Prof. Dr. nat. techn. Mauro Valdir Schumacher Ecologia e Nutrição Florestal Departamento de Ciências Florestais/CCR/UFSM

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1 CICLAGEM DE NUTRIENTES EM ECOSSISTEMAS FLORESTAIS Prof. Dr. nat. techn. Mauro Valdir Schumacher Ecologia e Nutrição Florestal Departamento de Ciências Florestais/CCR/UFSM schumacher@pq.cnpq.br 1

2 A BACIA HIDROGRÁFICA CONSIDERADA COMO UM ECOSSISTEMA Fonte : Adaptado de Duvigneaud (1974)

3 CICLAGEM DE NUTRIENTES EM ECOSSISTEMAS FLORESTAIS ENTRADAS POEIRA CHUVA ABSORCAO PELAS FOLHAS LAVAGEM DAS COPAS QUEDA DE SERAPILHEIRA IMOBILIZACAO +CICLO INTERNO RAÍZES ABSORCAO MORTAS PELAS RAÍZES CAMADA DE HUMUS S REABASTECIMENTO SOLO O IMOBILIZACAO MINERAL L ATRAVÈS DO CICLO INTERNO O PERDAS POR LAVAGEM Adaptado de Miller (1984)

4 O CICLO DO NITROGÊNIO EM SISTEMA AGROFLORESTAL (ESTOQUES E FLUXOS)

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6 ECOLOGIA DA PRODUTIVIDADE EM PLANTAÇÕES FLORESTAIS CO 2 Fotossíntese Biomassa acima do solo Respiração CO 2 Carbono Fixado Alocação CO 2 Genética, Solos Água, Nutrientes, Luz e Temperatura Biomassa abaixo do solo Serapilheira Fonte: STAPE (2006)

7 DISTRIBUIÇÃO DA BIOMASSA EM FUNÇÃO DA IDADE DO EUCALIPTO Raiz Casca Madeira G.morto G. verde Folha 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 2 anos 4 anos 6 anos 8 anos Idade do povoamento Fonte: Schumacher et al. 2003

8 Exportação de nutrientes pela colheita florestal?

9 Intensidade de colheita de biomassa e exportação de nutrientes (kg ha -1 ) em um plantio de Eucalipto aos 8 anos de idade. Componente Biomassa (Mg ha -1 ) N P K Ca Mg M 173,20 228,6 15,5 91,8 107,4 20,8 59,73 233,3 26,7 214,0 535,9 68,6 M + C 187,14 266,2 28,0 155,4 472,0 51,1 45,79 121,3 8,1 81,6 53,6 20,4 M + C + G 200,98 297,2 31,2 187,1 531,8 64,3 31,95 164,7 11,1 118,9 111,5 25,1 Total 232,93 461,9 42,3 306,0 643,3 89,4 Exportado Permanece Schumacher et al. (2003)

10 Exportação de nutrientes através da colheita florestal de um povoamento de Pinus taeda aos 27 anos Sistema de colheita Remoção total Remoção média kg ha -1 anual kg ha -1 N P K N P K Biomassa total 527,19 46,64 186,86 19,52 1,72 6,29 Madeira do tronco + casca 269,03 23,33 98,16 9,96 0,86 3,63 Madeira do tronco 210,80 18,85 79,55 7,80 0,69 2,94 SCHUMACHER et al. (2007)

11 Quantidade de nutrientes exportados a serem repostos Sistema de colheita Remoção total (kg ha -1 ) Nutriente a repor (kg ha -1 ) N P K N P 2 O 5 K 2 O Biomassa total 527,19 46,64 186, ,5 288,8 388,1 Madeira do tronco + casca 269,03 23,33 98,16 597,8 144,4 203,9 Madeira do tronco 210,80 18,85 79,55 468,4 116,7 165,2 Milho* 127,0 26,0 37,5 282,2 161,0 77,8 Cana-de-açucar* 208,0 22,0 200,0 462,2 136,2 415,4 * Ciclo anual. N = Uréia (45% de N) P 2 O 5 = Superfosfato triplo (37% de P 2 O 5 ) K 2 O = Cloreto de potássio (58% de K 2 O)

12 SISTEMA AGROFLORESTAL Exportação de nutrientes para acácia e melancia em 8 anos kg/h ha 300,0 250,0 200,0 150,0 100,0 50,0 0,0 278,1 259,5 266,6 226,4 157,4 50,0 23,9 20,7 7,9 21,2 22,5 18,6 N P K Ca Mg S Nutrientes Acácia Melancia Fonte: Schumacher et al. (2007)

13 Distribuição relativa dos nutrientes disponíveis no solo e total na biomassa acima do solo, na Floresta Estacional em Itaara-RS, Brasil. 100% 80% 60% 40% 20% 0% -20% -40% -60% -80% -100% N P K Ca Mg S Nutriente (kg/ha) Biomassa Solo Vogel (2005)

14 AVALIAÇÃO DA DECOMPOSIÇÃO DE FOLHAS LITTERBAGS Massa rema anescente (%) 100,0 90,0 80,0 70,0 60,0 50,0 40,0 30,0 20,0 10,0 0,0 Fonte: Schumacher et al (2007)

15 Avaliação da dinâmica de raízes finas em florestas nativas

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17 MANEJO DOS RESÍDUOS EM PLANTAÇÕES Descasque da madeira no campo Schumacher (2006)

18 Schumacher (2006)

19 Perdas de elementos pela queima de uma capoeira de 7 anos na região do Para. Carbono (98%) Nitrogênio 205 (96%) Potássio 39 (48%) Fósforo 4 (47%) Cálcio 107 (35%) Magnésio 18 (40%) Enxofre 14 (76%) Sódio 6 (30%) Fonte: Holscher 1995

20 Sem galhada Com galhada 100 MS (t ha -1 ) Doses de NPK (kg ha -1 ) Matéria seca de eucalipto aos 8,5 anos influenciada pela adubação e galhada Fonte: Barros (2006)

21 Monitoramento das entradas, oferta e as perdas de nutrientes em florestas? Entrada 80 cm Perdas Oferta 30 cm 80 cm

22 ÁREAS COM UNIDADES DE PESQUISA NO SUL DO BRASIL

23 USO DE ÁGUA f =} Densidade do povoamento (IAF); Espécie: Material genético, Características edafo-climáticas, % de ocupação da B.H Radiação solar

24 Avaliação da água fora da floresta (mm) Calil (2006)

25 Avaliação do gotejamento das copas (mm) Schumacher (2006)

26 Avaliação do escorrimento da água pelo tronco (mm) Lopes (2007)

27 INSTALAÇÃO DA BASE DE LISÍMETROS NO CAMPO NATIVO Schumacher (2006)

28 INSTALAÇÃO DE LISÍMETROS NA FLORESTA DE Pinus taeda Schumacher (2006)

29 Central Coletora Vidros para armazenamento Microbombas de sucção Lisímetros (30 e 60 cm) ponteira de cerâmica

30 Relação entre devolução de serapilheira e interceptação em Floresta Estacional 35,0 800 Intercep ptação (%) 30,0 25,0 20,0 15,0 10,0 5,0 0,0 jan fev mar abr mai jun jul ago set out nov dez Deposição ser rapilheira (kg/ha) Deposição serapilheira (kg/ha) Interceptação (%) Schumacher et al. (2007)

31 Floresta Estacional em Itaara Precipitaçã ão (mm) 200,0 180,0 160,0 140,0 120,0 100,0 80,0 60,0 40,0 20,0 0,0 20,0 18,0 16,0 14,0 12,0 10,0 8,0 6,0 4,0 2,0 0,0 Intercept tação (%) Floresta (mm) Campo (mm) Schumacher et al. (2007)

32 (g ha -1 ) K Campo K Floresta Schumacher et al. (2008)

33 COLETORES DE SERAPILHEIRA

34 Transferência de macronutrientes através da serapilheira em um povoamento de P. taeda. Abr/2004 a Mar/2007. Período Macronutrientes (kg ha -1 ) N P K Ca Mg S Abr/04 - Mar/05 10,88 0,94 1,33 21,85 2,65 1,31 Abr/05 - Mar/06 14,64 1,27 1,61 18,70 3,03 1,19 Abr/06 - Mar/07 13,51 1,17 1,83 15,88 3,23 1,49 Média anual 13,01 1,12 1,59 18,81 2,97 1,33 Total 39,03 3,37 4,78 56,43 8,91 3,99 Fonte: Schumacher et al. (2007)

35 400,0 350,0 300,0 250,0 200,0 150,0 100,0 50,0 0,0 dez/02 jan/03 fev/03 mar/03 abr/03 mai/03 jun/03 jul/03 ago/03 set/03 out/03 nov/03 dez/03 jan/04 fev/04 mar/04 abr/04 mai/04 Jun/04 Jul/04 Ago/04 Set/04 Out/04 Nov/04 P. rigida O. puberula O. pulchella M. elaeagnoides S. molle N. megapotamica C. vernalis Devolução mensal de folhas pelas espécies identificadas na Floresta Estacional Decidual, Itaara-RS, Brasil. Schumacher et al. (2008) (kg ha -1 mês -1 )

36 N (kg ha -1 mês -1 ) Dez/02 Jan/03 Fev/03 Mar/03 Abr/03 Mai/03 Jun/03 Jul/03 Ago/03 Set/03 Out/03 Nov/03 Dez/03 Jan/04 Fev/04 Mar/04 Abr/04 Mai/04 Jun/04 Jul/04 Ago/04 Set/04 Out/04 Nov/04 P. r. O. pr. O. pch. N. m. M. e. C. v. S. m. Devolução mensal de N pelo folhedo das espécies analisadas na Floresta Estacional Decidual em Itaara-RS, Brasil. Schumacher et al. (2008)

37 9,00 8,00 7,00 6,00 5,00 4,00 3,00 Ca (kg ha -1 ) 2,00 1,00 0,00 Dez/02 Jan/03 Fev/03 Mar/03 Abr/03 Mai/03 Jun/03 Jul/03 Ago/03 Set/03 Out/03 Nov/03 Dez/03 Jan/04 Fev/04 Mar/04 Abr/04 Mai/04 Jun/04 Jul/04 Ago/04 Set/04 Out/04 Nov/04 P. r. O. pr. O. pch. N. m. M. e. C. v. S. m. Devolução mensal de Ca pelo folhedo das espécies analisadas na Floresta Estacional Decidual em Itaara-RS, Brasil. Schumacher et al. (2008)

38 MUITO OBRIGADO