XX Congreso Latinoamericano y XVI Congreso Peruano de la Ciencia del Suelo

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1 XX Congreso Latinoamericano y XVI Congreso Peruano de la Ciencia del Suelo EDUCAR para PRESERVAR el suelo y conservar la vida en La Tierra Cusco Perú, del 9 al 15 de Noviembre del 2014 Centro de Convenciones de la Municipalidad del Cusco ESTOQUES DE CARBONO E NITROGÊNIO EM DIFERENTES MANEJOS DE SOLO DA CAATINGA Aquino, D. N 1 *.; Andrade, E. M. 1 ; Pereira Júnior, L. R. 1 ; Palácio, H. A. Q. 2 ; Brasil, J. B. 2 ; Pereira, F. J. S. 1 1 Universidade Federal do Ceará 2 Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia * Autor para contato: deoagro@hotmail.com, Depto de Engenharia Agrícola/UFC, Campus do Pici, Bloco 804, CEP: , Fortaleza, Ceará - Brasil. Fone (55) RESUMO A adoção de modelos sustentáveis para o bioma caatinga dentro dos preceitos atuais devem consiliar a oferta de alimentos, bens e serviços com a potencialização do estoque de carbono tanto na biomassa florestal quanto no solo. Objetivou-se com este trabalho quantificar o estoque de carbono e nitrogênio em solo do bioma caatinga submetidos a dois manejos. O estudo foi conduzido em microbacias hidrográficas no município de Iguatu, na região Centro Sul do estado do Ceará-Brasil. A área experimental consiste de duas microbacias adjacentes, sendo uma manejada através do raleamento e uma outra mantida com vegetação natural conservada a 30 anos. Foram quantificados os estoques de carbono orgânico total (COT) e nitrogênio total nas camadas de 0-20, e 40-60cm do solo entre abril/2013 e março/2014. Os dados médios foram submetidos à análise de teste de média e confrontados pelo Teste T (p<0,05). Com exceção da camada superficial, o manejo com caatinga raleada superou a caatinga nativa no que se refere aos estoques de COT e N-total ao nível de 5% de significância. A vegetação raleada manteve o estoque de carbono homogêneo, não diferindo estatisticamente ao longo do perfil de profundidade do solo, apresentando valores de 34,17 Mg ha -1 (0-20 cm), 30,28 Mg ha -1 (20-40 cm) e 29,34 Mg ha -1 (40-60 cm). O manejo de raleamento contribui para o maior estoque de carbono orgânico total e nitrogênio total no solo quando comparado com á área conservada, portanto uma alternativa a ser considerada em projetos de manejo no bioma caatinga. PALAVRAS CHAVES Carbono; caatinga; REDD+

2 INTRODUÇÃO O semiárido do nordeste brasileiro caracteriza-se por uma enorme densidade demográfica, compreendendo uma população de aproximadamente 27 milhões de pessoas em uma área de km² (PEREIRA JÚNIOR 2007; MMA 2014). Nesta região desenvolvem-se diferentes tipologias vegetacionais, predominando a caatinga, bioma exclusivamente brasileiro, com uma área de km 2 correspondendo a 11% do território nacional (RODAL et. al 2008; GIONGO et. al 2011). As alterações no bioma caatinga historicamente são decorrentes de manejos inadequados que modificam a ciclagem biogeoquímica do carbono e nitrogênio do solo, dois elementos de grande importância que estão associados diretamente às mudanças climáticas, tem contribuido para o agravamento do aquecimento global (AMORIM 2009; GIONGO et. al 2011). O equilíbrio no estoque de carbono e nitrogênio do solo é alterado frente a mudanças que ocorrem quando a floresta é desmatada ou sofre alguma perturbação. De acordo com Sousa (2006), em diversas regiões do mundo, para diferentes biomas, existe relação entre o teor de carbono do solo e a vegetação presente em uma determinada área. Contudo, no Brasil e, mais especificamente para o bioma caatinga, praticamente inexistem informações entre a dinâmica do carbono e nitrogênio no solo e as relações existentes entre o teor destes elementos, o tipo de solo, o tipo de vegetação e o grau de cobertura vegetal (GALDINO et. al 2008). Dentre alternativas de manejo sugerida para à região nordeste, tem-se o raleamento. Esta técnica consiste no controle seletivo de espécies lenhosas, através da qual se elimina da vegetação alguns indivíduos arbustivo-arbóreas, reduzindo a densidade de plantas e a cobertura do solo pelo estrato lenhoso (PIMENTEL 2010). Portanto, a adoção de modelos sustentáveis dentro dos preceitos do REDD+ para o bioma caatinga devem consiliar a oferta de alimentos, bens e serviços com a conservação dos recursos naturais e potencialização do estoque de carbono e nitrogênio tanto na fitomassa florestal quanto no solo. Pesquisas relacionadas ao estoque de carbono e nitrogênio em solos de florestas tropicais secas submetidas ao manejo de ralemanto são, no geral, escassas, sobretudo para o semiárido brasileiro, onde essa informação é desconhecida ou não publicada. Diante o exposto, este trabalho tem por objetivo quantificar o estoque de carbono e nitrogênio em solos do bioma caatinga submetidos a dois manejos de uso e cobertura vegetal. MATERIAL E MÉTODOS Localização da área experimental O estudo foi conduzido em 2(duas) microbacias inseridas na bacia hidrográfica do Alto Jaguaribe no estado do Ceará-Brasil, entre as coordenadas geográficas a S e a W e altitude média de 217,8 m (Figura 1). As duas microbacias são adjacentes com uso distinto da terra, denominadas B1(Caatinga raleada) e B2 (caatinga nativa) com dimensões de 1,1 e 2,1 ha, respectivamente. De acordo com a classificação de Lima (1981), a unidade de vegetação predominante é a Floresta de caatinga média, com densidade variável nas camadas arbóreas, e indivíduos com altura média entre 7 e 15 m. A classificação climática da região, segundo Köppen, é do tipo BSw h (quente e semiárido), com temperatura média sempre superior a 18 ºC no mês mais frio e precipitações pluviométricas máximas de outono. A média histórica da precipitação anual para o município de

3 Iguatu entre os anos de 1974/2008 é de 970mm ± 316 mm (RODRIGUES 2013). O solo da área classifica-se como Vertissolo Ebânico Carbonático (EMBRAPA 2006), com predomínio de argilominerais expansívos do grupo 2:1, especificamente montmorilonita. Figura 1. Localização das parcelas experimentais em Iguatu,Ceará-Brasil. Delineamento experimental e amostragens do solo. A microbacia B1 foi submetida ao raleamento por um período de 4(quatro) anos. Sendo a manipulação da vegetação realizada em novembro de 2008, e no mês de dezembro para os anos de 2010 e Durante o raleamento foram preservadas as plantas com circunferência igual ou superior a 10 cm, indivíduos de porte herbáceo e os resíduos orgânicos provenientes do desbaste. Procurou-se a partir deste manejo simular uma atividade bastante adotada por pequenos agricultores do semiárido brasileiro. O Tratamento B2 foi representado pela vegetação natural conservada, preservada à aproximadamente 30 anos. O delineamento experimental foi sistematizado em parcelas subdivididas, estabelecendo para cada microbacia uma unidade experimental de 0,5 hectares, subdividindo-as em 50 sub-parcelas com dimensões de 10x10m, cada, delimitadas, demarcadas e identificadas in loco através de placas metálicas. No procedimento de amostragem do solo para quantificação dos teores de carbono e nitrogênio foi utilizado um trado holandês, procedendo-se coletas bimestrais de maio de 2013 a junho de 2014, totalizando 7(sete) amostragens temporais. A cada bimestre foram levantados aleatoriamente 5(cinco) amostras simples em sub-parcelas previamente sorteadas em cada tratamento (B1 e B2), em seguida homogeneizadas respectivamente em amostras compostas representativa das camadas: 0-20cm, 20-40cm e 40-60cm; perfazendo assim em cada bimestre 3(três) amostras compostas por tratamento. A determinação do carbono orgânico total (TOC) no solo foi realizada em triplicata utilizando-se o aparelho Total Organic Carbon Analyser, TOC-V, acoplado ao Solid Sample Module, modelo SSM-5000A, no Laboratório de Tecnologia da Biomassa na Embrapa Agroindústria Tropical. As análises químicas para quantificação do teor de nitrogênio total foram realizadas no Laboratório de rotina de Análises de solo do Centro de Ciências Agrárias da Universidade Federal do Ceará, seguindo a metodologia adotada pela Embrapa (1997). O estoque de carbono orgânico total foi calculado seguindo a equação proposta por Veldkamp (1994), enquanto o nitrogênio total através da expressão adotada por Blake e Hartge (1986). Os dados médios das variáveis estudadas

4 foram submetidos à análise de teste de média e confrontados pelo Teste T (p<0,05), através do programa SPSS 16.0 for Windows. RESULTADOS E DISCUSSÃO Observa-se nas figuras 2A e 2B, que não houve diferença estatística entre os tratamentos aplicados no que se refere aos estoques de nitrogênio e carbono na profundidade de 10 cm (0-20 cm) do solo. Entretanto, para as demais camadas sub-superficias (20-40 cm e cm), o manejo com caatinga raleada superou a caatinga nativa no que se refere aos estoques de COT e N total ao nível de 5% de significância. Ademais, torna-se importante salientar que a vegetação raleada consegue manter o estoque de carbono de forma homogênea, não diferindo estatisticamente ao longo do perfil de profundidade do solo, apresentando estoques de carbono de 34,17 Mg ha -1 (0-20 cm), 30,28 Mg ha -1 (20-40 cm) e 29,34 Mg ha -1 (40-60 cm). NitrogênioTotal (Mg ha -1 ) Carbono Orgânico Total (Mg ha -1 ) Profundidade (cm) b Profundidade (cm) Ab Caatinga nativa Caatinga raleada 60 Caatinga nativa Caatinga raleada Figura 2. Estoque de Nitrogênio Total (A) e Carbono Orgânico Total (B) no perfil do solo dos tratamentos B1 e B2 durante o período de abril/13 a março/14. Letras minúsculas iguais dentro da profundidade, e maiúscula entre tratamentos (B1, B2) não diferem estatisticamente através do Test T (p 0,05). Na camada superficial (0-10 cm), a concentração de COT no tratamento B2 foi, em média, de 30,43 Mg ha -1, diferindo estatisticamente das camadas sub-superficiais (Figura 2B). Os maiores desvios padrões apresentado na camada superficial (0-20 cm), tanto para os teores de N total quanto para o COT em ambas os tratamentos, refletem as maiores variabilidades sazonais destes elementos na camada superficial do solo. Uma das possíveis justificativas para os maiores estoques de carbono e nitrogênio no solo da parcela submetida ao raleamento decorre do acúmulo de resíduos orgânicos provenientes principalmente da morte das raízes finas de plantas herbáceas, durante a época de estiagem. Na prática, costuma-se afirmar que o raleamento aumenta consideravelmente a biomassa das plantas herbáceas (PEREIRA FILHO et. al 2013). O carbono estocado no solo é incorporado através da serrapilheira e das raízes (ADUAN et. al 2003), sendo, as raízes finas as grandes fornecedoras de carbono ao solo, quando morrem e se decompõem, em grandes quantidades durante o período de seca (FREITAS et. al 2008). Os valores de estoque de C apresentados por Amorim (2009), em Argissolo sob Caatinga, no Município de Petrolina, foram, em termos absolutos, abaixo dos obtidos neste estudo. As concentrações de COT na área conservada e do N total em ambas as

5 coberturas vegetais diminuiram com a profundidade (Figuras 2A e 2B). Comportamento semelhante foi encontrado por Gelaw et. al (2014) ao estudar o estoque de COT e N total em uma região semiárida do norte da Etiópia. Recentemente, Aticho (2013) em seu estudo em Kafa, Sudoeste da Etiópia, também relataram uma correlação negativa entre o teor de COT e profundidade de amostragem. Logo, os maiores estoques destes elementos na superficie do solo, indicam iminente risco de grandes quantidades de CO 2 serem liberados da superfície do solo para a atmosfera caso o uso da terra seja convertido para manejos com intensa mobilização e revolvimento do solo (TIESSEN et. al 1998). O valores do estoque de carbono na camada 0-20 cm em ambos os tratamentos estão próximos dos relatados por Bernoux et. al (2002) para solos da Amazônia brasileira. Estes autores evidenciaram que a quantidade de carbono em alguns solos da Amazônia para profundidade de 0-30cm foi da ordem de 30 a 60 Mg ha -1, enquanto Maia et. al (2009) encontrou para o cerrado brasileiro teores de 55 Mg ha -1 em latossolos e 38,75 Mg ha -1 de carbono em solos arenosos. Giongo et. al (2011) levantando informações de carbono orgânico nos solos do trópico do semiárido brasileiro, observaram que o estoques de C para camada de 0-20 cm de profundidade, estiveram dentro do intervalo encontrado nesta pesquisa, oscilando entre 20 a 48,4 Mg ha -1. CONCLUSÃO O manejo de raleamento contribui para o maior estoque de carbono orgânico total e nitrogênio total no solo quando comparado com á área conservada, portanto uma alternativa de manejo a ser considerada em projetos de manejos sustentáveis no bioma caatinga. AGRADECIMIENTOS PELD (Pesquisas Ecológicas de Longa Duração); Centro de Ciências Agrárias da Universidade Federal do Ceará; Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia; Embrapa Agroindústria Tropical; CNPq (Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico). BIBLIOGRAFIA Aduan, E. A., Vilela, M. F., Klink, C. A Ciclagem de carbono em ecossistemas terrestres: o caso do cerrado brasileiro. Planaltina: Embrapa Cerrados, 30pp. Amorim, L. B Caracterização da serrapilheira em caatinga preservada e mudanças no carbono do solo após desmatamento sem queima. Dissertação (Mestrado em Ciência do Solo) Universidade Federal Rural de Pernambuco, Recife, 66pp. Aticho, A Evaluating organic carbon storage capacity of forest soil: case study in Kafa Zone Bita District, Southwestern Ethiopia. Amer-Eurasian Journal Agriculture & Environ Sciences 13: Bernoux, M., Carvalho, M. C. S., Volkoff, B., Cerri, C.C Brazil s Soil Carbon Stocks. Soil Science Society of America Journal, Madison 66: Blake, G. R.; Hartge, K. H Bulk density. In: KLUTE, A., ed. Methods of soil analysis: physical and mineralogical methods. 2.ed. Madison, ASA-SSSA, pp Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária EMBRAPA Manual de métodos de análises de solo. Centro Nacional de Levantamento e Conservação do Solo. Rio de Janeiro: Embrapa Solos. 212pp.

6 Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária EMBRAPA Centro Nacional de Pesquisa de Solos (Rio de Janeiro, RJ). Sistema Brasileiro de Classificação de Solos 2 ed. Brasília: Embrapa Produção de Informação: Rio de Janeiro Embrapa Solos, 306pp. Freitas, T. A. S.; Barroso, D. G.; Carneiro, J. G. A Dinâmica de raízes de espécies arbóreas: visão da literatura. Ciência Florestal 18: Galdino, I. C. L., Ribeiro, M. R., Santos, M. F. A. V., Lima, J. F. W. F., Ferreira, R. F. A. L Relações solo-vegetação em áreas sob processo de desertificação no município de jataúba, PE. Revista Brasileira de Ciências do Solo 32: Gelaw, A. M., Singh, B. R., Lal, R Soil organic carbon and total nitrogen stocks under different land uses in a semi-arid watershed in Tigray, Northern Ethiopia. Agriculture, Ecosystems and Environment 188: Giongo, V., Galvão, S. R. S., Mendes, A. M. S., Gava, C. A. T., Cunha, T. J. F Soil Organic carbon in the Brazilian Semi-arid tropics. Global Science Books, Dynamic soil, dynamic plant, 5: Lima, D. A. The Caatingas dominium Revista Brasileira de Botânica 4: Maia, S., Ogle, S., Cerri, C Effect of grassland management on soil carbon sequestration in Rondônia and Mato Grosso states, Brazil. Geoderma 149: Pereira Filho, J. M., Silva, A. M. A., Cézar, M. F Manejo da Caatinga para produção de caprinos e ovinos. Revista Brasileira Saúde Produção Animal 14: Pimentel, J. V. F Caatinga e manejo agrossilvipastoril. In: ANDRADE, E. M.; PEREIRA, O. J.; DANTAS, F. E. R. (Org.). Semiárido e o manejo dos recursos naturais: uma proposta de uso adequado do capital natural. Fortaleza: ed. Imprensa Universitária UFC. Cap. 5, pp Rodal, M.J.N., Martins, F. R., Sampaio, E. V. S. B Levantamento quantitativo das plantas lenhosas em trechos de vegetação de caatinga em Pernambuco. Revista Caatinga 21: Rodrigues, J. O., Andrade, E. M., Mendonça, L. A. R., Araújo, J. C., Palácio, H. A. Q., Araújo, E. M Respostas hidrológicas em pequenas bacias na região semiárida em função do uso do solo. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental 17: Sousa, S.M.S.C Relações entre vegetação, relevo, fertilidade do solo e matéria orgânica em bacia hidrográfica de região semi-árida. Dissertação de Mestrado, Curso de Pós- Graduação em Manejo de Solo e Água, Universidade Federal da Paraíba, Areia, 64pp. Tiessen, H., Feller, C., Sampaio, E.V.S.B., Garin, P Carbon sequestration and turnover in semiarid savannas and dry forests. Climatic Change 40: Veldkamp, E Organic Carbon Turnover in Three Tropical Soils under Pasture after Deforestation. Soil Science Society of America Journal 58: