QUANTIFICAÇÃO DE BIOMASSA E ESTOQUE DE CARBONO EM SISTEMA AGROFLORESTAL DE Coffea arabica e Grevillea robusta

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1 QUANTIFICAÇÃO DE BIOMASSA E ESTOQUE DE CARBONO EM SISTEMA AGROFLORESTAL DE Coffea arabica e Grevillea robusta Ivan Edson da Silva Meireles (1) ; Sylvana Naomi Matsumoto (2) ; André Felipe Fialho Ribeiro (3) ; Luanna Fernandes Pereira (4) ; Thiago Reis Prado (5) (1) Mestrando do Programa de Pós-Graduação em Ciências Florestais da Universidade Estadual do Sudoeste da Bahia - UESB, ivaneafsal@hotmail.com; (2) Professora Adjunta do Departamento de Fitotecnia e Zootecnia - DFZ; UESB, naomi@uesb.edu.br; (3) Mestrando do Programa de Pós-Graduação em Agronomia da UESB, andrefelipe.agro@gmail.com. (4) Graduanda do curso de Agronomia da UESB, luanna.gbi@hotmail.com. (5) Doutorando do Programa de Pós-Graduação em Agronomia da UESB, thiagorp.agro@gmail.com. RESUMO A quantificação de biomassa florestal tem sido demandada devido ao grande crescimento do mercado de carbono e de aspectos relacionados às mudanças climáticas, sendo fundamental a compreensão sobre o potencial de estoque de carbono em sistemas de café orgânico arborizado. Nesse contexto, este estudo teve como objetivo estimar o estoque de carbono e sua distribuição nos diferentes componentes da parte aérea e radicular de um sistema agroflorestal de café orgânico. A quantificação da biomassa foi realizada pelo método destrutivo com a seleção e corte de seis grevíleas, distribuídas em seis classes diamétricas e 20 cafeeiros. O estoque de carbono foi estimado com base no fator proposto pelo IPCC (0,5). O estoque de carbono do sistema agroflorestal de Coffea arabica e Grevillea robusta foi estimado em 24,06 Mg ha -1. Para ambas as espécies, o maior percentual de carbono foi encontrado na parte aérea. Palavras-chave: Café orgânico, Arborização, Sustentabilidade INTRODUÇÃO A importância do café para o Brasil é indiscutível, uma vez que se trata do principal produto agrícola brasileiro de exportação. A arborização de cafezais é uma técnica utilizada visando a proteção contra intempéries climáticas e a promoção da sustentabilidade na cafeicultura. O modelo de cafeicultura predominante no Brasil caracteriza-se pelo monocultivo de café a pleno sol. Entretanto, nos últimos anos, a arborização dos cafezais vem ganhando importância crescente tanto no âmbito nacional quanto global. Os cultivos de café orgânico sombreado são bastante comuns na América Central e África. No Brasil, ainda são conhecidos como pouco produtivos (MOREIRA, 2009). A expansão da cafeicultura para várias regiões do país tem elevado a demanda de pesquisas tanto com relação à sua adaptação a diferentes condições agroclimáticas quanto à técnicas de manejo que minimizem os efeitos das altas temperaturas e baixa disponibilidade hídrica, como o sombreamento do cafeeiro com espécies arbóreas (SALGADO, 2004). A produção sustentável de café nos sistemas agroflorestais requer uma compreensão ampla das práticas de manejo, suas interações com o contexto agroecológico local e seu impacto na prestação de serviços ambientais (BOREUX et al., 2016). Neste contexto, é fundamental a compreensão sobre o potencial de estoque de carbono em sistemas de café orgânico arborizado. A quantificação de biomassa florestal tem sido demandada devido ao grande crescimento do mercado de carbono e de aspectos relacionados às mudanças climáticas. Num período em que 1

2 predomina a preocupação com o meio ambiente, a cafeicultura orgânica sombreada pode ser benéfica para produção, ao mesmo tempo em que também é importante para provisão de serviços ambientais (BOREUX et al., 2016), como o estoque de carbono. Nesse contexto, este estudo teve como objetivo estimar o estoque de biomassa e carbono e sua distribuição nos diferentes componentes da parte aérea e radicular de um sistema agroflorestal de café orgânico. MATERIAL E MÉTODOS Caracterização da área O estudo foi conduzido em um sistema de café (Coffea arabica) orgânico arborizado por Grevílea (Grevillea robusta), localizado no munícipio de Ibicoara, Bahia. A área de estudo possui aproximadamente 2,5 ha, sendo sua sede situada nas coordenadas geográficas S e W. O clima é caracterizado como mesotérmico (tipo Cw, de acordo com a classificação de Koppen), com estação chuvosa concentrada no período de outubro a junho e precipitação média de 1166,2 mm. A temperatura média anual é de 18,4 C (SEI, 2014). Seleção das plantas-amostra Foram demarcadas aleatoriamente 4 parcelas de 14 x 48 m (672 m 2 ), onde foi realizada a medição de diâmetro à altura de 1,30 m (DAP) de todos os indivíduos arbóreos. As medidas de DAP dos fustes foram agrupadas em classes de diâmetro com amplitude correspondendo a 24 cm (Tabela 1). A quantificação da biomassa foi realizada pelo método destrutivo, utilizando 6 árvores, representativas de 6 classes diamétricas (Tabela 1) e 20 cafeeiros selecionados aleatoriamente. Tabela 1. Distribuição diamétrica dos fustes de árvores Intervalo de classe Centro da classe Número de árvores (cm) (cm) Selecionadas 11,17-15,17 13, ,18-19,18 17, ,19-23,19 21, ,20-27,20 25, ,21-31,21 29, ,22-35,22 33,24 1 Quantificação da biomassa acima do solo O corte e determinação da biomassa das grevíleas e cafeeiros selecionados foram realizados com base no método de simples separação (SANQUETTA, 2002). Cada planta-amostra foi fracionada nos compartimentos folhas, galhos (finos e grossos), fuste e miscelâneas que foram pesados em balança de gancho, com capacidade de 50 kg e precisão de 10 g, para determinação da biomassa verde. Após a pesagem, foram retiradas amostras de aproximadamente 200 g de cada compartimento da biomassa do cafeeiro (folhas, galhos finos, galhos grossos e miscelâneas) e da grevílea (folhas e galhos finos). A amostra do caule do cafeeiro foi composta por 3 discos de aproximadamente 5 cm, nas posições longitudinais de 0% (base), 50% e 100% do comprimento total. As amostras do tronco da grevílea foram compostas por 5 discos, de aproximadamente 2,5 cm, nas posições longitudinais de 0% (base), 25%, 50%, 75% e 100% da altura comercial (diâmetro limite de 4 cm). A amostra dos galhos grossos das grevíleas foi composta por 10 discos de aproximadamente 3 cm de espessura, retirados de galhos aleatórios. Quantificação da biomassa abaixo do solo 2

3 Cada planta-amostra foi fracionada nos compartimentos raiz principal e secundárias, que foram pesados em balança de gancho, com capacidade de 50 kg e precisão de 10 g, para determinação da biomassa verde. A biomassa verde de raízes, de grevíleas e cafeeiros, foram determinadas através da abertura de uma trincheira de 1 m², considerando-se um limite de 1 m de profundidade. As amostras da raiz principal, de ambas as espécies, foram compostas por 3 discos de aproximadamente 3 cm nas posições longitudinais de 0% (base), 50% e 100% do comprimento total. A amostra das raízes secundárias das grevíleas foi composta por 6 discos, de aproximadamente 3 cm de espessura, retirados aleatoriamente. Foram retiradas amostras de aproximadamente 200 g das raízes secundárias do cafeeiro. Quantificação da biomassa seca As amostras foram levadas para secagem em estufa a 65 C até estabilização do peso de matéria seca. A biomassa seca dos compartimentos (folhas, galhos, fuste, miscelâneas e raízes), de ambas as espécies, foi estimada por meio da multiplicação da biomassa verde total pela massa seca da amostra dividida pela massa da amostra úmida de acordo com a fórmula abaixo: PS(c) = PU(c)x PS(a) PU(a) PS(c) = Biomassa em kg PU(c) = peso da biomassa verde de folhas, galhos e raízes, em kg PU(a) = peso da biomassa verde da amostra levada ao laboratório, em Kg PS(a) = peso da biomassa seca da amostra, em kg Os valores de biomassa seca das plantas-amostra de grevílea foram projetados para hectare, considerando o número médio de indivíduos em 4 parcelas (672 m 2 ). Para as plantas-amostra de cafeeiro foi considerada a densidade de plantio (3333 plantas ha -1 ). Também foi calculada a biomassa média por planta-amostra. Estimativa do Carbono estocado na Biomassa A quantidade de carbono estocado na biomassa foi estimada por meio da multiplicação da biomassa seca pelo fator 0,5, proposto pelo IPCC (2006), que considera que a biomassa seca contém aproximadamente 50% de carbono. RESULTADOS E DISCUSSÃO A média de biomassa seca total por árvore foi de 230,97 kg (Tabela 2), o que corresponde a cerca de 27,7 Mg ha -1. O estoque médio de carbono da biomassa total por árvore foi estimado em 115,48 kg (Tabela 2), o que representa cerca de 13,8 Mg ha -1. Tabela 2 Estoque médio de biomassa e carbono de Grevillea robusta em plantio de café orgânico arborizado. Compartimento Biomassa Carbono Kg árvore -1 Kg árvore -1 % Folhas 18,2 9,1 7,8 Galhos Grossos 40,45 20,225 17,51 Galhos Finos 18,77 9,385 8,13 Fuste c/c * 119,92 59,96 51,92 Raiz principal 21,91 10,955 9,49 Raízes secundárias 11,71 5,855 5,07 Total 230,97 115, *Fuste c/c Fuste com casca 3

4 A maior quantidade de carbono da grevílea estava estocada na parte aérea, representando 85,4% do carbono total, enquanto os outros 14,6% encontravam-se estocados nas raízes. No que diz respeito à parte aérea, 60,8% do carbono estava estocado no fuste e 39,2% na copa (galhos e folhas). A distribuição dos estoques nos diferentes compartimentos das árvores mostrou maior contribuição do fuste com casca, que representou 51,92%, seguido dos galhos grossos (17,51%), raiz principal (9,49%), galhos finos (8,13%), folhas (7,8%) e raízes secundárias (5,07%) (Tabela 2). Plantios homogêneos de Grevillea robusta de 21 anos, em Kerala, região central da Índia, armazenaram 8,04 Mg C ha -1 na biomassa radicular (TAKUR; KUMAR; KUNHAMU, 2015) e 31,28 Mg C ha -1 na biomassa acima do solo (PAUL, 2012). Jangra et al. (2010), encontraram 133,3 Mg C ha -1 na biomassa acima do solo e 25,5 Mg C ha -1 nas raízes de Grevillea robusta (25 anos), em Karnal, norte da Índia. Esses mesmos autores verificaram padrão de distribuição do estoque de carbono na seguinte ordem: Tronco (68,7%), raízes grossas (13,8%), galhos (13%), raízes finas (2,3%) e folhas (2,2%). A média de biomassa seca total por planta-amostra de cafeeiro foi de 6,17 kg, o que corresponde a cerca de 20,56 Mg ha -1 (Tabela 3). O estoque médio de carbono da biomassa total por cafeeiro foi estimado em 3,08 kg, o que representa cerca de 10,26 Mg ha -1. Tabela 3 Estoque médio de biomassa e carbono de Coffea arabica em plantio orgânico arborizado. Compartimento Biomassa Carbono Kg planta -1 Kg planta -1 % Folha 0,98 0,49 15,90 Galhos Grossos 1,07 0,54 17,36 Galhos Finos 1,07 0,54 17,36 Miscelâneas 0,08 0,04 1,22 Caule 1,81 0,91 29,36 Raiz principal 0,68 0,34 11,03 Raízes secundárias 0,48 0,24 7,79 Total 6,17 3,08 100,00 A distribuição dos estoques de carbono nos diferentes compartimentos seguiu a ordem: caule (29,36%), galhos grossos e finos (17,36%), folhas (15,9%), raiz principal (11,03%), raiz secundária (7,79%) e miscelâneas (1,22%) (Tabela 3). Para o cafeeiro, o maior percentual de carbono também foi encontrado na parte aérea, representando 81,2% do carbono total. Com relação ao carbono das raízes, 58,6% correspondeu à raiz principal e 41,4% às raízes secundárias (Tabela 3). Resultados semelhantes foram observados por Coltri et al. (2011). Avaliando um sistema de cafeeiro arborizado com macadâmia (Macadamia ssp.), aos 10 anos, tais autores obsevaram um estoque de carbono de 12,55 Mg C ha -1, sendo que as plantas de café estocaram 10,65 Mg C ha -1 e as de macadâmia 1,9 Mg C ha -1. Os mesmos constataram que o carbono estocado nos diferentes compartimentos do cafeeiro sombreado seguiu a seguinte proporção: Caule (36,0%), galhos (27,2%), folhas (19,1%) e frutos (17,7%). Silva et al. (2013), em plantio de Coffea arabica (8 anos), em Alfenas-MG, encontraram acúmulo de 9,2 Mg C ha -1, sendo que a maior quantidade estava distribuída na parte aérea (78,48%) e o restante no sistema radicular (21,52%). Os mesmos autores observaram que o caule apresentou maior acúmulo de carbono, seguido pelos galhos, folhas e raízes. Na época em que foi realizado o corte das plantas-amostra, o cafeeiro tinha 11 anos e a grevílea 8,5 anos. Segundo Larcher (2000), durante a fase inicial do desenvolvimento de uma árvore, grande parte dos carboidratos é canalizada para a produção de biomassa da copa. Posteriormente, quando as copas começam a competir entre si, a produção relativa de tronco aumenta e a de folhas e ramos diminui gradativamente. A distribuição de carboidratos resultantes da fotossíntese, e o padrão de crescimento estrutural dos diferentes componentes de uma árvore podem ser distintos, em função dos fatores edafoclimáticos do sítio onde se encontra estabelecida (SCHUMACHER, 1996), da espécie e 4

5 densidade de plantio (SCHUMACHER et al., 2011). Considerando a estimativa do estoque de carbono da grevílea (13,8 Mg C ha -1 ) e do cafeeiro (10,26 Mg C ha -1 ), pode-se dizer que o incremento médio anual de carbono da grevílea foi de 1,62 Mg C ha -1 ano -1 e do cafeeiro, 0,93 Mg C ha -1 ano -1. Silva et al. (2013) observaram média de armazenamento de carbono em Coffea arabica de 2,3 Mg C ha -1 ano -1. Cotta et al. (2008) verificaram o estoque de carbono de um cultivo consorciado de seringueira e cacaueiro, observando 87 e 5,22 Mg C ha -1, respectivamente. O incremento médio anual da seringueira foi de 2,55 Mg C ha -1 ano -1, e do cacaueiro 0,87 Mg C ha -1 ano -1. Esses valores demonstram a grande variabilidade de incremento de carbono de acordo com a idade e as diferentes espécies. CONCLUSÕES O estoque de carbono do sistema agroflorestal de Coffea arabica e Grevillea robusta foi estimado em 24,06 Mg ha -1. Para ambas as espécies, o maior percentual de carbono foi encontrado na parte aérea. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS BOREUX, V.; VAAST, P.; MADAPPA, L. P.; CHEPPUDIRA, K. G.; GARCIA, C.; GHAZOUL, J. Agroforestry coffee production increased by native shade trees, irrigation, and liming. Agronomy for Sustainable Development, v. 36, n. 3, p. 1-9, COLTRI, P. P.; LAZARIM, C.; DIAS, R.; ZULLO JUNIOR, J.; PINTO, H. S. Estoque de carbono em sistemas cafeeiros a pleno sol e cultivado com macadâmia no sul de Minas Gerais, Brasil. In: SIMPÓSIO DE PESQUISA DOS CAFÉS DO BRASIL, 7., 2011, Araxá. Anais... Brasília, DF: Embrapa Café, COTTA, M. K.; JACOVINE, L. A. G.; PAIVA, H. N.; SOARES, C. P. B.; VIRGENS FILHO, A. C.; VALVERDES, S. R. Quantificação de biomassa e geração de certificado de emissões reduzidas no consórcio seringueira-cacau. Revista Árvore, v. 32, p , INTERGOVERNMENTAL PANEL ON CLIMATE CHANGE (IPCC). Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories: agriculture, forestry and other land use. Institute for Global Environmental Strategies (IGES) JANGRA, R.; GUPTA, S. R.; KUMAR, R.; SINGH, G. Carbon sequestration in the Grevillea robusta plantation on a reclaimed sodic soil at Karnal in Northern India. International Journal of Ecology and Environmental Sciences, v. 36, n. 1, p , LARCHER, W. Ecofisiologia vegetal. São Carlos: RiMa Artes e Textos, p. MOREIRA, C.F. Sustentabilidade de sistemas de produção de café sombreado orgânico e convencional f. Tese (Doutorado em Ecologia Aplicada) - Escola Superior de Agricultura Luis de Queiroz, Piracicaba, PAUL, G. B. Biomass and carbon sequestration in silver oak (Grevillea robusta A. Cunn.) stands in the midlands of Kerala. Thrissur, p. MSc Thesis, Kerala Agricultural University. SALGADO, B. G. Caracterização de sistemas agroflorestais com cafeeiro em Lavras-MG f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Florestal) Universidade Federal de Lavras, Lavras, 5

6 2004. SANQUETTA, C. R. Métodos de determinação de biomassa florestal. In: SANQUETTA C. R, WATZLAWICK L. F, BALBINOT, R. (Ed.). As florestas e o carbono. Curitiba: Imprensa Universitária da UFPR, SCHUMACHER, M. V. Ciclagem de nutrientes como base da produção sustentada em ecossistemas florestais. In: SIMPÓSIO SOBRE ECOSSISTEMAS NATURAIS DO MERCOSUL: O AMBIENTE DA FLORESTA, 1., Anais... Santa Maria: UFSM, p SCHUMACHER, M. V.; WITSCHORECK, R.; CALIL, F. N. Biomassa em povoamentos de Eucalyptus spp. de pequenas propriedades rurais em Vera Cruz, RS. Ciência Florestal, Santa Maria, v. 21, n. 1, p , SILVA, A. B, da; MANTOVANI, J. R.; MOREIRA, A. L.; REIS, R. L. N. Estoques de carbono no solo e em plantas de cafeeiro (Coffea arabica L.). Interciencia, v. 38, n. 4, p. 286, SUPERINTENDÊNCIA DE ESTUDOS ECONÔMICOS E SOCIAIS DA BAHIA (SEI). Estatísticas dos Municípios Baianos. Salvador-BA, v. 4, n THAKUR, S; KUMAR, B. M; KUNHAMU, T. K. Coarse root biomass, carbon, and nutrient stock dynamics of different stem and crown classes of silver oak (Grevillea robusta A. Cunn. ex. R. Br.) plantation in Central Kerala, India. Agroforestry Systems, v. 89, n. 5, p ,