INVENTÁRIO DO CARBONO ORGÂNICO EM PLANTIO HOMOGÊNEO DE Pterogynes nitens Tul. NO SUDOESTE DA BAHIA

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1 INVENTÁRIO DO CARBONO ORGÂNICO EM PLANTIO HOMOGÊNEO DE Pterogynes nitens Tul. NO SUDOESTE DA BAHIA Priscila Silva Matos (1) ; Patrícia Anjos Bittencourt Barreto (2) ; Paulo Henrique Monroe (3) (1) Mestranda em Ciências Florestais, Universidade Estadual do Sudoeste da Bahia - UESB, priscilamatos2008@hotmail.com; (2) Professora Adjunta do Departamento de Engenharia Agrícola e Solos, UESB, patriciabarreto@uesb.edu.br; (3) Bolsista PNPD-CAPES, pós doutorando do Programa de Pós Graduação em Ciências Florestais da UESB. RESUMO A intensificação da concentração dos gases do efeito estufa na atmosfera vem agravando o aquecimento global, sendo necessárias medidas mitigadoras. O objetivo deste trabalho foi estimar a quantidade de carbono orgânico estocado na biomassa seca arbórea aérea, no solo e na serapilheira de um plantio de Pterogyne nitens, localizado no município de Vitória da Conquista (BA). Foram avaliados os estoques de biomassa e carbono de três componentes do ecossistema: solo, serapilheira e biomassa arbórea. Para as coletas de solo, foram estabelecidas quatro parcelas, onde foram abertas trincheiras, coletando-se amostras nas camadas 0-5, 5-10, e m. A amostragem de serapilheira foi realizada com o auxílio de um molde vazado de madeira, com 0,25 m 2 de area útil. Para quantificação da biomassa arbórea, foram selecionadas e abatidas 18 árvores, representativas de seis classes diamétricas. A determinação dos teores de carbono orgânico das amostras coletadas foi realizada por oxidação em meio ácido (amostras de solo e de serapilheira) e por meio de um analisador elementar (amostras de biomassa). O solo foi o compartimento que apresentou maior acúmulo de carbono (31,4 Mg ha -1 na profundidade 0-40 cm), equivalente a 60% do total estocado em todos os compartimentos estudados (biomassa aérea, solo e serapilheira). Dentre as diferentes frações da biomassa aérea, o fuste foi o que apresentou maior acúmulo de carbono, representando, cerca de 46% de todo carbono fixado na biomassa. A biomassa seca total da serapilheira sobre o solo foi de 1,5 Mg ha 1, o que corresponde a um total de 0,7 Mg ha 1 de carbono orgânico. Palavras-chave: carbono, biomassa, serapilheira. INTRODUÇÃO A intensificação do efeito estufa e o consequente aquecimento global tem sido motivo de crescente preocupação mundial em relação às mudanças do clima no planeta, decorrentes, principalmente, das emissões de dióxido de carbono (CO2) e outros gases, como o metano (CH4) e o óxido nitroso (N2O). Dentre as principais soluções que se apresentam para evitar ou pelo menos retardar os efeitos que estes fenômenos podem provocar, está à diminuição das emissões atmosféricas de CO2 pela queima de combustíveis fósseis e pela queima de florestas, bem como a promoção de reflorestamentos em larga escala, uma vez que representam potenciais reservatórios de carbono e/ou sumidouros desse gás (WATZLAWICK, 2012). Nesse sentido, o estabelecimento de plantios florestais é aceito como de importância primordial para o equilíbrio do estoque de carbono global devido a sua grande capacidade de fixar CO2 da

2 atmosfera, armazenando, por longo prazo, quantidades de carbono, tanto em suas árvores, quanto na serapilheira e solo. Apesar disso, a dinâmica de carbono nos diferentes compartimentos dos ecossistemas florestais ainda é pouco entendida (NEUMANN-COSEL et al., 2011). Dentre as espécies nativas que apresentam potencial para utilização em programas de reflorestamento no Nordeste, a Pterogyne nitens Tul., também conhecida como amendoim-bravo ou carne-de-vaca, destaca-se por se adaptar as condições ambientais da região, possuir rápido crescimento e gerar madeira de valor econômico para diferentes finalidades (LORENZI, 1998). Apesar da comprovada importância da espécie, até o presente momento, não existem registros de estudos que avaliem a sua capacidade de fixar carbono. Diante disso, o objetivo do presente trabalho foi estimar a quantidade de carbono orgânico estocada na biomassa arbórea aérea, no solo e na serapilheira de um plantio de Pterogyne nitens com seis anos de idade. MATERIAL E MÉTODOS O estudo foi conduzido em um plantio homogêneo de Pterogyne nitens Tul., com seis anos de idade, localizado na área experimental da Universidade Estadual do Sudoeste da Bahia, município de Vitória da Conquista, Bahia, Brasil. O plantio foi estabelecido em espaçamento de 3 m x 3 m, com mudas seminais e adubação localizada na cova (100 gramas de superfosfato simples). O preparo do solo consistiu de gradagem e abertura de sulcos. As manutenções na área foram realizadas apenas aos dois, seis e doze meses após o plantio, com controle de mato-competição por meio de capinas nas linhas e nas entrelinhas. A região tem relevo plano a levemente ondulado (altitude média de 840 m). O clima é o tropical de altitude (Cwb), segundo classificação de Koppen, com temperatura e precipitação média anual de 25ºC e de 850 mm, respectivamente. A vegetação predominante na região é classificada como Floresta Estacional Semidecidual Montana. O solo da área estudada é classificado como Latossolo Amarelo Distrófico (SANTOS et al., 2006), com textura variando entre muito argilosa e argilosa. A Tabela 1 apresenta a caracterização química e granulométrica do solo na profundidade 0-40 cm. Tabela 1. Caracterização química e composição granulométrica do solo em plantio de Pterogyne nitens no Sudoeste da Bahia. Profundidade Argila Silte Areia ph N P K Ca Mg H+Al cm g kg g kg mg kg cmolc kg ,57 1,78 1,39 83,82 1,24 1,14 2, ,25 1,31 1,23 44,25 0,97 0,83 3, ,58 1,19 1,33 22,36 1,01 0,75 3, ,25 0,93 1,26 12,42 0,78 0,61 2,91 Obs.: análises realizadas de acordo com EMBRAPA (1979): ph (água); P e K extraíveis por Mehlich-1; Ca, Mg e Al trocáveis por KCl 1 mol L -1 e matéria orgânica (MO) por oxidação com Na 2Cr 2O 7 4 N. Foram avaliados os estoques de biomassa e carbono de três componentes do ecossistema: solo, serapilheira e biomassa arbórea. Para as coletas de solo, estabeleceram-se quatro parcelas com dimensões de 21 x 21 m, que foram distribuídas aleatoriamente dentro da área do plantio. Em cada parcela, foram abertas quatro trincheiras de 0,4 x 0,4 m, onde foram retiradas amostras simples nas camadas 0-5, 5-10, e m. As amostras simples foram reunidas formando uma composta de cada profundidade por parcela. Além disso, para determinação da densidade do solo, também foi retirada uma amostra indeformada por profundidade, com uso de anel volumétrico. A amostragem de serapilheira acumulada sobre a superfície do solo foi realizada com o auxílio de um molde vazado de madeira, com 0,25 m 2 de área útil (0,5 m x 0,5 m), que foi lançado de forma aleatória sobre o solo, com 20 repetições. O material circunscrito ao molde era retirado

3 cuidadosamente, evitando a coleta de solo e raízes vivas. Como serapilheira, considerou-se todo material vegetal decíduo depositado sobre o solo, em diferentes graus de decomposição. Após a coleta, as amostras foram secas em estufa de ventilação forçada à 60ºC até peso constante, pesadas em balança de precisão (0,01g) e moídas até a consistência de pó, empregando-se um moinho de seis facas e peneiras metálicas. Os resultados de massa seca (g) obtidos foram convertidos para kg ha -1. A determinação do carbono orgânico do solo foi realizada por oxidação com Na2Cr2O7 4 N em meio ácido (EMBRAPA, 1979) e da serapilheira por oxidação com K2Cr2O7 4 N também em meio ácido (ANDERSON & INGRAM, 1996). A densidade do solo foi calculada com base no método do anel de Kopecky (EMBRAPA, 1997). Os estoques de C em cada uma das profundidades do solo foram estimados a partir da expressão: E = (C * Ds * Esp), em que E representa o estoque de C em Mg ha -1 ; C, teor deste elemento em g kg -1 ; Ds, densidade do solo; e Esp, espessura da camada em análise. Para verificar tendências de incremento ou redução do carbono nas diferentes profundidades e entre os solos, como as faixas de profundidade apresentavam espessura variável, foi feita uma estimativa do estoque de C por centímetro de profundidade (Mg ha -1 cm -1 ), dividindo o estoque pela espessura (cm) de cada camada. Para quantificação da biomassa arbórea, foi realizado um levantamento inicial onde foram obtidas medidas de diâmetro à altura de 1,30 m (DAP) de todos os indivíduos do povoamento. Como a espécie apresenta predominantemente crescimento perfilhado, foram medidos os DAP s de todos os fustes originados até 1,30 m. Foram avaliadas 18 árvores, representativas de seis classes diamétricas, com diâmetro mínimo de 2,0 cm e máximo de 12,0 cm. Após a derrubada das árvores-amostra, procedeu-se a pesagem das mesmas em campo considerando o método de simples separação (SANQUETTA et al., 2004). Cada árvore foi fracionada, obtendo-se o peso verde de cada indivíduo por compartimento (folhas, galhos e fuste com casca). Para isso foi utilizada uma balança mecânica com capacidade de 150 kg e precisão de 50 g, para determinação da biomassa verde. Ainda em campo, após a pesagem, retiraram-se amostras de cerca de 300 g de cada compartimento, que foram conduzidas ao laboratório, pesadas e levadas para secagem em estufa de circulação forçada de ar a 60 C até a estabilização da sua massa seca. Depois de secas, as amostras foram pesadas e moídas em moinho de facas do tipo Willey, até a consistência de pó. A biomassa seca dos componentes das árvores (folhas, galhos e fustes) foi estimada por meio da multiplicação da biomassa úmida pelo fator de conversão, obtido pela relação entre massa seca e úmida das amostras. Assim, a biomassa total seca de cada árvore foi obtida pelo somatório da biomassa seca de todos os compartimentos mensurados. A biomassa total por hectare de cada componente foi obtida multiplicando-se o valor médio das árvores pelo número estimado de árvores que existem por hectare, aos seis anos de idade (1000 árvores), já considerando a mortalidade inicial do plantio. A determinação dos teores de carbono das amostras de biomassa dos componentes arbóreos foi realizada por meio de um analisador de carbono Leco C-144, no BIOFIX (Centro de Excelência em Pesquisas sobre Fixação de Carbono na Biomassa) pertencente à Universidade Federal do Paraná (UFPR). A partir dos valores de biomassa seca das árvores e seus respectivos teores de carbono, foram estimados os estoques de carbono por árvore (kg) e por área (Mg ha -1 ). RESULTADOS E DISCUSSÃO Carbono orgânico no Solo O valor total de carbono na profundidade de 40 cm do solo foi de 31,4 Mg ha -1 (Tabela 2).

4 Caldeira et al. (2003) observaram resultados inferiores para a mesma profundidade em plantio de Acacia mearnsii com 4 e 6 anos de idade no estado do Rio Grande do Sul (21,2 Mg ha 1 e 19, 7 Mg ha 1, respectivamente). A variação na capacidade de estocar carbono no solo entre povoamentos florestais pode ser atribuída a diferenças na quantidade e qualidade da serapilheira aportada ao solo por cada uma das coberturas ao longo dos anos. Assim, o aumento ou diminuição deste estoque depende da quantidade e qualidade da matéria orgânica que é incorporada no solo. Houve diminuição dos teores de carbono com o aumento da profundidade (Tabela 2), verificando-se, em geral, um maior nível de fertilidade do solo na camada 0-5 cm (Tabela 1). Esta distribuição evidencia a forte influência da cobertura vegetal sobre as características do solo, uma vez que a deposição de resíduos orgânicos na superfície favorece o acúmulo de matéria orgânica e ciclagem de nutrientes nas camadas mais superficiais. Tabela 2. Teores (g kg -1 ) e estoques de C orgânico (kg ha -1 ) nas profundidades 0-5, 5-10, e cm de solo sob Pterogyne nitens. Profundidade Ds Carbono % do total de Cm kg dm -3 g kg -1 Mg ha -1 Mg ha -1 cm -1 Carbono (1) 0-5 1,11 (0,01) 10,40 (1,37) 5,77 (0,69) 1,04 (0,14) 17, ,00 (0,04) 8,81 (1,21) 4,41 (0,61) 0,88 (0,12) 14, ,06 (0,04) 8,29 (0,14) 8,79 (0,14) 0,83 (0,01) 27, ,01 (0,04) 6,15 (1,38) 12,42 (1,1) 0,62 (0,14) 40,74 Total 31,39 100,00 (1) Proporção do total de carbono fixado no solo. Valores entre parênteses referem-se ao erro padrão da média (n=4). Apesar da diminuição dos teores de carbono em profundidade, verificou-se aumento dos estoques de C ao longo do perfil (Tabela 2), mas esta tendência está relacionada à diferenciação de volume das camadas de solo estudadas, que propiciou maiores estoques nas camadas mais profundas. Assim, ao somar as três primeiras camadas, nota-se que a camada 0-20 cm armazena cerca de 60% do total de carbono estocado no perfil de 40 cm, o que demonstra a importante contribuição da cobertura florestal para a manutenção do estoque de carbono no solo. Carbono orgânico na biomassa O estoque de carbono presente na biomassa arbórea totalizou aproximadamente 15,8 Mg ha- 1, verificando-se maior participação do fuste (7,2 Mg ha -1 ), que representou cerca de 46% de todo o carbono fixado na biomassa. Depois do fuste, a maior contribuição para o estoque de carbono foi representada pelos galhos (43%), seguidos pelas folhas com 12% (Tabela 3). A proximidade da proporção dos componentes fuste e galhos para a biomassa total, ambos com participação acima de 40%, possivelmente está relacionada ao fato da espécie apresentar crescimento perfilhado, com muitas bifurcações resultando em galhos Tabela 3. Biomassa seca, teores e quantidades de carbono orgânico dos componentes das árvores de Pterogyne nitens aos 6 anos de idade. Componente Biomassa Carbono % do total de kg / árvore Mg ha -1 % kg / árvore Mg ha -1 Carbono (1) Folhas 3,24 (0,64) 3,60 48,42 1,57 (0,31) 1,74 11,59 Galhos 12,57 (2,6) 13,97 46,06 5,79 (1,18) 6,43 42,84 Fuste 13,37 (1,5) 14,85 46,06 6,16 (0,70) 6,84 45,57 Total 29,17 32,41 13,51 15,01 100,00 (1) Proporção do total de carbono fixado na biomassa arbórea (Mg ha -1 ). Valores entre parênteses referem-se ao erro padrão da média (n=20)

5 Com relação aos teores de carbono, as folhas foram o componente mais representativo com 48,4%, seguida pelos galhos e fuste (46,1 %) (Tabela 3). Em Araucaria angustifolia, Dalagnol et al. (2011) constatou que os maiores teores foram encontrados nas acículas (46,8%) e para o gênero Populus sp., os maiores teores foram encontrados nos galhos, com média de 45,15%. Carbono orgânico na serapilheira A biomassa seca total da serapilheira sobre o solo foi de 1,5 Mg ha 1, o que corresponde a um total de 0,7 Mg ha 1 de carbono orgânico, representando um teor de 41,5%, que é superior ao valor default estabelecido pelo IPCC (2006), que sugere 37% para a serapilheira. A fração que mais contribuiu para a composição da serapilheira total foram os galhos (Tabela 4), o que pode ser justificado, pelo fato dos mesmos serem materiais lenhosos, e assim mais resistentes à decomposição do que as folhas e os ramos tenros ainda não lignificados (SWIFT et al., 1979). É provável que o menor acúmulo de folhas esteja relacionado ao fato da espécie estudada ser uma fixadora de nitrogênio, que propiciou baixa relação C/N e, consequentemente, maior velocidade de decomposição, que se refletiu em menor acúmulo. Tabela 4. Biomassa seca, teores e quantidades de carbono orgânico dos componentes da serapilheira acumulada em plantio de Pterogyne nitens aos 6 anos de idade. Componente Biomassa Carbono % do total de Mg ha -1 % Mg ha -1 Carbono (1) Folhas 0,527 (0,07) 45,94 (1,04) 0,242 37,17 Galhos 0,888 (0,17) 44,99 (1,25) 0,392 60,22 Cascas 0,007 (0,01) 43,48 (1,09) 0,003 0,46 Est. Rep. 0,010 (0,01) 42,91 (1,18) 0,004 0,61 Mat. Frag. 0,064 (0,05) 30,12 (1,83) 0,010 1,54 Total 1,497 0, (1) Proporção do total de carbono fixado na biomassa da serapilheira (Mg ha -1 ). Valores entre parênteses referem-se ao erro padrão da média (n=15). Devido ao fato dos galhos representarem maior parte da biomassa seca, eles também apresentaram maior quantidade de carbono fixado por hectare, representando mais de 60,2% do total. Todavia, o maior teor de carbono foi encontrado nas folhas (45,9%), enquanto os menores teores foram observados nas estruturas reprodutivas (42,9%) e no material fragmentado (30,1%). CONCLUSÕES O solo foi o compartimento que apresentou maior acúmulo de carbono (31,4 Mg ha -1 na profundidade 0-40 cm), equivalente a 60% do total estocado em todos os compartimentos estudados (biomassa aérea, solo e serapilheira). Dentre as diferentes frações da biomassa aérea, o fuste foi o que apresentou maior acúmulo de carbono, representando cerca de 46% de todo carbono fixado na biomassa. A biomassa seca total da serapilheira sobre o solo foi de 1,5 Mg ha 1, o que corresponde a um total de 0,7 Mg ha 1 de carbono orgânico. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ANDERSON, J.P.E. & INGRAM, K.H. The metabolic quotient for CO2 (qco2) as a specific activity parameter to assess the effects of environmental conditions, such as ph, on the microbial biomass of forest soils. Soil Biol. Biochem., vol.25, p , 1996.

6 CALDEIRA, M. V. W. et al. Determinação de carbono orgânico em povoamentos de Acacia mearnsii de Wild. plantados no Rio Grande do Sul; Revista Acadêmica: ciências agrárias e ambientais, v.1, n.2, p , abr./jun. Curitiba-PR, DALLAGNOL, F. S. et al. Teores de Carbono de Cinco Espécies Florestais e seus compartimentos. Floresta e Ambiente, v. 18, n.4, , EMBRAPA Serviço Nacional de Levantamento e Conservação de Solos. Manual de métodos de análise de solos. 2. ed. rev. atual. Rio de Janeiro,SNLCS EMPRESA BRASILEIRA DE PESQUISA AGROPECUÁRIA (EMBRAPA). Serviço Nacional de Levantamento e Classificação de Solos. Manual de métodos de análise de solo. Rio de Janeiro: Embrapa-SNLCS, p. LORENZI, H. Árvores brasileiras: manual de cultivo de plantas arbóreas nativas do Brasil. Nova Odessa: Plantarum, v. 1. NEUMANN-COSEL, L. et al. Soil carbon dynamics under young tropical secondary forests on former pastures: a case study from Panama. Forest Ecology and Management, v. 261, p , SANTOS, H.G. dos. et al. Sistema brasileiro de classificação de solos. 2.ed. Rio de Janeiro: Embrapa Solos, p. SANQUETTA, C. R. et al. Proposta metodológica para quantificação e monitoramento do carbono estocado em florestas plantadas. In: SANQUETTA, C. R. & ZILIOTTO, M. A. B. (Eds.) Carbono: ciência e mercado global. Curitiba: UFPR / ECOPLAN, p SWIFT, M. J. et al. Decomposition in terrestrial ecosystems. Oxford: Blackwell, p. WATZLAWICK, L. F. et al. Estoque de Biomassa e carbono na floresta ombrófila mista montana Paraná. Sci. For., Piracicaba, v. 40, n. 95, p , set