CARACTERIZAÇÃO DOS ANÉIS DE CRESCIMENTO E DENSIDADE DA MADEIRA DE ÁRVORES DE CANDEIA Eremanthus erithropappus PELA DENSITOMETRIA DE RAIOS X

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1 2005 International Nuclear Atlantic Conference INAC 2005 Santos, SP, Brazil, August 28 to September 2, 2005 ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE ENERGIA NUCLEAR ABEN ISBN: CARACTERIZAÇÃO DOS ANÉIS DE CRESCIMENTO E DENSIDADE DA MADEIRA DE ÁRVORES DE CANDEIA Eremanthus erithropappus PELA DENSITOMETRIA DE RAIOS X TREE-RINGS CHARACTERIZATION AND WOOD DENSITY OF CANDEIA Eremanthus erithropappus TREES BY X-RAY DENSITOMETRY Matheus P. Chagas 1, Mário Tomazello F o1, Cláudio S. Lisi 1, J.O. Brito 1 and José R. Scolforo 2 1 Departamento de Ciências Florestais (LCF/ESALQ-USP) Universidade de São Paulo Laboratório de Anéis de Crescimento Caixa Postal 9 - CEP Piracicaba-SP mtomazel@esalq.usp.br 2 Departamento de Ciências Florestais(DCF/UFLA) Universidade Federal de Lavras Campus Universitário Caixa Postal CEP Lavras - MG scolforo@ufla.br RESUMO As árvores de candeia, Eremanthus erithropappus (Asteraceae), são recomendadas para programas de restauração florestal, aplicação do seu lenho na construção civil e síntese de óleo essencial (alfa-bisabolol). Pela sua importância o presente trabalho objetivou (i)a caracterização dos anéis de crescimento e (ii)a determinação da variação radial da densidade da madeira visando estudos de dendrocronologia e de qualidade da madeira. Foram selecionadas 11 árvores (4 classes de diâmetro) e coletados discos do lenho na região basal do tronco. As amostras do lenho foram analisadas sob (i) microscópio estereoscópico para a descrição da estrutura macroscópica dos anéis de crescimento e (ii) densitometria de raios X para a determinação da densidade do lenho. As amostras do lenho foram acondicionadas e irradiadas em aparelho de raios X Hewlett Packard Faxitron sobre filmes radiográficos. As radiografias dos lenhos foram digitalizadas e analisadas em softwares específicos (CRAD e CERD). Os resultados mostraram o lenho da candeia caracterizado por anéis de crescimento distintos e delimitados por parênquima marginal e zonas fibrosas, indicando a sua sazonalidade e anualidade. O perfil da densidade do lenho evidenciou variações intra e inter-anéis de crescimento e 3 modelos de variação radial da densidade. A aplicação dos resultados na datação e determinação da taxa de crescimento das árvores de candeia é discutida no trabalho.

2 INTRODUÇÃO A candeia, Eremanthus erithropappus (DC.) Macleish, Asteraceae, é uma árvore que atinge 10 m de altura e ocorre na Argentina, Paraguai e vastas áreas do Brasil (Estados de Minas Gerais, São Paulo, Espírito Santo, Bahia, etc.). As árvores de candeia têm sido utilizadas como base de sustentação econômica de vários municípios mineiros, constituindo-se em importante fonte de geração de mão-de-obra. As árvores dessa espécie, pelas características de crescimento, podem ser recomendadas para programas de restauração florestal, além da aplicação do seu lenho face a elevada durabilidade natural, resistência e poder energético, como moirões de cerca, esteios, lenha de ótima qualidade, caibros, carvão vegetal, postes, tacos, dormentes, vigas, etc. [4]. Atualmente, a extração de óleo essencial (alfa-bisabolol) do lenho, como matéria prima para fabricação de medicamentos e cosméticos, com propriedades antibacterianas, antimicóticas, dermatológicas e espasmódicas tem sido a principal utilização [7]. As árvores em condições naturais mostram uma reação às variáveis ambientais (temperatura, precipitação, etc.) que afetam os processos fisiológicos (respiração, fluxo de seiva, transpiração, etc.) e refletem na atividade cambial, qualidade do lenho e formação dos anéis de crescimento, que registram os eventos ocorridos no passado e no ano corrente [8]. Os métodos de anatomia e de densitometria de raios X em madeiras têm significativa aplicação na dendrocronologia (datação das árvores, taxa de crescimento e eventos) ao definir com precisão os limites dos anéis de crescimento e o perfil da variação da densidade no sentido medula-casca [5]. Pelo exposto, o presente trabalho teve como objetivos a aplicação de métodos de anatomia da madeira e de densitometria de raios X na (i) caracterização dos anéis de crescimento para posterior datação e análise da taxa de crescimento das árvores e (ii) determinação da densidade da madeira, como suporte para o manejo sustentado das árvores de candeia nas populações naturais. MATERIAL E MÉTODOS 2.1. COLETA, PREPARO E EXAME DAS AMOSTRAS DO LENHO Foram selecionadas 11 árvores de candeia, com base da distribuição do diâmetro do tronco, em sua área de ocorrência natural na Fazenda Bela Vista, Baependi-MG, área experimental da Universidade Federal de Lavras. As árvores de candeia foram caracterizadas em classes diamétricas, como 1 (1-9 cm, 3 exemplares), 2 (>9-18 cm, 2 exemplares), 3 (>18-27 cm, 2 exemplares), 4 (> 27 cm, 4 exemplares) e coletados discos do lenho na região basal dos seus troncos. Na seção transversal dos discos do lenho foram demarcadas amostras diametrais e cortadas seções transversais (2 mm de espessura) com equipamento de dupla serra. As amostras do lenho foram identificadas (tinta nanquim, por não interferir nos exames densitométricos) e acondicionadas em câmara de climatização (18 o C, 50% UR, 12 h) atingindo 12% de umidade. As amostras do lenho foram examinadas sob microscópio estereoscópio para a caracterização da estrutura anatômica macroscópica e definição dos limites dos anéis de crescimento.

3 2.2. OBTENÇÃO DE FILMES RADIOGRÁFICOS DAS AMOSTRAS DO LENHO A análise densitométrica dos lenhos das árvores de candeia, previamente acondicionados, foi realizada de acordo com os procedimentos descritos por Amaral [1] e Amaral & Tomazello F o [2]. As amostras dos lenhos e uma cunha-padrão de acetato de celulose (massa específica entre 0,5-1,5 g/cm³) foram dispostas sobre um suporte de madeira sobre um filme de raios X Kodak modelo T-MAT G/RA e irradiadas em aparelho de raios X Hewlett Packard Faxitron 43805N (16 kv tensão, 3 ma corrente de aquecimento do cátodo, 5 min). Os filmes radiográficos das amostras de madeira + cunha de calibração de acetato de celulose (densidade 1,48 g/cm 3 ) foram revelados em aparelho Macrotec MX ANÁLISE DOS FILMES RADIOGRÁFICOS DAS AMOSTRAS DO LENHO Os filmes radiográficos das amostras do lenho de candeia + cunha padrão foram digitalizados em scanner Hewllett Packard ScanJet 6100C/T a uma resolução de 1000 dpi (pixel por polegada) em escala de cinza de 256 degraus. Na imagem digitalizada foram feitas comparações entre a escala de cinza das amostras de madeira com a da cunha padrão (densidade: 1,48 g/cm 3 ), sendo os valores de densidade convertidos para o arquivo tipo DEN, através do software CRAD. Na seqüência, o arquivo DEN foi lido com auxílio do software CERD definindo os limites dos anéis de crescimento das amostras do lenho de candeia e o número de determinações de densidade em cada anel de crescimento, sendo 50 medidas/anel de crescimento. Como resultado final das análises das amostras do lenho foram gerados arquivos tipo TXT com os valores pontuais de densidade do lenho e gráficos do perfil radial da densidade [3]. RESULTADOS E DISCUSSÃO 3.1. CARACTERIZAÇÃO DOS ANÉIS DE CRESCIMENTO Os anéis de crescimento são distintos, demarcados por zonas fibrosas concêntricas associadas com finas linhas de parênquima marginal. A faixa de lenho mais escura (lenho tardio) é formada por fibras de parede mais espessa, menor freqüência e diâmetro dos vasos (isolados ou múltiplos de 2); a faixa de lenho mais clara (lenho inicial) formada por fibras de parede mais delgada, maior freqüência e diâmetro dos vasos (maioria múltiplos de 3, alguns em disposição radial) (Figura 1 A,B). A estrutura anatômica dos anéis de crescimento, formada em resposta a sazonalidade da atividade cambial e das variações de clima, permite definir a sua anualidade e a determinação da idade e da taxa de crescimento das árvores de candeia, informações básicas para aplicação de técnicas de manejo florestal sustentável das populações naturais da espécie.

4 A B Figura 1. Caracterização dos anéis de crescimento na seção transversal do lenho das árvores de candeia. A-B. Setas indicam o marcador dos anéis de crescimento VARIAÇÃO RADIAL DA DENSIDADE DO LENHO Os resultados da variação radial da densidade da madeira para as 11 amostras de candeia analisadas, obtidos pela aplicação da metodologia de raios X foram expressos através (i) dos valores pontuais de densidade aparente da madeira (g/cm 3 ) em relação aos anéis de crescimento e ao raio das amostras (cm) (Figura 1, ex.: amostra E18.R1) e (ii) valores de densidade aparente mínima, média e máxima das amostras e respectivas equações de regressão polinomial e coeficiente de determinação (R 2 ) em função da distância radial (Tabela 1).

5 0.8 Densidade aparente (g/cm 3 ) Distância m edula-casca (cm ) Figura 2: Variação radial da densidade aparente da amostra E18.R1. Tabela 1: Densidade do lenho, equações de regressão polinomial (Y) e coeficiente de determinação (R 2 ) em função da distância radial das árvores de candeia. Classe Número Densidade Aparente (g/cm 3 ) Equação Diamétrica Amostra Máxima Média Mínima Y = a + b 1 x 1 + b 2 x 2 R 2 1 E6.R2 0,864 0,749 0,620 Y = x x ,620 E7.R2 0,882 0,664 0,532 Y = x x ,532 E9.R1 0,868 0,671 0,480 Y = x x ,480 2 E2.R1 0,736 0,615 0,385 Y = x x ,385 E8.R1 0,799 0,667 0,526 Y = x x ,526 3 E23.R2 0,847 0,665 0,501 Y = x x ,501 E25.R2 0,777 0,614 0,431 Y = x x ,431 4 E4.R2 0,746 0,628 0,491 Y = x x ,491 E15.R2 0,829 0,659 0,455 Y = x x ,455 E18.R1 0,778 0,575 0,419 Y = x x ,419 E24.R1 0,688 0,570 0,407 Y = x x ,407 Os resultados demostraram um perfil da densidade caracterizado pelas variações de densidade intra e inter-anéis de crescimento, com valores de 0,50-0,55 a 0,80-0,85 g/cm 3 nos lenhos inicial e tardio, respectivamente e 3 modelos de variação radial da densidade, sendo (i) constante com valores de 0,55-0,70 g/cm 3, (ii) crescentes de 0,50 (medula) a 0,70 g/cm 3 (casca) e (iii) decrescentes de 0,70 (medula) a 0,55 g/cm 3 (casca), evidenciando variabilidade dentro e entre árvores de candeia para esta propriedade física da madeira.

6 CONCLUSÕES A análise dos resultados permitiram concluir que as árvores de candeia apresentaram (i) anéis de crescimento caracterizados pela alternância de lenhos inicial e tardio, demarcados por fina linha de parênquima marginal, (ii) perfis densitométricos distintos com variações nos valores de densidade mínima, máxima e média, (iii) variação radial da densidade relacionada com a estrutura anatômica dos anéis de crescimento, (iv) potencialidade para a dendrocronologia, como determinação da idade e da taxa de crescimento das árvores, do efeito silvicultural, da qualidade do sítio, incidência de fogo, etc. fundamentados pela sincronização e datação dos anéis de crescimento. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1. AMARAL, A.C.B. Implantação da metodologia de densitometria de raios X em madeira. Piracicaba. Dissertação (M.S.) - Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz, Universidade de São Paulo. 143p. (1994). 2. AMARAL, A.C.B.; TOMAZELLO FILHO, M. Avaliação das características dos anéis de crescimento de Pinus taeda pela técnica de microdensitometria de raios X. Revista Ciência e Tecnologia, v.6, n.11-12, p (1998). 3. MOTHE, F.; DUCHANOIS, G.; ZANNIER, B.; LEBAN. Analyse microdensitométrique appliquée au bois: une méthode de trautment des données aboutissant á la description synthétique et homogéne des profils de crenas (programe CERD). Ann. Sci. For. 55: (1998). 4. PÉREZ, J.F.M. Sistema de manejo para a candeia (E. erythropappus (DC.) McLeish). Lavras:UFLA. Dissertação Mestrado em Engenharia Florestal, 71p. (2001). 5. POLGE, H. L Analyse densitométrique de clichés radiographiques: une nouvelle méthode de determination de la texture du bois. Annales de l Ecole Nationale dês Eaux et Forêts de la Station de Recherches et Experiences. v. 20, p (1963). 6. SCHWEINGRUBER, F. H. Tree rings and environment. Dendroecology. Berna, Paul Haupt Publishers, 609 p (1996). 7. SCOLFORO, J.R.S; OLIVEIRA, A.D.de; DAVIDE, A.C; MELLO, J.M.de; ACERBI JUNIOR, F.W. Manejo sustentável da candeia Eremanthus erythropappus e Eremanthus incanus. Relatório Técnico Científico. Lavras. UFLA-FAEPE. 350p. (2002). 8. TOMAZELLO FILHO, M., BOTOSSO, P. C., LISI, C. S. Análise e aplicação dos anéis de crescimento das árvores como indicadores ambientais: dendrocronologia e dendroclimatologia. In: Indicadores ambientais: conceitos e aplicações. MAIA, N. B., MARTOS, H. L., BARRELLA, W. EDUC/COMPED/INEP, São Paulo - SP, p (2001).