9172
Folhas
Erro 6 11,2176
0,26 0,7793ns
Tratamento 2 1,3386
Galhos*
Erro 6 1,1729
1,14 0,3802ns
Tratamento 2 4,2267
Casca*
Erro 6 1,4540
2,91 0,1310ns
Tratamento 2 6,6996
Madeira*
Erro 6 2,0457
3,27 0,1093ns
F.V.: fonte de variação; G.L.: graus de liberdade; Q.M.: quadrado médio; F: valor F; ns: vel de
significância a 5%; * dados transformados.
Para cada componente arbóreo avaliado em função da idade dos
povoamentos obteve-se a independência dos dados para a massa seca real, sendo
85
isto a componente folha (Dw: 2,55) bem como para os dados de massa seca
transformados, respectivamente para os componentes galhos (Dw: 2,32), casca (Dw:
1,83) e madeira (Dw: 2,00). Para Floriano (2007) estes são independentes, pois são
igual ou próximos ao valor 2. Submetido ao teste de comparação de dias, não
não se obteve diferenças significativas de massa seca para cada componente
arbóreo entre diferentes idades dos povoamentos sendo que para o componente
folha o povoamento com 44 meses de idade apresentou os maiores valores de
massa seca, seguido pelo povoamento com 240 meses e por fim o povoamento com
20 meses de idade. Para os demais componentes a tendência regressiva de massa
seca foi do povoamento com 240 meses a 20 meses de idade.
Além disto, a correlação linear de Pearson (APÊNDICE 3) entre a massa seca
arbórea de cada componente e a idade dos povoamentos florestais foram baixas e
praticamente não significativas, apesar do compartimento galhos (r: 0,5620),
madeira (r: 0,6289) e casca (r: 0,6212) apresentarem valores de r superiores a 0,5.
O compartimento folha apresentou o menor valor de correlação (r: 0,0990), em
função de que os valores de produção não apresentarem tendência de aumento dos
povoamentos mais jovens (E1 e E2) ao povoamento mais senil (E3), como
evidenciado para os outros componentes arbóreos com a idade das florestas.
Com os dados de massa seca arbórea, em cada componente, foram obtidas
as estimativas de carbono (Mg ha
-1
) apresentado na Figura 18 verificando-se que
numericamente os tratamentos apresentam variação nas estimativas dos estoques
de carbono nos compartimentos arbóreos no povoamento e entre os povoamentos.
Neste sentido os estoques de carbono na massa seca arbórea total (Mg ha
-1
)
obtiveram uma variação de 11,49 a 332,92 Mg ha
-1
(média 151,87 Mg ha
-1
) no
povoamento com 240 meses de idade (E3), seguido pelo povoamento com 44
meses de idade (E2) onde a variação foi de 5,41 a 53,86 Mg ha
-1
(média de 27,68
Mg ha
-1
) e por último o povoamento com 20 meses de idade (E1) onde esta variação
foi de 1,82 a 14,98 Mg ha
-1
(média de 8,21 Mg ha
-1
). Considerando estes valores
obteve-se a distribuição percentual do estoque de carbono nas massas arbóreas em
cada compartimento para os diferentes povoamentos de E. sp. O povoamento com
240 meses de idade (E3) apresenta expressivamente um maior estoque de carbono
na madeira (média de 135,03 Mg ha
-1
) e casca (9,56 Mg ha
-1
) quando comparado à
madeira (média de 19,88 Mg ha
-1
) e casca (média de 2,86 Mg ha
-1
) no povoamento
com 44 meses de idade (E2) e na madeira de (4,44 Mg ha
-1
) e casca (0,75 Mg ha
-1
)
86
no povoamento com 20 meses de idade (E1). Analisando o compartimento folha
têm-se a tendência de variação média do estoque de carbono do povoamento com
20 meses de idade (E1: 1,38 Mg ha
-1
) para o povoamento com 44 meses de idade
(E2: 2,23 Mg ha
-1
) e para o povoamento com 240 meses de idade (E3: 2,00 Mg ha
-
1
). Para o componente galho observa-se aumento no povoamento com 44 (E2: 2,71
Mg ha
-1
) e 240 (E3: 5,28 Mg ha
-1
) meses de idade quando comparado ao
povoamento com 20 meses de idade (E1: 1,64 Mg ha
-1
). O tratamento com 240
meses (E3) e com 44 meses (E2) de idade apresentam a tendência de maior
acúmulo de carbono no tronco (madeira e casca) devido o crescimento das árvores
e formação de biomassa de fuste quando comparado ao compartimento folhas e
galhos e comparado também ao povoamento com 20 meses de idade (E1), descrito
na Figura 18.
Figura 18 Estimativa do estoque de carbono (Mg ha
-1
) nas folhas, galhos, madeira e casca em
povoamentos E. sp. com 20 (E1), 44 (E2) e 240 meses de idade, Fepagro Florestas, Santa
Maria, RS, Brasil.
As estatísticas do estoque de carbono seguem a mesma tendência as
estatísticas de massa seca arbórea. As componentes folhas, galhos, casca e
madeira obtiveram uma homogeneidade de variâncias (Pr>0,5106; Pr>0,3047;
Pr>0,2283; Pr>0,2251), mas apenas as folhas apresentaram uma distribuição
normal dos dados (Pr<0,3494), um baixo valor de R
2
(0,0796) e um alto valor de
C.V. (80,7%). Os galhos, casca e madeira não apresentaram uma tendência de
distribuição normal dos dados (Pr<0,1289; Pr<0,0012; Pr<0,0001), bem como baixos
0.00
20.00
40.00
60.00
80.00
100.00
120.00
140.00
160.00
E1 E2 E3
Tratamento
Estoque de carbono na massa seca
arbórea (Mg ha
-1
)
Folhas
Galhos
Casca
Madeira
87
valores de R
2
(0,3277; 0,3926; 0,3955) e altos valores de C.V. (83,4%; 130,3%;
166,1%) respectivamente. Neste caso os dados para galhos, casca e madeira foram
analisados utilizando-se a transformação númerica, neste caso a função logarítmica
(natural). Com esta transformação foi possível manter para os componentes galhos,
casca e madeira ainda uma homogeneidade de variância (Pr>0,8563; Pr>0,3310;
Pr>0,4684) bem como obter uma distribuição normal dos dados (Pr<0,4692;
Pr<0,5035; Pr<0,7871) respectivamente para estes componentes, melhorando os
valores de R
2
(0,2775; 0,4599; 0,5196) e de C.V. (55,3%; 64,4%; 46,0%).
A partir da análise de variância obtiveram-se valores de F não significativos
para o estoque de carbono na massa seca dos diferentes componentes arbóreos
nas diferentes idades dos povoamentos. Esta inexistência de significância se
configura também para a análise de variância com os dados de massa seca de
galhos (1,46 e Pr>0,3039), casca (1,94 e Pr>0,2241) e madeira (1,96 e Pr>0,2209)
antes da transformação numérica, bem como após a transformação (Tabela 5).
TABELA 5
Análise de variância para o estoque de carbono (Mg ha
-1
) dos
componentes arbóreos nos povoamentos de E. sp. com 20 (E1), 44
(E2) e 240 (E3) meses de idade, Fepagro Florestas, Santa Maria, RS,
Brasil.
F.V.: fonte de variação; G.L.: graus de liberdade; Q.M.: quadrado médio; F: valor F; ns: não
significativo ao nível de 5%; * dados transformados.
Para cada componente arbóreo avaliado em função da idade dos
povoamentos obteve-se a independência dos dados para o estoque de carbono na
massa seca real, considerando a componente folha (Dw: 2,55) bem como para os
dados transformados, respectivamente para os componentes galhos (Dw: 2,65),
casca (Dw: 2,01) e madeira (Dw: 2,08). Submetido ao teste de comparação de
médias, não se obteve, igual a massa seca de cada componente arbóreo, diferenças
Componente F.V. G.L. Q.M. F Pr>F
Tratamento 2 0,5903
Folhas
Erro 6 2,2736
0,26 0,7796ns
Tratamento 2 0,5322
Galhos*
Erro 6 0,4618
1,15 0,3771ns
Tratamento 2 1,6250
Casca*
Erro 6 0,6361
2,55 0,1575ns
Tratamento 2 5,3558
Madeira*
Erro 6 1,6506
3,24 0,1109ns
88
significativas de estoque de carbono nestes componentes nas diferentes idades dos
povoamentos sendo que este seguiu a mesma tendência numérica que a massa
seca de cada componente arbóreo. Não se observou correlação linear de Pearson
(APÊNDICE 3) para o estoque de carbono nos diferentes compartimentos arbóreos
e nas idade dos povoamentos, apesar do compartimento galho (0,5620), casca
(0,6212) e madeira (0,6289) apresentaram altos valores de r (r>0,5), sendo que para
o compartimento folha esta tendência não se comporta nesta magnitude,
representando possivelmente por seu baixo valor de r (0,0992).
A realidade de tendência na distribuição de massa seca arbórea e de seu
estoque de carbono nas diferentes idades dos povoamentos florestais pode ser
explicada pelo pouco número de unidades amostrais (árvores) utilizadas na
avaliação e pela grande amplitude dos dados nos povoamentos, principalmente no
povoamento com 240 meses de idade (E3), o que certamente aumenta o erro com o
decorrer do crescimento dos povoamentos, apesar de ter sido selecionada árvores-
amostra a partir de critérios estatísticos (desvio padrão do diâmetro a altura do peito)
abrangendo possivelmente a variação de massa seca do povoamento.
A valoração dos diferentes compartimentos pode ser comparada aos dados
obtidos por Schumacher et al. (2002), em povoamentos de Pinus taeda, em
diferentes idades (5, 10, 15 e 20 anos) utilizando uma intensidade amostral de três
árvores por idade. Todos os compartimentos apresentam um aumento de biomassa
com aumento da idade, exceto para o compartimento folha, que passa a diminuir na
idade de 20 anos. A biomassa média total, aos cinco anos foi de 33 Mg ha
-1
muito
similar ao obtido neste estudo, considerando uma similar densidade de árvores
(1600 a 1506 árvores ha
-1
). Considerando a idade de 20 anos, estes autores
quantificaram um total médio de biomassa bem inferior ao comparado ao
povoamento de E. sp., com 240 meses de idade deste estudo. Esta diferença pode
ser plausivalmente de ser explicada pela menor densidade de árvores ha
-1
, por estes
autores (300 árvores ha
-1
) quando comparado à densidade do povoamento com 240
meses de idade deste estudo (799 árvores ha
-1
). Estas considerações, tanto para a
biomassa florestal e quantidade de carbono em diferentes idades pode também ser
estendidas a povoamentos de Acacia mearnsii apresentado por estes mesmo
autores, onde a biomassa aos dois anos foi de 15,1 Mg ha
-1
e de 59,2 Mg ha
-1
para
povoamentos com quatro anos de idade, apresentando um estoque de carbono
orgânico, em média de, 6,3 e de 24,22 Mg ha
-1
respectivamente nestas idades,
89
sendo estas diferenças advindas possivelmente também da diferença na densidade
de árvores ha
-1
entre os povoamentos (2091 e 1995 árvores ha
-1
).
O aumento do estoque de carbono na biomassa acima do solo é também
apresentado por Christie; Scholes (1995) em plantações de pinus e eucalipto no sul
da África. Estes autores registraram um aumento de 26,1 Mg ha
-1
para 140,3 Mg ha
-1
em rotações de 10 e 25 anos, respectivamente, para plantações de eucalipto com
uma produção média de 122 a 695 m
3
ha
-1
e de menor intensidade para o gênero
pinus (31,7 a 32,6 Mg ha
-1
para rotações de 15 e 25 anos e produção dia de 206
a 217 m
3
ha
-1
). Apesar de considerar este aumento, Leles; Neto; Silva (1994)
esclarecem que as mudanças e diferenças de estoque de carbono total no
ecossistema são dependentes de fatores edafo-climáticos, mas principalmente pelas
cronosseqüência de idade das árvores que influencia na densidade de árvores. Na
fase de crescimento as árvores retiram quantidades significativas de carbono da
atmosfera, mas à medida que o ritmo deste crescimento se torna estável ou diminui,
elas não capturam quantidades expressivas de CO
2
, em virtude de que as taxas de
respiração e fotossíntese se igualam.
4.4 Massa seca e estoque de carbono no piso florestal
Na descrição visual do piso florestal, mais especificamente o manto florestal,
pode-se afirmar que o povoamento com 20 meses de idade (E1) não se observa à
formação de manto florestal ou serapilheira propriamente dita, apresentando ainda a
predominância de gramíneas ou vegetação característica de campo, como
herbáceas e arbustivas. Turner; Lambert (2002) encontraram uma relação
significativa entre quantidade anual de serapilheira e idade dos povoamentos de
eucalipto apresentando um incremento de 4 Mg ha
-1
ano em plantações jovens (3
anos de idade) e um incremento de aproximadamente 8 Mg ha
-1
ano em plantações
com 15 anos de idade.
Isto possivelmente seja em virtude do não completo fechamento do dossel e a
inexistente queda de folhas das árvores de eucalipto. O povoamento com 44 meses
de idade (E2) apresentou manta superficial com predomínio de material vegetal
florestal, como folhas, galhos e sementes de eucalipto em vários estágios de
decomposição, bem como uma suave transição, com pouca presença, em alguns
90
pontos, de algumas gramíneas, a vegetação típica de campo. O povoamento com
240 meses de idade (E3) apresentou predominância de uma espessa manta
superficial formada praticamente por material vegetal florestal, como folhas, galhos,
sementes, casca etc, em vários estágios de decomposição.
Os acúmulos de massa seca recobrindo o solo para os povoamentos
florestais estudados apresentaram homogeneidade de variância (Pr>0,4719),
distribuição normal dos dados (Pr<0,010), um R
2
de 0,96 e um C.V. de 11,6%. Para
o estoque de carbono foi também obtido uma homogeneidade de variância
(Pr>0,3202), distribuição normal dos dados (Pr<0,0024), um valor de R
2
de 0,95 e
um C.V. de 12,7%. Apesar disto pode-se considerar que os valores para a
distribuição normal dos dados de massa seca de serapilheira e estoque de carbono
neste material são baixos (Pr < 0,5) e os mesmo não tendem a uma melhora
expressiva com a transformação dos dados na função logaritmica natural
(Pr<0,0084; Pr<0,0068), não sendo realizado neste caso a transformação dos
dados. Pela análise de variância os valores de F são significativos, tanto para a
massa seca como o estoque de carbono (APÊNDICE 4 e 5) e a posteriori foi
realizado a comparação de médias pelo Teste de Tukey, ao nível de 5% de
probabilidade.
A massa seca no piso florestal obteve uma variação de 4,20 a 5,14 Mg ha
-1
no
povoamento com 240 meses de idade (E3), seguido de 2,03 a 2,39 Mg ha
-1
no
povoamento com 44 meses de idade (E2) representados pelo material em
decomposição. O povoamento com 20 meses de idade (E1) teve uma variação de
1,21 a 1,39 Mg ha
-1
apresentando uma cobertura de vegetação de campo em
transição. Estes valores podem ser considerados inferiores aos registrados por
Barreto et al. (2008) em povoamentos de eucalipto (clone 1501 Urograndis) com um
(1,56 Mg ha
-1
), três (3,84 Mg ha
-1
), cinco (15,25 Mg ha
-1
) e aos 13 anos de idade
(22,86 Mg ha
-1
). O povoamento com 240 meses de idade (E3), é o tratamento com
maior acúmulo de massa seca (4,67 Mg ha
-1
) e em decomposição sobre o solo, bem
como o estoque de carbono neste material (2,02 Mg ha
-1
), diferindo
significativamente do povoamento com 44 meses de idade (E2), que apresenta em
média 2,21 Mg ha
-1
de massa seca e um estoque de carbono de 0,99 Mg ha
-1
. Estes
tratamentos diferem estatisticamente do povoamento com 20 meses de idade (E1),
que possui um acúmulo de massa seca sobre o solo em média de 1,30 Mg ha
-1
, com
um estoque de carbono de 0,55 Mg ha
-1
respectivamente (Figura 19).
91
Figura 19 Estoque de massa seca (Mg ha
-1
) e carbono no piso florestal (Mg ha
-1
) nos povoamentos
de E sp. com 20 (E1), 44 (E2) e 240 (E3) meses de idade, Fepagro Florestas, Santa Maria,
RS, Brasil. dias seguidas pela mesma letra não diferem estatisticamente pelo Teste de
Tukey, ao nível de 5% de probabilidade.
Contrastando a estes valores, Freitas (2000) encontrou em povoamento de
eucalipto (E. grandis Hill ex. Maiden) com nove anos de idade no município de
Alegrete/RS, em Latossolo Vermelho Escuro, com densidade média de 1436 árvores
ha
-1
, um acúmulo médio de material sobre o solo de 5,42 Mg ha
-1
. As diferenças
entre os tratamentos avaliados, possivelmente possam estar relacionados ao clima,
tipo de solo, densidade populacional e características genéticas dos indivíduos. Para
Antunes (2007), o estoque de carbono na serapilheira e liteira em povoamentos de
eucalipto com 13 e 20 anos de idade em um Argissolo são estatisticamente
diferente, variando de 6,00 a 10,86 Mg ha
-1
, bem mais elevado quando comparado
ao registrado neste estudo. O mesmo pode ser comparado aos valores de
Schumacher; Witschoreck (2004) em povoamentos de eucalipto com dois a oito
anos de idade, em um Alissolo. Os valores de massa sobre o solo estiveram em
torno de 4,05 a 12,28 Mg ha
-1
respectivamente com um estoque de carbono na
ordem de 1,65 a 5,50 Mg ha
-1
respectivamente nestas idades. Barreto et al (2008)
trabalhando em plantações de eucalipto (clone 1501 Urograndis) de diferentes
idades em Argissolo Amarelo distrófico quantificou 44,05 g kg
-1
para um ano de
idade, 48,30 g kg
-1
para os três anos de idade, 40,40 g kg
-1
aos cinco anos de idade
e 42,26 g kg
-1
aos 13 anos de idade.
0
1
2
3
4
5
E1 E2 E3
Tratamento
Massa seca e estoque de carbono (Mg
ha
-1
)
Massa seca
Estoque de carbono
4,67 a
2,02 a
2,21 b
0,99 b
1,30 c
0,55 c
92
Possivelmente as diferenças sejam devidas a existência de formação de
manta ou serapilheira florestal em vários estágios de decomposição nos tratamentos
E3 e E2. No tratamento E1, o piso florestal é ainda recoberto por vegetação de
campo, em lenta transição, mas com o fechamento expressivo do dossel e começo
da competição intensa entre as árvores dar-se-á o início da ciclagem de nutrientes a
partir da deposição e decomposição de material arbóreo. O maior tempo de cultivo,
principalmente pelo povoamento E3 associado a maior deposição de resíduos
vegetais ao solo, especialmente galhos e casca, em função do seu teor de lignina
bem como de outros constituintes químicos permanecem por mais tempo
desacelerando o processo de decomposição, quando comparado ao compartimento
folha. Além disto, associado à diferença na densidade de plantas, pelo ritmo de
crescimento, pela qualidade química do resíduo (principalmente o nitrogênio) ou
ainda pela quantidade de resíduo depositada anualmente. A alta presença de
nitrogênio no resíduo faz com que a relação C/N, ditada como reguladora do
processo de decomposição, seja menor, favorecendo a mineralização
(decomposição) do resíduo e a ciclagem de nutrientes, bem como menores
espessuras de camada acumulada na superfície. A variação de deposição do
material residual sobre o solo, em ambientes florestais citado por REIS; BARROS
(1990) podem ser dependentes das condições climáticas, qualidade do sítio,
características da espécie, adição do resíduo do sub-bosque, do grau de
estabilidade da floresta bem como pela idade do povoamento. O acúmulo de
material sobre o solo depende da taxa de decomposição, de distúrbios naturais ou
artificiais, indicando possivelmente que com o aumento da idade do povoamento a
taxa de produção anual é inferior à quantidade de resíduos acumulados. Isto não é
tão expressivo em florestas jovens em virtude de que a manta orgânica, nestes
povoamentos, é mais frequentemente incorporada ao solo, cenário observado em
florestas de eucalipto no Brasil, em função das curtas rotações.
93
4.5 Solos
4.5.1 Propriedades físicas do solo
As propriedades físicas densidade de partícula, densidade do solo,
porosidade total, macroporosidade e microporosidade apresentaram uma
distribuição normal e homogeneidade de variância.
A análise de variância indicou F significativos somente para a
macroporosidade e microporosidade para o tratamento E3 avaliando o efeito da
profundidade (APÊNDICE 6). Os valores de coeficiente de variação (C.V.) podem
ser considerados baixos, variando de 1,6% (densidade de partícula na quinta
camada de solo) até o valor de 59,7% (macroporosidade na quinta camada),
avaliando o efeito dos tratamentos em cada profundidade. A variação para o valor de
R
2
foi de 0,0757 (densidade de partícula no tratamento E2) até o valor de 0,8916
(microporosidade no tratamento E3), avaliando o efeito da profundidade por
tratamento.
Para a densidade de partícula (Dp) os valores estiveram em torno de 2,48 a
2,62 Mg m
-3
com diferença significativa entre os tratamentos (APÊNDICE 7) apenas
na segunda e na última camada de solo. Para a segunda camada o tratamento CN
apresentou a maior Dp e significativamente diferente dos tratamentos E1 e E2. O
tratamento E3 não diferiu do maior valor (CN) e nem dos menores valores de Dp (E1
e E2), os quais (E1 e E2) foram significativamente iguais (2,49 Mg m
-3
). Para a sexta
e última camada o tratamento com maior valor foi o campo nativo (CN) diferindo
significativamente dos demais tratamentos, os quais são estatisticamente iguais (E1,
E2 e E3). Apesar destas considerações pode-se avaliar, em condição apenas
numérica, a diferença de Dp por tratamento entre as diferentes camadas,
considerando que para isto não se observou uma tendência constante e gradativa
de aumento da densidade de partícula com a profundidade, mas sim uma suave
tendência de diminuição, apesar das camadas superficiais conterem a maior
presença de material orgânico e as menores percentagens de argila (PREVEDELLO
(2008). Avaliando a diferença em profundidade para cada tratamento, as diferenças
podem ser vistas no tratamento E1, E2 e E3. Para o tratamento E1 e E2 a sexta
camada de solo foi à única que diferiu das demais camadas, as quais são
94
significativamente iguais. No tratamento E3 a maior densidade de partícula foi para a
terceira camada (2,58 Mg m
-3
). A segunda, quarta e quinta camada não diferem
entre si e nem tão pouco da camada com maior valor (camada 3) e nem tão pouco
das camadas com menores valores de densidade de partícula (camada 1 e camada
6), as quais (camadas 1 e 6) são significativamente iguais.
A densidade do solo (Ds) (APÊNDICE 7), estes valores variaram de 1,46 Mg
m
-3
até 1,58 Mg m
-3
. Não se observa diferença significativa entre os tratamentos
para cada camada de solo e o pouco em profundidade para cada tratamento
apesar das camadas superficiais (1 e 2) em média apresentam os maiores valores
de Ds diminuindo em profundidade, possivelmente explicado pelo estado de
compactação e empacotamento do solo devido ao tráfego de máquinas e preparo do
solo. A variação nas demais profundidades pode ser advinda da compactação de
carga acumulativa de pressões e histórico de tensões em virtude da trabalhabilidade
dos horizontes superficiais agregados ao peso destes mesmos horizontes. Apesar
disto Suzuki (2008) encontrou um aumento da densidade do solo com a
profundidade no perfil até um metro avaliando florestas de eucalipto com 4,5 e 20
anos de idade, bem como pastagens em Argissolo Vermelho distrófico no município
de Butiá, Rio Grande do Sul. Os valores encontrados por este autor foram de 1,04 a
1,39 Mg m
-3
a 0,0-0,05 m e 0,40-0,60 m na floresta com 20 anos e de 1,55 a 1,35 Mg
m
-3
para a floresta de 4,5 anos a 0,0-0,05 e 0,60-1 m de profundidade
respectivamente, e para a pastagem de 1,46 a 1,33 Mg m
-3
para as camadas de 0,0-
0,05 e 0,20-0,40 m respectivamente. Este mesmo autor ainda associa que as
diferenças de densidade ainda podem ser consideradas pela diferença textural entre
as profundidades e entre as áreas avaliadas. Avaliando os tratamentos, em
praticamente todas as camadas, o tratamento E2 apresentou os maiores valores de
Ds, excetuando as camadas 3 e 4, onde o tratamento CN foi o que apresentou o
maiores valores. A distribuição dos menores valores de Ds são aleatórios, podendo
ser registrado nas camadas intermediárias (2, 3, 4 e 5) para o tratamento E3, na
camada superficial (1) e na última camada para os tratamentos E1 e CN,
respectivamente. Os valores de densidade do solo para Brun (2008) citando Pritchett
(1990), podem ser considerados inferiores aos limites críticos de 1,75 Mg m
-3
para
solos arenosos e de 1,55 Mg m
-3
para solos argilosos e similares aos reportados por
Prevedello (2008) em argissolo, em que a média foi de 1,33; 1,42; 1,42; 1,50 Mg m
-3
para as camadas 0,0-0,10; 0,10-0,20, 0,20-0,30 e 0,30-0,40m, respectivamente.
95
Para a porosidade total (Pt) as variações foram de 0,37 a 0,44 m
3
m
-3
com
diferenças significativas entre os tratamentos apenas na quinta camada de solo.
Estes valores estão próximos aos reportados por Suzuki (2008), o quais estiveram
em torno de 0,404 a 0,415 m
3
m
-3
para as camadas de 0,05-0,10 e 0,20-0,40 m em
pastagens, de 0,365 a 0,402 m
3
m
-3
para as camadas de 0,10-0,20 e 0,0-0,05 m na
floresta de eucalipto com 4,5 anos e de 0,411 a 0,464 m
3
m
-3
para as profundidades
de 0,20-0,40 e 0,05-0,10 m. Para a quinta camada o tratamento E2 foi o que
apresentou a menor porosidade total (0,38 m
3
m
-3
) diferindo significativamente do
melhor tratamento (E3), o qual apresentou o maior valor (0,42 m
3
m
-3
) de porosidade
total, mas não diferindo dos demais tratamentos (E1: 0,41 m
3
m
-3
e CN: 0,42 m
3
m
-3
).
Avaliando o efeito das profundidades em cada tratamento, as únicas diferenças
ocorreram somente para o tratamento E3, com a primeira camada diferindo
significativamente das demais, sendo que as duas últimas profundidades (5 e 6)
bem como a segunda camada não diferiram dos maiores valores (camada 3 e 4) e
tão pouco do menor valor (camada 1) de porosidade total. Os maiores valores de
porosidade total foram obtidas nas camadas mais profundas, podendo este aumento
estar associado à diminuição da densidade do solo em profundidade. Para
Prevedello (2008) os maiores valores de porosidade total foram obtidos na camada
superficial (0,10-0,20 m) considerando um máximo de profundidade de 0,40 m.
Segunda Silva et al. (2005), a porosidade total foi superior na superfície quando
comparado a subsuperfície, podendo ser explicado pelos ciclos sucessivos de
umedecimento-secagem que ocorrem na superfície agregado a melhoria na
atividade biológica e acúmulo de matéria orgânica. Para Ribeiro et al. (2007), a
porosidade do solo é explicada pelo arranjamento das partículas, sendo que quando
estas se arranjam em íntimo contato tem-se a predominância de sólidos na amostra,
indicando que a porosidade total é baixa. Se o arranjamento de partículas ocorre
desordenadamente formam-se os espaços vazios indicando uma alta porosidade.
Complementando, Reichert; Suzuki; Reinert (2007), esclarecem que a densidade e a
porosidade apresentam relação inversa, pois devido à forma laminar das argilas bem
como aumento do seu teor, estas se dispõem de forma ordenada, com melhor
encaixamento, diminuindo os espaços vazios reduzindo assim a macroporosidade e
aumentando a microporosidade. A formação de macroporos nos espaços entre o
possível contato de partículas de areia quando do seu entrelaçamento associado a
sua estrutura irregular, é explicado por Suzuki (2008) pela diminuição da densidade
96
do solo com o acréscimo de argila sugerindo que para avaliar o solo devem-se
considerar diversos atributos físicos.
Os valores de macroporosidade estiverem em torno de 0,06 a 0,24 m
3
m
-3
.
Suzuki (2008) determinou valores de macroporosidade em torno de 0,079 a 0,091
m
3
m
-3
para a floresta de eucalipto com 4,5 anos nas camadas 0,0-0,05 e 0,05-0,10
m, de 0,097 a 0,196 m
3
m
-3
para a floresta de eucalipto com 20 anos de idade nas
camadas 0,20-0,40 e 0,0-0,05 m e para as pastagens de 0,032 a 0,068 m
3
m
-3
nas
camadas 0,0-0,05 e 0,40-0,60 m. Avaliando o efeito dos tratamentos em cada
camada de solo, não se contextualiza diferença significativa nas camadas mais
superficiais (1 e 2) e mais profundas do solo (4, 5 e 6). A significância entre
tratamentos foi estabelecida na terceira camada, com os maiores valores
ocorrendo no tratamento E3 não diferindo estatisticamente dos tratamentos E1 e CN
(APÊNDICE 7). Contextualizando com a citação de Suzuki (2008), em que de fato os
maiores valores de macroporosidade também foram encontrados para a floresta
com 20 anos e para a nativa devido a menor ação antrópica, a influência do
desenvolvimento radicular bem como sua decomposição em maiores profundidades,
a presença de material orgânico e atividade biológica. Avaliando o efeito da
profundidade em cada tratamento observa-se diferença significativa em
profundidade em todos os tratamentos, com tendência das camadas superficiais
apresentarem os maiores valores de macroporosidade e as camadas mais
profundas (5 e 6) os menores valores, sendo estes significativamente diferentes.
Pode-se observar nas camadas mais profundas que alguns tratamentos
apresentaram valores de macroporosidade abaixo do valor crítico para um bom
crescimento das plantas (0,10 m
3
m
-3
), sendo que Silva, et al. (2005) o volume de
macroporos considerado adequados ao crescimento de plantas para aeração do
sistema radicular esta em torno de 0,09 a 0,20 m
3
m
-3
, considerando que o limite
crítico é de 10% do volume total de poros, pois a macroporosidade esta intimamente
relacionada ao fluxo de água e ar (gases) no solo, como a infiltração e redistribuição
de água no perfil, bem como a oxigenação do sistema radicular.
Para a microporosidade os valores estiveram em torno de 0,19 a 0,38 m
3
m
-3
.
Para a microporosidade, Suzuki (2008) encontrou valores em torno de 0,307 e 0,340
m
3
m
-3
para as camadas de 0,0-0,05 e 0,60-1,00 m na floresta de 4,5 anos, de 0,337
m
3
m
-3
nas camadas 0,10-0,20 e 0,6-1,00 m, de 0,252 m
3
m
-3
para a camada 0,00-
0,05 m na floresta de 20 anos e de 0,344 e 0,378 m
3
m
-3
nas camadas 0,40-0,60 e
97
0,00-0,05 m. Silva et al. (2005) os valores de microporosidade tiveram uma variação
de 0,25 a 0,32 m
3
m
-3
. As diferenças significativas entre os tratamentos por
profundidade ocorreram nas camadas superficiais (1 e 2), sendo que o tratamento
E3 apresentou os menores valores de microporosidade nestas duas camadas
(primeira camada: 0,19 m
3
m
-3
; segunda camada: 0,21 m
3
m
-3
) e o tratamento CN
não diferiu nem dos maiores e nem dos menores valores nestas mesmas camadas.
Considerando o efeito da profundidade em cada tratamento, todos apresentaram
diferenças significativas, sendo que preferencialmente as camadas mais profundas
(5 e 6) apresentaram os maiores valores, diferindo significativamente das camadas
superficiais (1 e 2) que apresentaram os menores valores. Em média, todos os
tratamentos apresentaram uma melhor microporosidade nas camadas mais
profundas do perfil e menor intensidade destes diminutos poros nas camadas
superficiais (APÊNDICE 7). Isto pode ser discutido por Prevedello (2008) no qual a
maior microporosidade é obtida na camada superficial (0,0-0,10 m) e a menor
macroporosidade é obtida na camada 0,30-0,40 m fato este em macroporosidade
que o autor associa a maior densidade do solo na profundidade de 0,30-0,40 m. De
constatação a estes valores pode-se se afirmar que as camadas superficiais são as
que mais alteram sua estrutura porosa com o manejo do solo.
4.5.2 Teor e estoque de carbono no solo
Os dados apresentarem distribuição normal e homogeneidade de variância.
Os valores de C.V variaram de 11,9% a 37,5% e para R
2
a variação foi de 0,0793 a
0,9445. Os valores significativos de F ocorreram somente para o estoque de
carbono na camada nos povoamentos de 20 (E1) e 44 (E2) meses de idade pelo
efeito da profundidade (APÊNDICE 6). As diferenças significativas em profundidade
ocorreram para estas variáveis somente nos povoamentos florestais (Figura 20;
APÊNDICE 7).
98
Figura 20 Teor: g kg
-1
(A); Estoque (Mg ha
-1
) de carbono na camada (B) e estoque (Mg ha
-1
) de
carbono a cada centímetro da camada (C) no solo dos povoamentos de E. sp. com 20
(E1), 44 (E2) e 240 (E3) meses de idade e campo nativo (CN), Fepagro Florestas, Santa
Maria, RS, Brasil. Médias seguidas pela mesma letra não diferem estatisticamente em
profundidade em cada tratamento pelo Teste de Tukey ao nível de 5% de probabilidade.
O teor e estoque de carbono por camada como a cada centímetro de camada
entre os tratamentos por profundidade e entre as profundidades em cada tratamento
podem ser vistos na Figura 20. Os valores de teor e de estoque de carbono nas
diferentes camadas de solo nos diferentes tratamentos podem ser considerados
A B
c
c
c
c
bc
bc
ab
a
ab
b
c
b
a
b
c
bc
0 2 4 6 8 10 12 14
Teor de carbono
(g kg
-
1
)
1
2
3
4
5
6
C
a
m
a
d
a
(
n
0
)
Tratamentos
E
1
E
2
E
3
CN
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45
Estoque de carbono
(M g ha
-
1
)
1
2
3
4
5
6
C
a
m
a
d
a
(
n
0
)
Tratamentos
E
1
E
2
E
3
CN
0 1 2 3
Estoque de carbono
(Mg ha
-
1
) cm
-1
1
2
3
4
5
6
C
a
m
a
d
a
(
n
0
)
Tratamentos
E
1
E
2
E
3
CN
C
a
a
a
b
a
a
ab
b
bc
bc
a
a
b
a
ab
a
a
a
a
a
a
ab
a
ab
ab
b
ab
ab
c
a
bc
a
a
a
a
a
a
bc
a
ab
ab
ab
ab
ab
ab
a
ab
c
ab
a
a
a
a
a
bc
a
c
bc
99
baixos, com variação de 4,97 (tratamento E3) a 10,31 g kg
-1
(tratamento E1) e de
11,09 a 39,81 Mg ha
-1
respectivamente para os mesmos tratamentos. Para o
tratamento E2 a variação foi de 6,30 a 9,00 g kg
-1
e para o tratamento CN esta
variação esteve em torno de 5,69 a 8,75 g kg
-1
. Para o estoque de carbono, no
tratamento E2 a variação foi de 12,94 a 35,42 Mg ha
-1
e para o CN de 13,36 a 30,36
Mg ha
-1
. De fato o teor e estoque de carbono em todos os tratamentos diminui em
profundidade com ressalva para o tratamento E3 (Figura 20A, B e C), especialmente
nas camadas 4 e 5, que retoma o cenário reducionista na última camada. Para Brun
(2008) o manejo de Argissolos deve ser criterioso em virtude de apresentar baixos
teores de carbono indicando práticas de manejo adequadas em povoamentos
florestais e campo natural manejado podendo elevar estes estoques.
Os valores de teor de carbono para Caldeira et al. (2002), diminuem à medida
que aumenta a profundidade do perfil, para florestas de Araucaria angustifolia
(Bertol.) Kuntze nas idades de 23 a 32 anos e Pinus taeda L., nas idades de 14 a 32
anos no estado do Paraná, para P. taeda L. de 5 a 20 anos de idade e para Acacia
mearnsii De Wild, aos 2 aos 8 anos de idade, no estado do Rio Grande do Sul.
Considerando as camadas de 0-0,20, 0,20-0,40, 0,40-0,60, 0,60-0,80 e 0,80-1,00 m
em função da idade da floresta admite-se uma diminuição do teor de carbono a
medida que as florestas se tornam mais velhas, apesar de algumas poucas
camadas de solo, nos diferentes sistemas avaliados não apresentarem esta
tendência. Maquere et al. (2008) encontrou que os estoques de carbono diminuem
mais intensamente na camada superficial 0,0-0,05m (1,25%) quando comparado às
camadas mais profundas de 0,8-1m (0,42%) sobre plantações de eucalipto e
pastagens estabelecidos sobre vegetação de cerrado. Schumacher; Witschoreck
(2004) estudando dinâmica do carbono em profundidade no solo em plantios de
Eucalyptus ssp. de diferentes idades no estado do Rio Grande do Sul indicam
possivelmente existir diferenças de carbono em profundidade no solo obtendo uma
variação de 7,85 Mg ha
-1
na profundidade de 0,2-0,4 m no povoamento com quatro
anos de idade e de 80 Mg ha
-1
na profundidade de 0-0,2 m no povoamento de oito
anos.
Considerando o efeito dos tratamentos avaliando-se cada camada de solo se
observa que os valores de teor e estoque de carbono por centímetro não diferem
significativamente entre as diferentes florestas de eucalipto e o campo nativo. As
diferenças ocorrem somente para o estoque de carbono (Mg ha
-1
), descrito na Figura
100
21 em praticamente todos os horizontes, excetuando a última camada de solo (6),
ou seja, principalmente nos horizontes superficiais (1 e 2) e intermediários (3 e 4) do
solo até a penúltima (5) camada, em média 1m de profundidade.
Figura 21 Estoque de carbono (Mg ha
-1
) nas camadas de solo nos povoamentos de E. sp. com 20
(E1), 44 (E2), 240 (E3) meses de idade e campo nativo (CN), Fepagro Florestas, Santa
Maria, RS, Brasil.
Médias seguidas pela mesma letra não diferem estatisticamente entre os tratamentos por
camada de solo pelo Teste de Tukey ao nível de 5% de probabilidade.
De maneira geral, os tratamentos E1, E2 e CN apresentam os maiores teores
e estoques de carbono nos horizontes superficiais (camadas 1, 2 e 3), sendo os
menores valores encontrados no tratamento E3, diferindo significativamente de E1 e
E2 nestas camadas. As diferenças nos horizontes superficiais são significativas
possivelmente, porque nestas camadas que se encontram as maiores quantidades
de matéria orgânica advinda da decomposição dos resíduos e atividade radicular e
presença de microorganismos. A alteração da vegetação nativa, confirmado por
Post; Kwon (2000) diminui o carbono orgânico do solo, sendo que para Guo; Gifford
(2002), devido a espécie, a acumulação de serapilheira e produção de raízes, a
precipitação e a idade das plantações tem-se efeitos significativos no estoque de
carbono do solo, sendo estes restaurados a condições de equilíbrio somente após
40 anos de estabelecimento destas plantações. As mudanças nos estoques do
material orgânico alteram-se sensivelmente em função da variada produção entre os
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
1 2 3 4 5 6
Camadas de solo
Estoque de carbono (Mg ha
-1
)
E1 E2 E3 CN
a
a
ab
ab
a
a
b
b
b
c
b
a
a
ab
b
ab
b
a
a
a
b
b
ab
a
101
sítios sendo em média 50% perdido nos primeiros 20 anos após o corte da floresta
devido ao incremento das taxas de decomposição e diminuição nas entradas de
novo material orgânico (YANAI; CURRIE; GOODALE, 2003).
Antunes (2007) estudando a dinâmica do carbono em um Argissolo Vermelho
distrófico sob cultivo de eucalipto com 4,5 e 20 anos de idade e para uma pastagem
encontrou uma diminuição do carbono total em profundidade com os maiores teores
no horizonte superficial (0,0-0,05 m) e os menores valores na camada 0,60-1,00 m,
variando, de 33,61 a 8,73 g dm
-3
para a floresta de eucalipto com 4,5 anos, de 32,37
a 11,25 g dm
-3
para a floresta de 20 anos de idade e de 27,36 a 11,64 g dm
-3
na
pastagem nas profundidades de 0,0-0,05 e 0,60-1,00 m. As florestas de eucalipto
apresentaram as maiores quantidades de carbono orgânico total na camada 0,0-
0,05m e no último horizonte avaliado (0,60-1,00 m) quando comparado à pastagem.
Para os estoques a diminuição em profundidade não é observada da mesma
maneira, encontrando uma variação de 8,13 a 34,94 Mg ha
-1
na camada 0,05-0,10 m
para a floresta com 4,5 anos de idade e de 8,91 a 44,98 Mg ha
-1
na floresta de
eucalipto com 20 anos de idade na camada 0,60-1,00m, diferenciando-se a
pastagem para nas camadas 0,0-0,05 e 0,60-1,00 m, no qual os estoques de
carbono variaram de 12,16 a 46,53 Mg ha
-1
.
Para Chan (1997) a conversão de pastagens nativas em áreas de cultivo
convencional na Austrália causou uma diminuição de 50 e 27% do carbono do solo
nas camadas 0,0-0,05 e 0,05-0,10 m com 16 anos de cultivo sendo que em outro
local, com 26 anos de cultivo a diminuição foi de 41 e 37% para as mesmas
profundidades. A quantidade de carbono na camada superficial (0,0-0,10 m) em
florestas de pinus e eucalipto são menores quando comparado a sistemas nativos
como as florestas nativas na Austrália (TURNER; LAMBERT, 2000). Considerando
as florestas de eucalipto estabelecidas sob pastagens se observa diferenças de
carbono orgânico nas diferentes profundidades no perfil, sendo que na superfície
(0,0-0,10 m) ocorre uma diminuição do carbono orgânico aos 15 anos da floresta
e para uma profundidade de 0,0-0,5 m esta diminuição continua com o tempo até a
floresta atingir 20 anos de idade totalizando uma perda quida de 180 Mg ha
-1
. A
entrada líquida de carbono nos solos de plantações florestais é dependente das
taxas de decomposição da matéria orgânica e pelas entradas de resíduos, bem com
a, importância da incorporação deste carbono no perfil do solo, além de que, estas
taxas de alteração de carbono orgânico do solo são afetadas pelo sítio e pela
102
espécie. Para estes mesmo autores as plantações florestais de curta rotação e sem
qualquer enriquecimento nutricional poderão conduzir uma perda de carbono
orgânico total. Para Bashkin; Binkley (1998) os reflorestamentos não promoveram
um aumento de carbono total após os 10-13 anos de idade até a profundidade 0,55
m, apesar de ter ocorrido um aumento na camada superior houve uma diminuição
na camada inferior devido às alterações de uso do solo. Paul; Polglase; Richards
(2003) indicam que o reflorestamento nos primeiros 10 anos causa um decréscimo
inicial de carbono auma profundidade de 0,30 m ocorrendo o incremento a partir
dos 10 a 14 anos de idade da plantação para Pinus radiata (35 anos), Eucalyptus
grandis (13 anos) e E. globulus (10 anos). Binkley; Resh (1999) observaram
alterações de carbono nos solos com florestamentos de eucalipto no Hawaii, sendo
que as mudanças de carbono não foram significativas aos 32 meses de idade, até
0,30 m de profundidade. Isto não é integralmente similar ao observado por
Fitzsimmons; Pennock; Thorpe (2004) em que o cultivo gera uma redução do
carbono orgânico do solo identificado pelo maior estoque de carbono em sítios
florestais boreais (63 a 114 Mg ha
-1
) até uma profundidade de 0,45 m quando
comparado a pastagens (47 a 101 Mg ha
-1
) e sítios cultivados (em média de 41 a 88
Mg ha
-1
). Vesterdal; Ritter; Gundersen (2002) observaram um incremento no teor de
carbono na camada de 0,0-0,05 m, mas um decréscimo nas camadas 0,05-0,15 e
0,15-0,25 m nas diferentes idades de florestas de Picea abies. Mafra et al. (2008),
comparando florestas de pinus e araucária a sistemas nativos quantificou um maior
teor de carbono na camada 0,0-0,05m especialmente nos sistemas nativos (campo e
mata) em virtude do processo de humificação mais acentuado dado pela existência
da serapilheira. Para a subsuperfície (0,2-0,4 m) o destaque foi para a floresta de
pinus com 20 anos de idade não diferindo do campo nativo. Os maiores estoques
totais, bem como, estoques na camada 0,2-0,4 m foram encontrados na floresta de
pinus com 20 anos de idade e no campo, sendo que a mata nativa teve maiores
valores na camada de 0,0-0,05 m. Isto indica que os reflorestamentos tanto com
pinus como araucária mantiveram o estoque de carbono no solo na camada 0,0-0,4
m similar aos sistemas nativos (campo e mata).
Para os horizontes mais profundos, principalmente as camadas 4 e 5, o
tratamento E3 apresentou os maiores estoques, diferindo significativamente do
tratamento E1 e CN. Esta realidade pode ser explicada pela textura mais argilosa
quando comparado à textura franco argilo-arenoso para tratamento E1 e a textura
103
franco-arenoso e franco-argiloso para o tratamento CN, nestas camadas. Esta
realidade pode ainda ser, que especialmente no tratamento E3, a existência de
perfis mais rasos e a presença em camadas mais profundas, da rocha em alteração
ou pouco intemperizada, os chamados saprolitos (Figura 22d). Isto é confirmado por
Abrão et al (1988) em que nesta unidade de mapeamento ocorram pequenas
inclusões de solos com horizonte B menos espesso, na transição para solos litólicos.
Isto não se configura para os demais tratamentos (Figura 22a, b e c) os quais
apresentam uma seência gradual e harmônica em profundidade, com perfis, em
média, mais profundos.
Figura 22 Perfis de solos dos povoamentos E. sp. com 20 (E1: B), 44 (E2: C) e 240 (E3: D) meses de
idade e campo nativo (CN: A), Fepagro Florestas, Santa Maria, RS, Brasil.
Outra possibilidade pode ser devido à idade mais senil deste povoamento
sendo que estes estoques podem estar sendo favorecidos pela translocação e
incorporação de metabólitos e complexos de carbono em profundidade no perfil em
decorrência da atividade biológica, apesar desta diminuir em profundidade.
No último horizonte avaliado os tratamentos não diferiram significativamente.
O estoque de carbono entre os tratamentos é diferenciado, confirmado por
a b c d
104
CHRISTIE; SCHOLES (1995) que necessariamente não é verdade que a condição
de florestas estoque mais carbono que áreas de campo em virtude de que a
vegetação de campo transloca muitas frações de carbono na interface abaixo do
solo quando comparado às florestas. Mas em outra visão o maior estoque de
carbono nas camadas superficiais do solo nas florestas pode ser explicado em
função da quantidade de material em decomposição ser maior, em especial em
florestas de pinus (CHRISTIE; SCHOLES, 1995), justificado pela significativa
espessura de manta em decomposição. Lima (2004), na região de Beo Oriente,
encontrou um maior teor de carbono orgânico total ocorre na camada 0,0-0,05 m
devido a maior presença de serapilheira na superfície causada pela expressiva
produção de biomassa de eucalipto quando comparado à pastagem, sendo que a
mata nativa apresentou os maiores estoques de carbono orgânico total quando
comparado à pastagem nas camadas de 0,0-0,05 e 0,10-0,20 m, mas não
apresentando diferenças com a floresta de eucalipto em todas as profundidades
avaliadas, bem como entre floresta de eucalipto e pastagem nas camadas de 0,0-
0,05 e 0,05-0,10 m em virtude da serapilheira de eucalipto compensar o papel
exercido pelas raízes superficiais da pastagem. Para a região de Virginópolis a mata
nativa apresentou os maiores teores de carbono total talvez em função da
diversidade e heterogeneidade do resíduo vegetal devido à presença de compostos
mais heterogêneos. Na camada de 0,10-0,20 m o eucalipto apresentou maiores
estoques quando comparado à pastagem devido possivelmente à existência de um
sistema radicular mais profundo. Para Pulrolnik (2007) o incremento dos estoques
de carbono total na superfície de solos sob cultivo do eucalipto é devido à produção
de serapilheira e sua decomposição lenta resultando na imobilização e estocagem
nas camadas superficiais. Este autor encontrou um aumento dos estoques de
carbono total até a profundidade de um metro para os cultivos de eucalipto e
pastagem quando comparado ao cerrado devido o aporte de biomassa e resíduos.
Estas diferenças de carbono em função do teor e estoque, principalmente no
tratamento E3 poderiam também estar associadas ainda ao manejo do local e ao
histórico de uso e ocupação do solo. De antemão se pode indicar pela reconstrução
do histórico local que a predominância de vegetação nativa (campo) neste ambiente
precede o cultivo florestal, afirmado pelas entrevistas com funcionários e estudo
embasado nas diferentes datações das imagens aéreas (Anexos, 1, 2 e 3; Figuras 4,
5 e 6). Não se pode indicar qualquer tipo de outro uso ao solo, apesar da imagem de
105
1964 apresentar baixa qualidade visual não se constata tais alterações relacionada à
vegetação presente no local a que não seja a nativa sendo que o local onde se
localiza o tratamento E3 foi comparado a outros pontos da imagem em possíveis
igualdades de informações e como também confirmado por meio de entrevistas a
funcionários da estação experimental. Nas proximidades deste local apenas
visualiza-se a existência de uma área experimental de longa data com a finalidade
de estudar o potencial de espécies na recuperação de solos (Anexo 1, 2 e 3). Uma
possível mancha ou alteração de solo é observada na imagem de 1988 (Anexo 2)
que possivelmente pode estar associada ao período de implantação do povoamento.
Além disto, as variações de carbono nos tratamentos poderiam ser fidedignamente
referenciadas a vegetação antecedente utilizando à datação do carbono e sua
possível origem a partir do material vegetal, utilizando isótopos de carbono, em
especial
13
C, para poder assim realmente inferir a importância e o efeito de cada
local sobre o carbono do solo e qual a vegetação (C
3
e C
4
) que realmente contribui
para as mudanças do teor e estoque do carbono no solo, em função de que todos os
locais advêm de um histórico de uso sob campo nativo, possivelmente buscando
esclarecer os elevados estoques que se fizeram presentes nas camadas superficiais
nas florestas com 20 (E1) e 44 meses de idade (E2), além de que estes se
apresentaram superiores ao CN, que apresenta uma atividade radicular mais
intensificadora nas camadas superficiais, em especial na primeira camada de solo.
Outra possibilidade para os diferentes efeitos dos sistemas avaliados seja devida à
leve heterogeneidade do mesmo solo em função das leves mudanças de relevo a
poucas distâncias, apesar dos tratamentos estudados estarem sobre o mesmo tipo
de solo, comprovado isto por meio do mapa de solos (Figura 23). Lal (2005) propõe
que ao estudar o estoque de carbono em solos de uma cronosseqüência de idades
de florestas devem-se considerar alguns aspectos para evitar erros, como a seleção
de sítios sobre o mesmo material, tipo de solo, posição na paisagem e o histórico de
uso. Para este mesmo autor as perturbações do solo geram perda nos estoques de
carbono devida o decréscimo de produção de biomassa, alterações do solo como
temperatura e acentuada taxa de decomposição da matéria orgânica e
principalmente dos resíduos culturais motivado pela alteração na relação C/N,
conteúdo de lignina, decréscimo da agregação e da proteção física da matéria
orgânica com incremento da erosão. Em floresta este estoque de carbono é ainda
afetado por outros fatores, em especial, a precipitação, potencial de
106
evapotranspiração, a paisagem, em especial a inclinação influenciando no regime
hídrico, a textura, bem como fatores naturais e antropogênicos (como os
reflorestamentos), apesar das intervenções florestais serem de menor impacto
quando comparado às atividades agrícolas. Considerando o possível efeito destas
perturbações ao teor e estoque de carbono deste, Zinn et al. (2002) afere que em
povoamentos de pinus e eucalipto esta diminuição é devida ao preparo do solo,
rompimento dos agregados, aeração, e contato do carbono orgânico do solo da
fração lábil a exposição à ação de microrganismos e a aceleração de sua
decomposição agregado a menor entrada de resíduos nos primeiros anos de
desenvolvimento da floresta. Além disto, o conteúdo de argila nos primeiros 0,05 m
de profundidade é fator importante no carbono orgânico do solo em reflorestamentos
no cerrado.
O baixo teor e estoque de carbono no solo podem ser advinda de diversos
outros fatores, para O’Connel; Sankaran (1997) citado por Caldeira et al. (2002),
destaca-se a idade do povoamento, bem como os relacionados às inadequadas
condições físico-químicos da liteira, do solo, condições ambientais a decomposição
(déficit hídrico e temperatura), condições químicas (pH alto ou muito baixo) além das
condições biológicas (menor densidade de organismos decompositores). Com esta
esta afirmação ainda se destacam as condições químicas (Tabela 2) do solo
combinadas ou condicionadas ao baixo teor e estoque de carbono quantificado no
solo destes tratamentos (E1, E2, E3 e CN). As diferentes camadas apresentaram
pH
água
baixo (5,1 a 5,4) a muito baixo, CTC
pH7,0
médio (5,1 a 15), valores de Al
3+
trocável variando de 2,6 a 7,1, baixos teores de matéria orgânica (<2,5%), além de
uma baixa condição de fertilidade em vista dos baixos valores de cálcio (<=2,0 a
>4,0), médio (0,6 a 1,0) a alto (>1,0) para o magnésio, bem como baixos valores de
nitrogênio (0,044 a 0,091%), fósforo (0,64 a 2,67 mg dm
-3
para as camadas 1, 2 e 3
e de 0,30 a 0,99 mg dm
-3
para as camadas 4,5 e 6) e potássio (18,0 a 73,5 mg dm
-3
para as camadas 1,2 e 3 e de 23,0 a 78,5 mg dm
-3
para as camadas 4,5 e 6).
Bohnen; Meurer; Bissani (2006) expõem que o pH em água encontrado neste solo
pode ser caracterizado como extremamente ácido (<5) a muito ácido (5,0 5,5).
Sicardi; García-Préchac; Frioni (2004) indica que a conversão de pastagens em
plantios de Eucalyptus grandis durante 10 anos causa um aumento da acidificação
do solo, aumento do conteúdo de alumínio trocável, diminuição do conteúdo de
carbono devido à influência na qualidade e quantidade de matéria orgânica afetando
107
a atividade da comunidade viva biológica, respiração biológica e as taxas de
mineralização, referenciado que o carbono da biomassa microbiana pode ser um
bom indicador na avaliação do efeito das práticas de manejo na biologia e nas
propriedades bioquímicas do solo. Para Vogt et al. (1995) as condicionantes
químicas ausentes em solos arenosos não garantem uma estabilização da matéria
orgânica embutida ao menor ciclo da produção vegetal com menor entrada de
material para alimentação do ambiente edáfico e consequentemente menor teor e
estoque de carbono no solo. A quantidade de carbono pode ainda ser explicada pelo
menor teor de bases, menor pH, maior teor de alumínio trocável, bem como menor
relação C/N (LELES; NETO; SILVA, 1994).
Brady; Weil (2002) encontrou valores de
pH influenciam a estabilidade do húmus, devido que a superfície coloidal dos
colóides são carregados negativamente devido a dissociação de cargas H
+
de
grupos carboxílicos ou fenólicos, adsorvendo cátions (como cálcio, hidrogênio,
magnésio, potássio e etc.), trocados com a solução do solo. A mineralização e a
humificação (transformação bioquímica) indicam que a decomposição da matéria
orgânica do solo pode ser limitada pelo pH muito ácido, altos teores de alumínio,
baixa CTC resultando em teores de bases trocáveis limitando a atividade biológica
(MIRANDA; CANELLAS; NASCIMENTO, 2007). Ou ainda Bayer; Mielniczuk (2008)
destacou entre as características químicas afetadas pela matéria orgânica, citar a
disponibilidade de nutrientes as culturas, a capacidade de troca de cátions (CTC) e a
complexação de elementos xicos e micronutrientes. Binkley; Resh (1999) citam
que a alteração da CTC do solo pode ser associada à alteração do carbono no solo.
Pregitzer; Euskirchen (2004) esclareceu que o carbono no solo é resultado da
atividade dos microrganismos, mas que a sua formação também é dependente de
mecanismos como a estabilização química e bioquímica, além da proteção física
dependentes da paisagem e do tipo de vegetação. Além disso, outros fatores como
drenagem, temperatura do solo, e é claro a variação na entrada de carbono ao longo
do tempo, o fatores determinantes também no controle deste elemento no solo.
Pela relação do teor e estoque de carbono no solo as propriedades físicas por meio
da correlação de Pearson (APÊNDICE 8) identificou apenas correlações lineares
significativas com a matéria orgânica em todos os tratamentos, e com a
profundidade relacionada ao estoque especialmente nos povoamentos jovens (E1 e
E2). Além destas possíveis relações visando reconhecer as variações de carbono
nos povoamentos florestais estudados e no campo nativo, Vogt et al. (1995)
108
propõem que a textura pode também de fato estar associada ao potencial de
armazenamento de carbono nos solos. Para Fitzsimmons; Pennock; Thorpe (2004) a
textura do solo não gera influência na variação do carbono orgânico do solo entre
florestas, pastagens e áreas cultivadas em virtude de que locais com quantidades
similares de argila apresentam elevados contrastes na densidade de carbono do
solo estando esta relação mais associada então à variação de umidade ao longo do
perfil. Portanto em função destas expressões, dentre as propriedades físicas, pode-
se destacar na Tabela 6.
TABELA 6
Caracterização granulométrica das diferentes camadas de solo nos
povoamentos de E. sp, com 20 (E1), 44 (E2) e 240 (E3) meses de
idade e campo nativo (CN), Fepagro Florestas, Santa Maria, RS, Brasil.
Tratamento Camada (m) AR(%) AF(%) S(%) A(%) Classe textural
1 (0,00-0,27) 26,7 36,5 20,3 16,5 Franco arenoso
2 (0,27-0,55) 27,0 35,3 17,6 20,1 Franco arenoso
3 (0,55-0,82) 24,5 33,7 17,5 24,3 Franco argilo-arenoso
4 (0,82-0,98) 23,4 30,3 21,4 24,9 Franco argilo-arenoso
5 (0,98-1,13) 19,1 26,8 18,6 35,6 Franco argilo-arenoso
E1
6 (1,13-1,28)
+
18,7 23,3 17,1 41,0 Argiloso
1 (0,00-0,26) 30,4 35,9 18,5 15,3 Franco arenoso
2 (0,26-0,51) 26,5 34,1 18,4 21,0 Franco argilo-arenoso
3 (0,51-0,74) 23,2 35,5 18,6 22,8 Franco argilo-arenoso
4 (0,74-0,91) 19,9 33,7 17,3 29,0 Franco argilo-arenoso
5 (0,91-1,07) 19,1 28,5 15,5 37,0 Argilo-arenoso
E2
6 (1,07-1,21)
+
16,0 24,1 14,5 46,1 Argiloso
1 (0,00-0,19) 23,3 49,1 15,3 12,3 Franco arenoso
2 (0,19-0,39) 20,3 49,5 16,2 14,1 Franco arenoso
3 (0,39-0,54) 18,4 50,7 18,6 12,3 Franco arenoso
4 (0,54-0,73) 14,3 31,5 14,6 39,5 Argilo arenoso
5 (0,73-0,89) 11,4 28,9 13,4 46,3 Argiloso
E3
6 (0,89-1,03)
+
12,5 32,3 14,7 40,6 Argiloso
1 (0,00-0,23) 25,5 43,1 18,3 13,1 Franco arenoso
2 (0,23-0,45) 26,7 39,0 16,2 18,1 Franco arenoso
3 (0,45-0,67) 23,2 42,2 18,9 15,7 Franco arenoso
4 (0,67-0,83) 21,2 41,4 19,2 18,3 Franco arenoso
5 (0,83-0,99) 16,8 31,0 18,0 34,2 Franco argiloso
CN
6 (0,99-1,16)
+
12,2 29,0 18,5 40,3 Argiloso
AG: areia grossa; AF: areia fina; S: silte; A: argila.
Cada trincheira apresentou espessuras de camada diferenciadas em virtude
da caracterização morfológica. Os tratamentos apresentaram camadas superficiais
109
com textura arenosa a franco-arenosa e as camadas profundas uma textura
argilosa. Considerando a percentagem de areia total e argila, pela correlação linear
de Pearson (APÊNDICE 8) não se obteve correlações significativas entre as frações
granulométricas e os teores e estoques de carbono, bem como com a matéria
orgânica do solo. As únicas correlações significativas foram para o tratamento E2
considerando o teor e estoque de carbono. Elencando então ainda a diversidade
literária de posições e oposições do efeito da textura no estoque de carbono do solo
a melhor possibilidade visíbel relacionada a esta correlação pode-se ser
compreendida distribuição dos pontos amostrais no triângulo textural típico,
independente da profundidade (Figura 23).
As camadas superficiais arenosa ou franco-arenosa, neste solo,
apresentaram os maiores estoques de carbono (pontos 1, 2, 8, 3, 7, 19) sendo a
princípio referentes as profundidades ou camadas 1, 2 e 3 (E1: pontos 1,2 e 3; E2:
pontos 7 e 8; E3: ponto 19). Com o aumento do percentual de argila em
profundidade os estoques de carbono (pontos 6, 12, 23 e 24) diminuem
especialmente para os tratamentos E1 (ponto 6 referente a última camada), E2
(ponto 12 referente a última camada) e CN (pontos 23 e 24 referente a quinta e
sexta camada), ocorrendo uma inversão para o tratamento E3, onde os pontos 16 e
17 apresentam os maiores valores de estoque de carbono quando comparado aos
demais tratamentos (E1, E2 e CN) nestas mesmas profundidades, bem como os
maiores valores quando da avaliação do efeito da profundidade no tratamento E3,
sendo que o ponto 15 representa a terceira camada de solo, deste tratamento, o
menor estoque de carbono de todas as profundidades e tratamentos avaliados.
De modo geral os pontos concentrados na região arenosa e franco-arenosa
(horizontes superficiais) apresentam os maiores teores e estoques de carbono,
diferenciados para a região de tendência granulométrica mais argilosa (horizontes
subsuperficiais), sendo esta realidade possivelmente condicionada a outras
características ambientais e de vegetação citadas e em menor grau associadas à
textura destes solos dificultando ou tornando controvérsio a comparação com outros
autores em virtude de usar como referencial as diferentes camadas do mesmo solo,
sendo que estas apresentam possivelmente as mesmas características edáficas
com diferenciação apenas em maior grau à distribuição das frações granulométricas.
A analogia poderia ser diferente se fosse estabelecida entre diferentes classes
morfológicas ou diferentes tipos de solos (variação textural), que pelas
110
condicionantes de formação do solo (relevo, material de origem, organismos, tempo
e clima) delimitam as diferentes características naturais dos solos (Figura 23).
Figura 23 Triângulo textural e o estoque de carbono (Mg ha
-1
) nas camadas de solo nos
povoamentos E. sp. com 20 (E1), 44 (E2) e 240 (E3) meses de idade e campo nativo
(CN), Fepagro Florestas, Santa Maria, RS, Brasil.
111
Paul et al. (2002) avaliando uma diversidade de dados sobre o impacto do
reflorestamento no carbono do solo, encontraram que a camada superficial do solo
(menor que 0,10 e 0,30 m), apresenta um decréscimo de carbono nos primeiros
cinco anos sendo que após 30 anos esta diferença foi mínima ou até ligeiramente
maior a quantidade de carbono existente em solos agrícolas, calculando um tempo
mínimo de 30 anos para um novo equilíbrio ser estabelecido em reflorestamentos
com eucalipto. Em função disto, estes autores enfatizam uma série de fatores que
regulam a presença e a alteração de carbono em solos reflorestados, em especial o
manejo do sítio, o tipo de floresta, colheita, rotação, destacando especialmente a
textura do solo. É considerado que a mudança do carbono em reflorestamentos é
mais pronunciada em solos com menor conteúdo de argila. Para Silver et al. (2000)
a retenção de carbono no solo é dependente da textura do solo sendo que o
incremento linear do conteúdo de argila tem efeito positivo sobre a matéria orgânica
do solo apesar dos resultados experimentais não terem gerado diferenças
significativas de carbono entre solos argilosos (81 Mg ha
-1
) e arenosos (80 Mg ha
-1
)
considerando um metro de profundidade sendo que na superfície (0,0-0,1 m) os
solos argilosos apresentaram os maiores valores (16,46 Mg ha
-1
) em controvérsia,
os solos arenosos os maiores valores ocorrem abaixo de 0,5 m de profundidade
(39,28 Mg ha
-1
). Para Greenland (1995) a textura influencia a aeração, as taxas de
decomposição da matéria orgânica que por conseqüência influenciam a estrutura do
solo, o movimento de água e ar. O conteúdo de argila influencia as taxas de
decomposição pelo motivo das propriedades de oclusão e adsorção do carbono nos
poros do solo. E ainda que o conteúdo de matéria orgânica, segundo Neufeldt;
Resck; Ayarza (2002) é duas vezes maior em solos argilosos quando comparado
aos solos francos devido à presença dos sítios de adsorção existente na superfície
das argilas.
Pelas considerações na dinâmica do carbono no perfil do solo nos diferentes
tratamentos, principalmente comparando as diferentes classes de idade dos
povoamentos de E. sp. pode-se supor que de fato ocorrem alterações no estoque de
carbono do solo e que o incremento em idade não necessariamente promove um
aumento ou incremento deste carbono mesmo em função do expressivo montante
de material detritívoro na interface ar-solo em cultivos mais senis. Os longos
períodos de cultivo florestal (rotações maiores) são uma das diversas condicionantes
relacionadas às práticas de manejo florestal (espaçamento, espécie, incremento e
112
etc) que de fato irão expressar o instante ou idade em que a estabilidade deste ciclo
volta a equilibrar os fluxos do carbono entre o solo e atmosfera, alterado
principalmente pelo cultivo dos ambientes naturais. Esta mesma reflexão não pode
ser estendida a solos onde ocorre a regeneração da vegetação após o abandono
pelo cultivo agrícola. Possivelmente, pode-se supor o impacto que as menores
rotações de maciços florestais homogêneos possuem no ciclo nutricional bem como
na constante instabilidade do fluxo deste elemento e no instante de alcance deste
equilíbrio, são fundamentais de serem reconhecidos para a seguridade da qualidade
ambiental e produtividade em diferentes tipos de solo.
4.6 Estoque total de carbono nas áreas
O estoque de carbono compartimentado, apesar deste não apresentar uma
tendência crescente com aumento da idade no solo, nas suas diferentes
profundidades, pode-se afirmar que se considerar, a totalidade deste estoque médio
de carbono, como a soma do componente biomassa arbórea, piso florestal ou
vegetação de campo e o solo (Figura 24). Estes estoques aumentam à medida que
os povoamentos se tornam mais senis, sendo de fato superiores aos valores
encontrados para o sistema nativo (CN). Para Mielniczuk (2008), as perturbações de
ordem antrópica causam ao sistema nativo ou estável em geral mais perda do que
ganho de carbono ao longo do tempo, bem como perda da qualidade do solo sendo
isto devido que com o cultivo os compartimentos mais dinâmicos (CN e E1), em
material orgânico e carbono, são reduzidos iniciando a decomposição da matéria
orgânica dos compartimentos mais estáveis (E2 e E3), refletindo-se um cenário de
perda de carbono orgânico total.
De sobremaneira o estoque de carbono na substituição do campo nativo em
florestas de eucalipto, bem como entre a cronoseqüência de idades das florestas se
estabelece em condições diferenciadas quando da avaliação da vegetação, material
em decomposição e solo (Figura 24).
113
Figura 24 Estoques médios de carbono (Mg ha
-1
) nos povoamentos de E sp. com 20 (E1), 44 (E2) e
240 (E3) meses de idade e campo nativo (CN) no solo, na vegetação e no piso florestal,
Fepagro Florestas, Santa Maria, RS, Brasil.
Estabelece-se que o estoque de carbono acima do solo (vegetação e manta
edáfica) aumenta das florestas quando substituindo o campo nativo, ou ainda
avaliando também o estoque de carbono total entre a cronoseqüência de idade das
florestas de eucalipto, bem como entre os seus diferentes compartimentos (folhas,
galhos, casca e madeira). Em associação a isto, o material que recobre o solo,
especialmente aquele em decomposição, ou serapilheira, avaliando apenas os
sistemas florestais, tende a um aumento na espessura da manta com conseqüente
aumento no estoque de carbono. Em função desta realidade ecológica tem-se
aumento gradativo e expressivo do estoque de carbono acima do solo quando
implanta sistemas florestais (eucalipto) sobre sistema nativo. Apesar disto estas
alterações devem ser fidedignamente monitoradas e manejadas sobre o princípio da
sustentabilidade e do equilíbro para que de fato garantam o cumprimento do objetivo
desejado na amenização do aumento de dióxido de carbono na atmosfera. Para o
solo, a mesma analogia real gradativa e positiva de cenário concluinte para a
114
vegetação não se expõem ao estoque de carbono em profundidade no perfil quando
da substituição da vegetação nativa pelas florestas de eucalipto, nas suas diferentes
idades. Por esta real totalidade considerando o somatório total médio (vegetação +
serapilheira e solo) pode-se considerar que as florestas em idade mais senis (E3)
tendem acumular maior estoque de carbono quando comparado às florestas jovens
(E1 e E2) e também expressivamente maior ao existente no ecossistema precedente
(campo nativo), integrando que esta realidade é gradativa em escala para o
compartimento acima do solo, mas diferentemente ao revisto para o compartimento
abaixo da superfície do solo (perfil em profundidade).
Esta realidade pode ser confirmada por Pregitzer; Euskirchen (2004) reunindo
uma vasta literatura a respeito do estoque de carbono nos mais diferentes
ecossistemas (florestas boreais, temperadas e tropicais), incluindo espécies
decíduas, coníferas de diferentes idades e localizações geográficas em diferentes
compartimentos (total acima e abaixo do solo, biomassa, horizonte orgânico e o
solo). Estes autores afirmam que independente do ecossistema, o incremento de
carbono ocorre com aumento da biomassa em função do aumento da idade,
indicando que as boreais apresentam um estoque médio total de 143 Mg ha
-1
, as
temperadas em torno de 239 Mg ha
-1
e as tropicais uma média total em torno de 174
Mg ha
-1
. As variações deste estoque são variáveis com a idade e o tipo florestal,
afirmando que nas florestas boreais estes o maiores em idades mais senis
quando comparada à idade mais jovem. Em florestas temperadas as variações são
expressivamente menores nos primeiros quatro anos tornando-se maiores nas
classes de idade mais senis, sendo que o mesmo não foi reportado para as florestas
tropicais, onde a variação é menor quando comparada aos demais ecossistemas
abordados, principalmente em idades mais senis. Pulrolnik (2007) destaca do total
de 166,2 Mg ha
-1
, 92% do estoque de carbono foram encontrados no solo (0,0-1 m)
e 8% na serapilheira de eucalipto. Vesterdal; Ritter; Gundersen (2002) expõem
que os estoques de carbono total (solo e biomassa) nos ecossistemas de Quercus
robur L. e Picea abies (L.) Karst. incrementaram em 65 a 100 Mg ha
-1
após 28-29
anos de reflorestamento com estas espécies sobre áreas cultivadas, na Dinamarca.
Antunes (2007) referenciando-se ao estoque total de carbono no perfil total do solo
(0,00-1,00 m) indicou que as pastagens (151,74 Mg ha
-1
) apresentaram os maiores
estoques de carbono orgânico, seguido da floresta com 20 anos de idade (148,32
Mg ha
-1
) e por fim a floresta com 4,5 anos (130,33 Mg ha
-1
).
115
4.7 Fracionamento físico da matéria orgânica no solo
O teor e estoque de carbono associado a cada fração do solo, bem como o
total pode ser conferido na Tabela 7. Em uma visão geral, o teor e o estoque de
carbono orgânico total e nas suas frações tornam mais compreensivos o efeito das
mudanças que ocorrem com a matéria orgânica do solo ao longo de um cultivo em
função de cada fração apresentar tempo de ciclagem diferente regulada por sua
própria identidade química e também por fatores ambientais. Para Christensen
(2001), o cultivo da terra afeta a qualidade da matéria orgânica dentro dos
complexos primários, ou seja, associado às classes granulométricas, mas o principal
efeito é a alteração da quantidade deste material e sua distribuição entre as classes
granulométricas. Cambardella; Elliott (1992) apresenta que o cultivo do solo reduz a
matéria orgânica e os nutrientes do solo, sendo esta redução principalmente na
fração areia ou fração particulada denominada como POM ou MMO.
Considerando o total obtido da somas das frações analisadas, tanto para teor
como para estoque, constata-se que estes foram mais elevados na camada
superficial (0,0-0,10 m), decrescendo progressivamente com o aumento da
profundidade (0,10-0,20 m). Estas maiores existências em camadas superficiais são
diretamente relacionadas ao maior aporte e decomposição de resíduos bem como a
atividade radicular das árvores. Os estoques de carbono no material orgânico, nas
camadas 0,0-0,10 m e 0,10-0,20 m (Tabela 7) foram bem superiores aos
encontrados por Antunes (2007) em um povoamento de eucalipto com 13 anos de
idade em argissolo (2,62 Mg ha
-1
e 0,44 Mg ha
-1
). Avaliando o teor, verificam-se
resultados semelhantes ao reportado por Faria et al (2008) estudando uma floresta
de eucalipto conduzida por cepas, que registrou valores entre 17,89 a 30,78 g kg
-1
nas camadas de 0,0-0,10 e 0,10-0,20 m aos 31 meses de idade e de 15,83 a 21,50
g kg
-1
aos 54 meses de idade para as mesmas profundidades.
116
TABELA 7
Teor (g kg
-1
) e estoque de carbono (Mg ha
-1
) nas frações da matéria
orgânica do solo nas profundidades de 0,0-0,10 e 0,10-0,20m, nos
povoamentos de E. sp. com 20 (E1), 44 (E2) e 240 (E3) meses de idade
e campo nativo (CN), Fepagro Florestas, Santa Maria, RS, Brasil.
Carbono
Teor (g kg
-1
) Estoque (Mg ha-1)
MMO COM COT MMO COM COT
Trat
0,0-0,10
E1 4,14 29,34 33,48 6,19 43,79 49,98
E2 6,01 31,65 37,66 9,15 47,51 56,66
E3 4,50 27,77 32,27 6,92 42,88 49,80
CN 4,34 30,09 34,43 6,54 45,30 51,84
Trat 0,10-0,20m
E1 1,75 20,53 22,28 2,62 30,77 33,39
E2 1,83 23,52 25,35 2,88 37,08 39,96
E3 1,01 21,33 22,34 1,58 33,04 34,62
CN 1,51 22,65 24,16 2,33 34,67 37,0
MMO: fração articulada; COM: fração associada a minerais; COT: carbono orgânico total
Os dados de matéria orgânica particulada (MMO) e a matéria orgânica
associada a minerais (COM), em função do teor e do estoque de carbono podem ser
conferidos no APÊNDICE 10. Estes apresentaram uma distribuição normal dos
dados bem como homogeneidade de variância. Independente da camada de solo,
os valores de C.V. podem ser considerados medianos para a fração MMO (valores
>45) e baixos para a fração COM (valores <15), bem como baixos valores de R
2
(valores < 0,30). Pelo teste de Tukey ao nível de 5%, nas duas profundidades (0-
0,10m e 0,10-0,20m) ambas as frações não diferiram estatisticamente, não sendo,
afetados pelos tratamentos. Os maiores teores e estoques de carbono associado à
MMO e COM da matéria orgânica, ocorreram na superfície decrescendo
progressivamente na camada subsuperficial (Tabela 7 e Figura 25). Esta mesma
constatação pode ser descrita por Brun (2008) avaliando o cultivo de Pinus taeda e
P. elliotti em duas regiões do Rio Grande do Sul, em diferentes sistemas de manejo.
117
Figura 25 Teor (g kg
-1
) e estoque de carbono (Mg ha
-1
) nas frações da matéria orgânica do solo nas
profundidades de 0,0-0,10 e 0,10-0,20m, nos povoamentos de E. sp. com 20 (E1), 44 (E2)
e 240 (E3) meses de idade e campo nativo (CN).
Médias seguidas por mesma letra estatisticamente não diferem entre os tratamentos pelo
Teste de Tukey ao nível de 5% de probabilidade.
A fração MMO apresentou os mais baixos valores, tanto para o teor como
para o estoque, independente do tratamento avaliado, quando comparado ao
carbono agregado à fração COM. Considerando o teor e o estoque associada à
fração MMO, os menores valores podem ser observados no povoamento com 20
meses de idade (E1) na camada 0,0-0,10 (4,14 g kg
-1
e 6,19 Mg ha
-1
) e no
povoamento com 240 meses de idade (E3) na camada 0,10-0,20m (1,01 g kg
-1
e
1,58 Mg ha
-1
). Os menores valores para teor e estoque associado à fração COM na
camada 0,0-0,10 está no povoamento com 240 meses de idade (E3) (27,77 g kg
-1
e
42,88 Mg ha
-1
) sendo que para a camada 0,10-0,20m o tratamento E1 (20,53 g kg
-1
e 30,77 Mg ha
-1
) se apresenta em evidência, sendo ambas as comparações relativas
ao sistema nativo (CN). Em contrapartida, o povoamento com 44 meses de idade
Camada 0,0-0,10m
0
10
20
30
40
50
E1 E2 E3 CN
Tratamentos
Carbono
a
a
a
a
a
a
a
a
a
a
a
a
a
a
a
a
Camada 0,10-0,20m
0
10
20
30
40
E1 E2 E3 CN
Tratam entos
Carbono
a
a
a
a
a
a
a
a
a
a
a
a
a
a
a
a
118
(E2) apresenta os maiores valores de teor e estoque associadas as duas fração
(MMO e COM) em ambas as profundidades avaliadas. Esta constatação pode estar
associada, a evolução do uso e cultivo do solo especialmente pela entrada
constante de material orgânico e produção de exsudatos radiculares e diretamente
relacionado, em curto prazo, as frações mais lábeis, como a fração MMO ou
particulada ou associado a areia, que se modifica facilmente com o cultivo e se
restabelece rapidamente em função da evidente alteração de sua relação C/N,
quando comparado às frações associada aos minerais (COM). Para Medham et al.
(2004) a fração da matéria orgânica particulada (POM) contém mais de 60% do
carbono total do solo, sendo que os solos das plantações de Eucalyptus globulus
foram os que tiveram a maior proporção de carbono tanto nesta fração como no total
quando comparado ao campo. Este mesmo autor ainda enfatiza que a mineralização
ou degradação do carbono desta fração é devido à acessibilidade do substrato dado
pela menor proteção física das partículas. Além disto, a hipótese ainda aceita é que
o alto conteúdo de matéria orgânica particulada pode imobilizar o nitrogênio e
reduzir suas taxas de mineralização causando efeitos sobre a fertilidade dos sítios
florestais. Boeni (2007) avaliando diferentes cultivos (vegetação nativa, plantio
direto, pastagem permanente e consorciamento) em três locais, encontraram que a
fração associada a minerais foi a que apresentou a maior percentagem de carbono
enfatizando a estabilidade destas frações, visto que principalmente a maior
concentração de argila é diretamente associada à estabilização do carbono orgânico
no solo, sendo que nas camadas superficiais a contribuição da fração leve (areia) é
maior. Para Ashagrie et al. (2007) os solos cultivados apresentam uma maior
quantidade de carbono presente nos microagregados e menores valores nos
macroagregados quando comparado à floresta natural, devido à redução do teor
médio de carbono após o cultivo. Considerando a fração macro-orgânica e a fração
silte+argila, a redução é mais pronunciada na fração menor, pois a fração macro-
orgânica tem sua desestabilização pouco sentida motivada pela entrada de resíduos
frescos, de raízes ou culturais, em decomposição, não alterando significativamente a
relação C/N. Guggenberger; Zech (1999) acredita que a fração particulada tem uma
diminuição sendo a fração associada a minerais pouco afetada quando da
substituição de floresta natural por agricultura na Costa Rica, mas Lal (2005) garante
que a fração particulada é fração mais influenciada pelo manejo florestal. Chan
(1997) estudando Vertissolos além de Cambardella; Elliott (1992) encontram que o
119
carbono da fração particulada é a fração preferencialmente perdida quando do
cultivo convencional em substituição a pastagens nativas, podendo conforme Chan
(1997); Bayer et al. (2001) e Brun (2008), indicar que esta fração pode ser um
indicador sensível as práticas de manejo do solo, indicando (Bayer et al., 2001) que
o carbono associado à fração mineral (COM ou Coam) atua na estabilidade física da
matéria orgânica tanto para o seqüestro de carbono como para o incremento da
qualidade do solo não apresentando grandes alterações em seus estoques em
curtos períodos de tempo em diferentes sistemas de manejo. Segundo Nicoloso
(2005) os estoques dependem da transferência de C e N da fração lábil, além do
grau de proteção coloidal causada pelas superfícies minerais. A mesma realidade de
proteção e menor alteração pelo manejo enfatizada para a fração menor associada
ao material orgânico é citada por Brun (2008), o qual encontrou valores
intermediários para fração (COM ou Coam) entre a floresta nativa e as florestas de
pinus em Cambissolo e Argissolo. Para Sá et al. (2001) comparando sistemas
cultivados por longo período (10, 20 e 22 anos) encontraram que os teores de
carbono em todas as profundidades incrementaram na fração menor, especialmente
devido à complexação orgânica com as frações silte+argila, pois na camada de 0,05
m as frações menores, especialmente silte apresentam os teores máximos de
carbono do solo nas áreas não cultivadas causado pela elevada entrada de resíduos
e pela proteção devida a formação destes complexos organo-minerais.
Rangel; Silva (2007) considera que em torno de 90% do carbono do solo esta
associada às frações areia, silte e argila. Dentre isto, as frações silte+argila possuem
a maior percentagem de material orgânico e de carbono associado devido à área
superficial específica e a carga superficial, destacando que na fração argila a
proteção física e química do carbono é maior sendo este menos sensível a alteração
do manejo. Em virtude disto pode-se afirmar de antemão que o carbono associado
as argilas, são mais estáveis, tanto pela recalcitrância como pela proteção do
carbono nas partículas de diminutos tamanhos, inacessíveis à comunidade
decompositora. De acordo com Roscoe; Machado (2002), relacionando diferentes
solos de clima tropical e temperado, encontrou que as frações menores (silte e
argila) se associam a maior parte do carbono dos solos, caracterizado por um
material mais transformado (amorfo) e sem o reconhecimento das estruturas de
origem quando comparado à fração macro-orgânica constituída de resíduos
orgânicos em estágios iniciais de decomposição e tempo de ciclagem mais rápida.
120
Para Amelung et al. (1998), o carbono orgânico do solo, assim como o nitrogênio e o
enxofre estão relacionados inversamente as frações areia grossa e areia fina.
Devida à argila descrever somente em 1% da variação do carbono em todos os
solos, Percival; Parfitt; Scott (2000) esclarecem que ela não apresenta uma
correlação positiva com o teor de carbono do solo, discutida em controvérsia a
citação de outros autores que esclarecem de fato a importância da argila, da textura
e da precipitação sobre o carbono em solos de pastagem ou campo nativo.
Para Balabane; Plante (2004), estudando a agregação e a dinâmica de
carbono nestas hierarquias estruturais, encontraram que 77-78% do carbono esta
associado à fração argila e o restante a fração silte fino (15-16%) e grosseiro (6-7%)
não diferindo entre solos cultivados e o cultivados indicando possivelmente que a
matéria orgânica, bem como o carbono estaria preferencialmente protegida nestas
partículas. Para Freitas et al. (2000), os maiores estoques de carbono pode ser
encontrado na fração silte+argila comparando diferentes sistemas de uso do solo
(pastagens de longa duração degradadas ou não, pousio e plantio direto) a
vegetação natural antropizada do cerrado, sendo preferencialmente os maiores
valores na camada sub-superficial (0,10-0,20 m). Apesar disto apenas o estoque de
carbono associado à fração silte aumenta com o cultivo do solo considerando
apenas os seguintes manejos: pousio, plantio direto e cultivo em manejo
convencional de longa duração, sendo que o inverso ocorre na fração argila quando
se compara à vegetação do cerrado a pastagens degradadas ou não.
Para o tratamento E3 a configuração de baixos valores de teor e estoque de
carbono associada à fração COM na camada superficial (0,0-0,10 m) e para a fração
MMO na camada subsuperficial (0,10-0,20 m) quando comparado ao sistema nativo
(CN) possivelmente possa ser explicada pela proporção de material orgânico, onde
o carbono provavelmente tenha sido recuperado com a deposição e decomposição
dos resíduos depositados na superfície do solo ao longo do cultivo da floresta, mas
que não tenha servido de base para a camada subsuperficial, possivelmente por
restrições qualitativas do solo. O cenário resultante na subsuperfície (principalmente
0,10-0,20 m), deste mesmo tratamento, pode ser devido a menor translocação de
carbono no perfil dado a menor movimentação da comunidade biológica
transportadora de resíduos e fontes de carbono, bem como possivelmente respostas
da ação da intervenção silvicultural como os desbastes, que podem estar alterando
a conquista do ponto chave da dinâmica natural de recuperação do equilíbrio deste
121
sistema, quando comparado ao campo nativo, ou ainda as demais condições físicas
qualitativas do solo que não foram avaliadas, com a compactação, restringindo à
existência de um ambiente favorável a dinâmica natural do processo. Cooper (1983)
afirma deste modo que o manejo florestal afeta a retenção de carbono no material
orgânico e nos detritos sendo este último alterado rapidamente com a colheita e
extremamente dependente da sua composição e do clima quando comparado à
matéria orgânica do solo. O carbono do solo aumenta com o aumento da
precipitação e diminuição da temperatura. Para Lima (2004) o estoque de carbono
na fração areia nas camadas 0,10-0,20 m diminui nos primeiros anos de cultivo do
eucalipto, mas com tendência de recuperação com o passar dos anos comprovando
de fato que o carbono associado às frações mais finas do solo é menos susceptível
as alterações do uso do solo. Este mesmo autor ainda propõe que ambientes
cultivados mais intensamente e com mínimas condições de adição e aporte de
resíduos vegetais são mais propícios ao menor acúmulo de carbono orgânico.
Balesdent et al. (1998) estudando um solo com cultivo florestal observou que
a distribuição do carbono foi alterada nas diferentes frações, sendo que após 35
anos de cultivo o carbono associado à fração argila era aumentado, possivelmente
pela decomposição do material mais lábil, enfatizando de fato que a matéria
orgânica associada à argila é mais estável. Apesar disto, Passos et al. (2007)
registraram um aumento dos teores de carbono orgânico total no solo cultivado com
milho quando comparado ao sistema nativo explicada pela constante adição de
resíduos culturais advindos do cultivo do milho, o uso de fertilizantes químicos, além
da presença da camada compactada que pode ter reduzido as perdas por lixiviação,
bem como a maior restrição à aeração na profundidade de 0,15-0,20 m. Mas deste
modo é evidente que o cultivo com compactação excessiva promove uma restrição à
aeração desfavorecendo o crescimento e desempenho da atividade biológica
refletindo-se na taxa de decomposição. Para os solos cultivados o teor de carbono é
menor, possivelmente devido que as frações mais lábeis diminuem rapidamente com
a substituição da vegetação natural até atingir novos equilíbrios.
No tratamento E1 os baixos valores de teor e estoque de carbono associado à
fração MMO na camada superficial (0,0-0,10 m) e para a fração COM na camada
subsuperficial (0,10-0,20 m) pode ser interpretada como uma resposta do sistema
em virtude do preparo antropogênico e mecânico do solo para o plantio, realizado
recentemente (2006), que alterou a característica original do ecossistema quando
122
comparado ao sistema nativo (CN). Para Six et al. (1998), o preparo do solo e o
cultivo intenso alteram o chamado turnoverda matéria orgânica do solo devido à
desestabilização da estrutura do solo, em função da sensibilidade de ruptura dos
agregados por meio do preparo do solo além de expor este material às condições de
temperatura (alta), aeração entre outras condições, favoráveis ao aumento da taxa
de decomposição. Esta realidade de diminuição de matéria orgânica bem como de
carbono no solo é devido, além disto, pela redução da entrada de material vegetal
orgânico devido à remoção da biomassa acima do solo em função da substituição da
vegetação natural, corte e queima dos resíduos culturais que também são atribuídas
a condições mais favoráveis para a atividade biológica gerando uma perda de 88%
do carbono associado à fração macro-orgânica e de 66% da fração associada a
minerais (ASHAGRIE et al., 2007) desestabilizando o equilíbrio edáfico.
Guggenberger; Zech (1999) esclarece que o incremento da matéria orgânica
associada à fração particulada ou fração areia ocorre pelas taxas do ciclo da
serapilheira e pela deposição de raízes. Para Six; Elliott; Paustian (1999) esta fração
macro-orgânica ou areia (COM) tem suas taxas de decomposição afetadas também
pela entrada e qualidade dos resíduos de plantas, mas também pelas condições
microclimáticas do solo quando se comparam aos locais nativos, além de fatores
adicionais como a arquitetura das raízes, sendo que as frações finas ou intra-
agregadas são afetadas pela agregação, pela temperatura do solo, qualidade e
entrada de resíduos. Provavelmente pode-se elucidar que após uma perturbação a
recuperação ou restabelecimento do equilíbrio pode ser mais dificilmente
recuperável nas frações menores, especialmente na fração silte+argila dado suas
características intrínsecas. Em virtude disto as maiores alterações do carbono de
fato ocorrem em solos com característica arenosa, ou franco-arenosa, onde a
proteção física da matéria orgânica é menor.
Em síntese geral, pode-se compreender a resposta do tratamento E2, com os
mais expressivos valores de carbono associada às frações MMO e COM em virtude
de que este possivelmente esteja indicando o estágio de recuperação da ação
interventora do plantio quando comparado ao sistema recém implantado (E1). De
estar formando uma manta residual fonte de alimento para a comunidade do solo e
recuperadora da estrutura do solo, bem como das “poupanças” de carbono.
Comparado ao tratamento E3, pelo histórico de uso e ocupação, este local (E1)
ainda não sofreu qualquer tipo de intervenção silvicultural, desbaste, corte ou
123
desrama, que possa causar alguma deterioração ambiental na conquista e
manutenção da estabilidade dos compartimentos armazenadores de carbono. Esta
realidade pode também ser apresentada por Bayer et al. (2004) avaliando diferentes
sistemas de rotação de culturas, intercalando espécies outonais (nabo-forrageiro,
guandu-anão, crotalária, girassol, aveia-preta) com culturas comerciais (milho e
soja), tanto em plantio convencional como em plantio direto.
Estes autores observaram que a fração da matéria orgânica (MO) particulada
foi mais sensível a alterações de manejo em curto prazo, considerando que o
sistema plantio direto foi mais significativo no aumento de carbono associado a esta
fração na camada de 0,0-0,20 m devido à adição e manutenção dos resíduos na
superfície, menor temperatura e menor aeração o que diminui a atividade microbiana
bem como sua proteção física nos agregados. Para a fração da matéria orgânica
associada a minerais não se observou variações significativas, possivelmente que
esta fração possui um tempo de ciclagem mais lenta dada sua proteção física no
interior de microagregados (<53 mm) ou por sua composição química necessitando
um tempo maior para que o efeito dos sistemas de manejo se reflita em efeitos no
estoque de carbono desta fração. Para Conceição et al (2005) apesar da fração
associada a minerais também ser alterada, em valores numéricos, pelo manejo, para
a fração particulada esta evidência foi significativa pelo teste de médias, nos
diferentes sistemas de manejo em dois locais do Rio Grande do Sul.
5 CONCLUSÕES
A produção do material arbóreo florestal e campestre vivo, agregado ao
material em decomposição, bem como o seu estoque de carbono,
sobremaneira aumentam quando da substituição da vegetação nativa de
campo para as florestas de eucalipto, adquirindo expressividade no decorrer
do crescimento e desenvolvimento das florestas;
Os maiores estoques de carbono estão no componente madeira e a casca
independente da idade das florestas, tendendo a diminuição do percentual
para os componentes galhos e folhas, que mais tarde serão depositados e
acumulados aumentando a massa em decomposição na superfície do solo;
O teor e estoque de carbono no solo são baixos, indicando que o crescimento
das florestas de eucalipto em substituição a vegetação nativa de campo não
agregou um aumento significativo, ao contrário das constatações no
componente vegetal;
A fração matéria orgânica particulada foi a mais sensível às variações de
idade de povoamento e uso da área, e menor variação na fração associada
aos minerais do solo;
A implantação de florestas em campo nativo não causou variações
significativas nas propriedades físicas.
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APÊNDICE
144
APÊNDICE 1
Análise de variância para a massa seca total (Mg ha
-1
), com dados na
base logarítmica natural para os povoamentos de E. sp. com 20 (E1),
44 (E2) e 240 (E3) meses de idade e campo nativo (CN), Fepagro
Florestas, Santa Maria, RS, Brasil.
Fonte de variação G.L. S.Q. Q.M. F Pr>F
Tratamento 3 35,2194 11,7389 9,65 0,0049
Erro 8 9,7282 1,2160 --- ---
Total 11 44,9475 --- --- ---
C.V. 36,14
APÊNDICE 2
Análise de variância para o estoque de carbono na massa seca total
(Mg ha
-1
), com dados na base logarítmica natural para os povoamentos
de E. sp, com 20 (E1), 44 (E2) e 240 (E3) meses de idade e campo
nativo (CN), Fepagro Florestas, Santa Maria, RS, Brasil.
Fonte de variação G.L. S.Q. Q.M. F Pr>F
Tratamento 3 24,1831 8,0610 7,49 0,0104
Erro 8 8,6051 1,0756 --- ---
Total 11 32,7882 --- --- ---
C.V. 41,09
APÊNDICE 3
Correlação linear de Pearson para a massa seca (Mg ha
-1
) e carbono
(Mg ha
-1
) de folhas, galhos, casca e madeira em função da idade dos
povoamentos de E. sp. com 20 (E1), 44 (E2) e 240 (E3) meses de
idade, Fepagro Florestas, Santa Maria, RS,Brasil.
Matéria seca e Idade r Pr
Carbono e
Idade
r Pr
F x I 0,0990 0,8000 F x I 0,0992 0,7995
G x I 0,5620 0,1153 G x I 0,5620 0,1153
LN (G) x I 0,4977 0,1727 G1 x I 0,5054 0,1652
C x I 0,6212 0,0741 C x I 0,6212 0,0742
LN (C) x I 0,6131 0,0792 C1 x I 0,6201 0,0748
M x I 0,6289 0,0696 M x I 0,6289 0,0696
LN(M) x I 0,6712 0,0478 Log(M) x I 0,6750 0,0461
F: folhas; G: galhos; C: casca; M: madeira; LN: logaritmo natural; I: idade (meses); r: valor da
correlação linear de Pearson; Pr: probabilidade da correlação.
APÊNDICE 4
Análise de variância para a massa seca no piso florestal (Mg ha
-1
) nos
povoamentos de E. sp, com 20 (E1), 44 (E2) e 240 (E3) meses de
idade, Fepagro Florestas, Santa Maria, RS, Brasil.
Fonte de variação G.L. S.Q. Q.M. F Pr>F
Tratamento 2 48,5218 24,2609 243,90 <0.0001
Erro 21 2,0889 0,0995 --- ---
Total 23 50,6107 --- --- ---
C.V. 11,57
145
APÊNDICE 5
Análise de variância para o estoque de carbono do piso florestal (Mg
ha
-1
) nos povoamentos de E.sp, com 20 (E1), 44 (E2) e 240 (E3) meses
de idade, Fepagro Florestas, Santa Maria, RS, Brasil.
Fonte de variação G.L. S.Q. Q.M. F Pr>F
Tratamento 2 9,1620 4,5810 201,64 <0.0001
Erro 21 0,4771 0,0227 --- ---
Total 23 9,6391 --- --- ---
C.V. 12,73
APÊNDICE 6
Valores de F, probabilidade, coeficiente de variação e R
2
para as
propriedades físicas do solo e para carbono no solo nos
povoamentos de E. sp, com 20 (E1), 44 (E2) e 240 (E3) meses de
idade e campo nativo (CN), Fepagro Florestas, Santa Maria,
RS,Brasil.
Estatística
Dp Ds Pt Macro Micro
Teor de
C
Estoque
de C
1
Estoque de
C
2
Camada de solo 1
F 1,20 1,33 1,59 1,96 7,00 2,23 4,23 1,50
Pr>F 0,3523 0,3111 0,2429 0,1737 0,0056
0,1367 0,0295 0,2658
C.V. (%) 2,1 5,3 7,3 17,4 7,0 17,5 20,9 16,7
R
2
0,2304 0,2493 0,2847 0,3290 0,6365
0,3584 0,5139 0,2721
Camada de solo 2
F 5,81 0,89 2,98 4,71 3,38 2,21 11,54 3,33
Pr>F 0,0108 0,4729 0,0741 0,0214 0,0544
0,1395 0,0008 0,0562
C.V.(%) 2,1 3,6 7,0 19,9 6,6 15,0 15,7 14,0
R
2
0,5924 0,1825 0,4266 0,5406 0,4579
0,3560 0,7427 0,4546
Camada de solo 3
F 2,46 0,46 0,89 4,97 3,35 2,31 5,23 3,06
Pr>F 0,1131 0,7159 0,4759 0,0181 0,0557
0,1282 0,0154 0,0695
C.V.(%) 2,5 6,8 10,8 22,9 11,9 25,3 33,0 23,6
R
2
0,3806 0,1030 0,1814 0,5542 0,4554
0,3660 0,5666 0,4333
Camada de solo 4
F 0,71 1,58 1,44 0,45 2,54 3,42 6,18 3,10
Pr>F 0,5665 0,2456 0,2800 0,7217 0,1057
0,0528 0,0088 0,0675
C.V.(%) 2,9 6,0 10,9 36,5 13,5 22,9 22,8 19,6
R
2
0,1501 0,2831 0,2646 0,1012 0,3882
0,4607 0,6070 0,4363
Camada de solo 5
F 1,43 1,10 2,52 0,71 0,73 1,14 3,13 1,30
Pr>F 0,2876 0,3907 0,1117 0,5674 0,5544
0,3774 0,0695 0,3239
C.V.(%) 1,6 4,6 6,2 59,7 20,8 25,1 27,5 23,5
R
2
0,2801 0,2305 0,4075 0,1617 0,1664
0,2364 0,4607 0,2614
Camada de solo 6
F 5,61 0,43 2,14 0,77 2,38 0,32 0,59 0,38
Pr>F 0,0139 0,7354 0,1531 0,5854 0,1251
0,8136 0,6332 0,7662
C.V.(%) 1,8 4,7 6,8 43,2 10,7 25,1 36,6 25,0
R
2
0,6049 0,1050 0,3685 0,1732 0,3939
0,0793 0,1389 0,0950
146
APÊNDICE 6
Continuação.
Estatística
Dp Ds Pt Macro Micro
Teor de
C
Estoque
de C
1
Estoque de
C
2
Tratamento E1
F 0,49 1,88 1,94 2,58 4,38 6,57 61,27 6,13
Pr>F 0,7811 0,1473 0,1371 0,0625 0,0088
0,0012
<0,0001
0,0017
C.V.(%) 2,1 3,2 5,7 28,1 13,0 15,6 11,9 15,9
R
2
0,1193 0,3436 0,3503 0,4179 0,5488
0,6462 0,9445 0,6301
Tratamento E2
F 0,29 0,71 0,58 4,16 8,13 3,12 11,59 3,33
Pr>F 0,9095 0,6264 0,7121 0,0109 0,0004
0,0336
<0,0001
0,0264
C.V.(%) 2,0 3,7 5,7 26,3 10,0 16,2 23,4 16,6
R
2
0,0757 0,1640 0,1395 0,5362 0,6930
0,4641 0,7630 0,4809
Tratamento E3
F 2,46 0,91 2,43 15,12 26,31 7,80 3,53 7,58
Pr>F 0,0893 0,4968 0,0805
<0,0001 0,0001
0,0007 0,0242 0,0008
C.V.(%) 2,1 3,9 5,8 21,7 10,9 14,0 27,1 13,7
R
2
0,4224 0,2221 0,4317 0,8254 0,8916
0,7091 0,5249 0,7032
Tratamento CN
F 0,72 0,48 0,59 3,09 7,40 1,26 3,86 1,85
Pr>F 0,6156 0,7842 0,7082 0,0347 0,0006
0,3234 0,0149 0,1544
C.V.(%) 2,6 8,4 13,2 40,2 18,4 35,2 37,5 30,7
R
2
0,1670 0,1183 0,1407 0,4617 0,6728
0,2592 0,5176 0,3390
Dp: densidade de partícula (Mg m
-3
); Ds: densidade do solo (Mg m
-3
); Pt: porosidade total (m
3
m
-
3
);Macro: macroporosidade (m
3
m
-3
); Micro: microporosidade (m
3
m
-3
); Teor de C: teor de carbono (g
kg
-1
); Estoque de C
1
: na camada (Mg ha
-1
); Estoque de C
2
: a cada centímetro da camada (Mg ha
-1
.cm
-
1
).
APÊNDICE 7 Comparação de médias para as propriedades físicas do solo, para teor (g kg
-1
) e para estoque (Mg ha
-1
) de carbono
no solo nos povoamentos de E. sp. com 20 (E1), 44 (E2) e 240 (E3) meses de idade e campo nativo (CN), Fepagro
Florestas, Santa Maria, RS, Brasil.
Tratamentos
E1 E2 E3 CN E1 E2 E3 CN
Camada de
solo
Dp Ds
1 2,51 Aa 2,52 Aa 2,48 Ab 2,55 Aa 1,47 Aa 1,58 Aa 1,53 Aa 1,55 Aa
2 2,49 Ba 2,49 Ba 2,57 ABab 2,62 Aa 1,55 Aa 1,58 Aa 1,51 Aa 1,53 Aa
3 2,50 Aa 2,49 Aa 2,58 Aa 2,58 Aa 1,52 Aa 1,55 Aa 1,48 Aa 1,56 Aa
4 2,51 Aa 2,53 Aa 2,57 Aab 2,57 Aa 1,54 Aa 1,57 Aa 1,45 Aa 1,58 Aa
5 2,54 Aa 2,50 Aa 2,55 Aab 2,56 Aa 1,49 Aa 1,56 Aa 1,48 Aa 1,50 Aa
6 2,50 Bb 2,50 Bb 2,49 Bb 2,61 Aa 1,48 Aa 1,51 Aa 1,48 Aa 1,46 Aa
Pt Macro
1 0,41 Aa 0,37 Aa 0,38 Ab 0,39 Aa 0,19 Aa 0,15 Aa 0,20 Aab 0,18 Aab
2 0,38 Aa 0,37 Aa 0,41 Aab 0,42 Aa 0,13 Aab 0,14 Aab 0,20 Aa 0,19 Aa
3 0,39 Aa 0,38 Aa 0,43 Aa 0,40 Aa 0,16 ABab
0,13 Bab 0,24 Aa 0,16 ABab
4 0,39 Aa 0,38 Aa 0,44 Aa 0,39 Aa 0,14 Aab 0,12 Aab 0,14 Ab 0,16 Aab
5 0,41 ABa 0,38 Ba 0,42 Aab 0,42 ABa 0,13 Aab 0,08 Aab 0,07 Ac 0,11 Aab
6 0,41 Aa 0,39 Aa 0,40 Aab 0,44 Aa 0,09 Ab 0,07 Ab 0,06 Ac 0,06 Ab
Micro Teor de C
1 0,23 Ab 0,23 Ac 0,19 Bc 0,22 ABb 10,31 Aa 7,95 Aab 7,84 Aab 8,75 Aa
2 0,24 Aab 0,23 ABbc 0,21 Bc 0,23 ABb 9,37 Aab 9,00 Aa 7,25 Ab 8,14 Aa
3 0,23 Ab 0,24 Abc 0,19 Ac 0,23 Ab 7,51 Abc 7,89 Aab 4,97 Ac 6,67 Aa
4 0,25 Aab 0,26 Abc 0,29 Ab 0,23 Ab 6,36 Ac 6,67 Aab 9,18 Aa 5,85 Aa
5 0,28 Aab 0,29 Aa 0,35 Aa 0,31 Aab 7,12 Abc 6,55 Aab 7,98 Aab 5,69 Aa
6 0,32 Aa 0,32 Aa 0,34 Aa 0,38 Aa 6,76 Abc 6,30 Ab 6,45 Abc 5,69 Aa
Estoque de C
1
Estoque de C
2
1 39,81 Aa 32,30 ABa 23,37 Ba 30,36 Aba 1,52 Aa 1,26 Aab 1,20 Aab 1,33 Aa
2 39,65 Aa 35,42 ABa 21,32 Ca 27,20 BCa 1,45 Aab 1,41 Aa 1,10 Aab 1,23 Aa
3 30,42 Ab 28,79 Aab 11,09 Bb 22,52 Aba 1,14 Abc 1,22 Aab 0,74 Ac 1,01 Aa
4 14,99 Bc 17,10 ABbc 25,24 Aa 14,18 Ba 0,98 Ac 1,05 Aab 1,32 Aa 0,90 Aa
5 15,60 Bc 16,38 Bbc 24,36 Aa 13,99 Ba 1,06 Abc 1,02 Aab 1,18 Aab 0,84 Aa
6 15,48 Ac 12,94 Ac 17,83 Aab 13,36 Aa 0,99 Ac 0,95 Ab 0,96 Abc 0,83 Aa
Dp: densidade de partícula (Mg m
-3
); Ds: densidade do solo (Mg m
-3
); Pt: porosidade total (m
3
m
-3
); Macro: macroporosidade (m
3
m
-3
); Micro: microporosidade
(m
3
m
-3
); Teor de C: teor de carbono (g kg
-1
); Estoque de C
1
: na camada (Mg ha
-1
); Estoque de C
2
: a cada centímetro da camada (Mg ha
-1
.cm
-1
). Médias
seguidas pela mesma letra maiúscula não diferem na linha e minúscula não diferem na coluna pelo Teste de Tukey e Duncan (número diferente de
repetições) ao nível de 5% de probabilidade.
14
7
148
APÊNDICE 8
Correlação linear de Pearson para a profundidade (cm), densidade do
solo (Mg m
-3
), teor (g kg
-1
), estoque (Mg ha
-1
) de carbono, matéria
orgânica (%), areia total (%) e argila (%) nos povoamentos de E. sp.
com 20 (E1), 44 (E2) e 240 (E3) meses de idade e campo nativo (CN),
Fepagro Florestas, Santa Maria, RS,Brasil.
Tratamento E1 Tratamento E2
r Pr r Pr
Prof. x Teor -0,69980 0,0001 Prof. x Teor -0,58088 0,0029
Prof. x Estoque -0,89540
<0,0001
Prof. x Estoque -0,81509
<0,0001
Prof. x MO -0,69868 0,0001 Prof. x MO -0,58003 0,0030
Ds x Teor -0,07965 0,7114 DS x Teor 0,13549 0,5279
Ds x Estoque 0,09695 0,6522 DS x Estoque 0,31423 0,1348
Ds x MO -0,07907 0,7134 DS x MO 0,13347 0,5341
Teor x Estoque 0,82623
<0,0001
Teor x Estoque 0,74963
<0,0001
Teor x MO 0,99995
<0,0001
Teor x MO 0,9990
<0,0001
Estoque x MO 0,82590
<0,0001
Estoque x MO 0,74959
<0,0001
Teor x Areia 0,25985 0,2201 Teor x Areia 0,45968 0,0238
Teor x Argila -0,24920 0,2393 Teor x Argila -0,47280 0,0196
Estoque x Areia 0,62889 0,0010 Estoque x Areia 0,79351
<0,0001
Estoque x Argila -0,61062 0,0015 Estoque x Argila -0,79108
<0,0001
MO x Areia 0,25931 0,2211 MO x Areia 0,46047 0,0236
MO x Argila -0,24814 0,2423 MO x Argila -0,47395 0,0193
Tratamento E3 Tratamento CN
r Pr r Pr
Prof. x Teor -0,00235 0,9917 Prof. x Teor -0,47645 0,0186
Prof. x Estoque -0,03179 0,8883 Prof. x Estoque -0,68435 0,0002
Prof. x MO -0,01391 0,9510 Prof. x MO 0,47769 0,0182
Ds x Teor -0,12771 0,5711 DS x Teor -0,53778 0,0067
Ds x Estoque 0,10010 0,6576 DS x Estoque -0,29667 0,1592
Ds x MO -0,09978 0,6586 DS x MO -0,53619 0,0069
Teor x Estoque 0,74720
<0,0001
Teor x Estoque 0,84253
<0,0001
Teor x MO 0,97463
<0,0001
Teor x MO 0,99997
<0,0001
Estoque x MO 0,71517 0,0002 Estoque x MO 0,84341
<0,0001
Teor x Areia -0,41691 0,0536 Teor x Areia 0,15481 0,4701
Teor x Argila 0,46746 0,0283 Teor x Argila -0,05080 0,8136
Estoque x Areia -0,28458 0,1993 Estoque x Areia 0,33417 0,1105
Estoque x Argila 0,31632 0,1515 Estoque x Argila -0,26605 0,2089
MO x Areia -0,38651 0,0756 MO x Areia 0,15545 0,4683
MO x Argila 0,43146 0,0450 MO x Argila -0,05103 0,8123
Prof.: profundidade (cm); Ds: densidade do solo (Mg m
-3
); Teor: teor de carbono; (g kg
-1
); Estoque:
estoque de carbono (Mg ha
-1
); MO: matéria orgânica (%). Areia: total em %; argila: %.
149
APÊNDICE 9
Valores do teste de homogeneidade de variância e distribuição normal
dos dados para o teor (g kg
-1
) e estoque (Mg ha
-1
) de carbono nas
frações da matéria orgânica do solo nas camadas de 0-0,10 e 0,10 -
0,20 m nos povoamentos de E. sp. com 20 (E1), 44 (E2) e 240 (E3)
meses de idade e campo nativo (CN), Fepagro Florestas, Santa
Maria, RS,Brasil.
0,0-0,10m
MMO COM
Estatística
Teor de C Estoque de C Teor de C Estoque de C
N.D.
0,8678 (Pr>0,0252) 0,8480 (Pr>0,0128) 0,9763 (Pr>0,9270) 0,9396 (Pr>0,3445)
H.V.
1,36 (Pr>0,5057) 1,37 (Pr>0,5036) 4,33 (Pr>0,1148) 2,03 (Pr>0,3626)
F
0,48 (0,7049) 0,47 (0,7117) 1,30 (0,3198) 0,95 (0,4466)
C.V.(%)
52,3 54,3 9,5 9,2
R
2
10,63 10,43 24,52 19,22
0,10-0,20m
N.D.
0,7581 (Pr>0,0008) 0,7337 (Pr>0,0004) 0,8383 (Pr>0,0092) 0,8313 (Pr>0,0073)
H.V.
1,55 (Pr>0,4614) 1,44 (Pr>0,4858) 2,36 (Pr>0,3073) 2,63 (Pr>0,2686)
F
1,02 (0,4164) 0,98 (0,4330) 0,67 (0,5860) 1,36 (0,3028)
C.V.(%)
47,5 48,3 14,8 13,5
R
2
20,39 19,74 14,37 25,32
N.D.: distribuição normal dos dados pelo teste de Shapiro-Wilk; H.V.: homogeneidade de variância
pelo teste do χ2-Bartlett; PR>F: probabilidade de significância; F: valor da análise de variância; C.V.:
coeficiente de variação; Teor de C: g.kg
-1
; Estoque de C: Mg ha
-1
; R
2
: coeficiente de determinação;
MMO: fração particulada; COM: fração associada a minerais.
ANEXOS
151
ANEXO 1
Imagem aérea da Fepagro Florestas, Santa Maria,RS, Brasil. Ano de
1964. Povoamentos de E. sp. com 20 (E1), 44 (E2), 240 (E3) meses de
idade e campo nativo (CN).
E1, E2 e CN
E3 e CN
CN
152
ANEXO 2
Imagem aérea da Fepagro Florestas, Santa Maria,RS, Brasil. Ano de
1988. Povoamentos de E. sp. com 20 (E1), 44 (E2), 240 (E3) meses de
idade e campo nativo (CN).
E1, E2 e CN
E3 e CN
CN
153
ANEXO 3
Imagem aérea da Fepagro Florestas, Santa Maria, RS, Brasil. Ano de
1996. Povoamentos de E. sp. com 20 (E1), 44 (E2), 240 (E3) meses de
idade e campo nativo (CN).
E1, E2 e CN
E3 e CN
CN
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