AVALIAÇÃO DA BIOMASSA E DOS NUTRIENTES EM ESPÉCIES FLORESTAIS DE RÁPIDO CRESCIMENTO - REVISÃO DE LITERATURA

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1 AVALIAÇÃO DA BIOMASSA E DOS NUTRIENTES EM ESPÉCIES FLORESTAIS DE RÁPIDO CRESCIMENTO - REVISÃO DE LITERATURA Fabio Luiz Fleig Saidelles 1 Flávia Gizele König 2 Mauro Valdir Schumacher 3 RESUMO O presente estudo constitui uma revisão bibliográfica sobre a importância do estudo da biomassa arbórea e a sua distribuição acima e abaixo do solo. Observamos entretanto que, por uma questão de definição de metodologia padrão ou universal e pelo elevado custo dos métodos descritivos de amostragem existem poucos trabalhos envolvendo estudos de biomassa radicular. Palavras-chaves: biomassa acima do solo, biomassa abaixo do solo, amostragem. 1 Engenheiro Florestal, Doutorando pelo PPGEF/CCR/UFSM, Caixa Postal 322, CEP , Santa Maria (RS), ffleig@yahoo.com.br. 2 Acadênica do Curso de Engenharia Florestal. CCR/UFSM flaviagizele@yahoo.com.br 3 Engenheiro Florestal, Dr. nat. techn., Professor Adjunto do Departamento de Ciências Florestais, Centro de Ciências Rurais, Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria (RS), schuma@ccr.ufsm.br.

2 NUTRIENTS AND BIOMASS EVALUATION ON FOREST SPECIES OF FAST GROWTH BIBLIOGRAPHY REVIEW ABSTRACT This study consists in a bibliography review about the importance of above ground biomass study and its distribution above and under the soil. However we observed that, by the definition of a sample universal methodology and by the higher costs of the descriptive methods of sampling, few researches in rooty biomass are found. Key-words: biomass above ground, biomass under ground, sampling INTRODUÇÃO Nas últimas décadas tem-se verificado um aumento da ação antrópica sobre os ecossistemas naturais, principalmente nos países em desenvolvimento, onde existe grande crescimento populacional, o que consequentemente gera uma demanda de necessidades de alimentação, desenvolvimento urbano e energia. Porém, toda ação extrativa reverte de certa forma em uma destruição dos ecossistemas, provocando uma profunda agressão a biodiversidade que ali se encontra, sem falar nas perdas de nutrientes e o aumento do grau de erodibilidade dos solos. Para contornar ou amenizar as constantes agressões antrópicas a estes ecossistemas, tem se optado por

3 florestamentos e reflorestamentos destas áreas, pois as florestas contribuem muito, para conservação da produtividade dos sítios, na purificação e circulação do ar e na manutenção da flora e fauna e na qualidade das águas, ou seja, proporcionando condições de produtividade em todos aspectos. Porém para que se obtenha todos os benefícios e uma boa produtividade das florestas, torna-se extremamente necessário o conhecimento dos ciclos que regem estas variáveis, principalmente o ciclo biogeoquímico. Este ciclo ocorre mediante o processo em que a planta, pelo seu sistema radicular retira os elementos minerais do solo para a produção da biomassa (folhas, ramos, casca, madeira e raízes) e posteriormente devolve parte destes elementos por meio da queda de resíduos (serapilheira), os quais, à medida que vão sendo mineralizados, novamente são absorvidos pelas raízes (Schumacher & Hoppe, 1997). Neste sentido a biomassa tanto acima como abaixo do solo configura como um elemento de vital importância para manutenção do equilíbrio dos ciclos biogeoquímicos, o que dá à mesma o papel de garantir uma eficiente meio de avaliação da conversão de energia e ciclagem de nutrientes, absorção e armazenamento de energia solar dentro do povoamento entre outras variáveis e uma posterior retirada de conclusões para o manejo racional do mesmo. O objetivo deste trabalho foi realizar uma revisão bibliográfica sobre a importância dos estudos de biomassa e sua distribuição nas espécies florestais. REVISÃO DE LITERATURA

4 Importância do Estudo da Biomassa e sua Distribuição na nas Espécies Florestais No setor florestal, o silvicultor deve conhecer todas as variáveis que interagem com o ecossistema florestal, para que o mesmo consiga obter uma boa produtividade sem comprometer as futuras plantações. Dentre estas variáveis, merecem destaque as características relacionadas com a ciclagem de nutrientes, deposição de nutrientes, através de ramos e folhas (acúmulo de nutrientes na biomassa arbórea), características microclimáticas, etc., propiciadas pelas diferentes espécies florestais e que provavelmente terão grandes reflexos no manejo florestal a ser empregado para com as mesmas (Schumacher, 1992; 1996). As florestas desempenham um grande papel ambiental, pois retiram da atmosfera e armazenam grandes quantidades de dióxido de carbono na biomassa anualmente produzida. Em cada tonelada de biomassa de madeira seca produzida, existe acumulado 500 kg de carbono, o que corresponde a 1500 kg de gás carbônico (CO 2 ) (Schumacher & Hoppe, 2000). Campos (1991), afirma que o estudo da biomassa é um instrumento extremamente útil na avaliação dos ecossistemas, pois garante informações sobre a conversão e armazenamento de energia e ciclagem de nutrientes, possibilitando conclusões para a exploração racional destes ecossistemas. Segundo Golley (1975), a biomassa florestal é a principal fonte de energia de um grande número de países em desenvolvimento, pelo seu rápido crescimento e diversidade de espécies e usos. Porém o acúmulo de biomassa e nutrientes na floresta sofre algumas restrições em função da espécie, cobertura

5 vegetal, idade dos indivíduos, idade das folhas, posição das folhas na copa, época do ano e pelas condições de solo e clima. Freitas (2000), relata que a distribuição de nutrientes na biomassa florestal varia, ao longo do tempo, sendo que com a dinâmica do ecossistema na fase juvenil, o processo é mais acelerado, estabilizando-se quando a floresta atinge a maturidade. Schumacher & Poggiani (1993), estudando a produção de biomassa e remoção de nutrientes em três espécies de eucaliptos (E. camaldulensis, E. grandis e E. torelliana) com 9; 9 e 12 anos de idade, respectivamente, em Anhembi, SP, relataram que o tronco representou mais de 90% da biomassa acima do solo, e os nutrientes se concentraram em escala decrescente na mesma, ou seja, folhas> ramos> casca> lenho e estes se dispuseram da seguinte forma N, P e K nas folhas enquanto que Ca e Mg alocaram-se na em maiores concentrações na casca. Schumacher (1995), estudou o percentual de biomassa de copa e raízes acumuladas em uma floresta de Eucalyptus saligna com idades de 4 e 7 anos. O autor constatou que a referida variável tende a diminuir com aumento da idade do povoamento, pois observou-se que em indivíduos de que possuíam 4 anos o acúmulo de biomassa foi equivalente a 94,8 Mg ha -1, distribuídas da seguinte forma 9% nas folhas, 7% nos ramos, 8% nas cascas, 60% na madeira e 16% nas raízes, enquanto que na floresta de 7 anos obteve-se 158 Mg ha -1, as quais acumularam 3% nas folhas, 5% nos ramos, 7% nas cascas, 74% na madeira e 11% nas raízes. Caldeira (1998), quantificou a biomassa e nutrientes em três procedências de Acacia mearnsii De Wild (Batemans Bay, Bodalla e Lake George) com 2,4 anos de idade, relatou que

6 obteve-se para a biomassa os seguintes valores: 36,1 Mg ha -1 para a procedência Batemans Bay, 19,4 Mg ha -1 para a procedência Bodalla e 41,1 Mg ha -1 para a procedência Lake George, sendo que a seqüência de acúmulo da mesma se dá da seguinte maneira nas frações: madeira> folhas> galhos vivos> casca> galhos mortos. Os teores de nutrientes nas frações da biomassa distribuíram-se nas três procedências segundo a presente tendência: folhas> galhos vivos> casca> madeira> galhos mortos. Em um ecossistema florestal existe uma grande dinâmica na produção de biomassa, ou seja, à medida que a floresta vai se desenvolvendo ocorre uma gradual redução da biomassa da copa das árvores e simultaneamente verifica-se um aumento na proporção dos componentes madeira e casca. Os troncos das árvores representam em média mais de 80% da biomassa aérea em uma floresta madura (Schumacher & Hoppe, 1997). Biomassa e Quantidade de Nutrientes Abaixo do Solo O sistema radicular necessita de um meio adequado para se desenvolver e suprir a planta de água e nutrientes. Dessa forma, dependendo das propriedades químicas, físicas e biológicas do solo, esse desenvolvimento será dificultado ou facilitado, refletindo em sua relação raiz/parte aérea (Andrade, 1997). Com o decorrer do desenvolvimento da árvore, o sistema radicular vai reunindo raízes de diferentes tamanhos e idades, variando em função de características genéticas de cada espécie, de sua idade e/ou fase de desenvolvimento, das

7 condições edafoclimáticas locais e das práticas de cultivo usadas (Atkinson, 1983). O maior ou menor estoque de nutrientes nas raízes vai depender da quantidade de biomassa acumulada e do teor destes contidos em seus tecidos. Muitos desses nutrientes retornam ao solo, com a decomposição das raízes, sendo aproveitados pela própria árvore (Andrade, 1997). O conhecimento da quantidade de biomassa abaixo do solo e do estoque de nutrientes no sistema radicular das espécies arbóreas é de suma importância quando se vai planejar o manejo desses povoamentos, bem como da distribuição do sistema radicular para identificação do método a ser utilizado tanto preparo de solo quanto nas formas de adubação das culturas. O aranjamento da biomassa radicular no solo, pode ser definido pelo número, diâmetro, peso e extensão das raízes no solo em função da posição que elas ocupam. Classificação para expressar o conjunto dessas informações tem sido propostas, encontrando-se descrições da morfologia radicular desde sua fase inicial até adulta (Andrade, 1997). A forma do sistema radicular tem influência na capacidade de sobrevivência das espécies, por exemplo raízes de sistema radicular mais profundo tem maior capacidade de sobrevivência em períodos de estiagem, mas esse aprofundamento das raízes esta relacionado a características físicas do solo, estando incluídas aí a presenças de camadas que impedem o desenvolvimento radicular e da própria profundidade efetiva do solo. Segundo Dematte (1981), a diminuição da porosidade do solo, devido ao adensamento natural formado por processos pedológicos ou por compactação devido a forma de manejo, a

8 toxidez de alguns elementos químicos a falta de nutrientes e o excesso de água são alguns dos fatores que afetam o sistema radicular das plantas. Em solos compactados, os espaços entre as partículas são reduzidos, tanto em quantidade como em tamanho, dificultando a penetração do sistema radicular devido a resistência mecânica e a baixa aeração do solo. A taxa de crescimento das raízes nessas condições é bastante reduzida, sendo comum ocorrer uma maior concentração (Alvarenga, et al., 1996) e engrossamento das raízes acima da camada compactada (Feldman, 1984). Segundo Jusof apud Andrade (1997) plântulas de Acacia mangium, crescendo em diferentes níveis de densidade do solo apresentaram correlação positiva entre o crescimento em altura e diâmetro e a diminuição da densidade do solo, dessa forma a compactação pode reduzir o crescimento dessa espécie. O regime hídrico e/ou a presença de camadas de impedimento ao crescimento radicular, são provavelmente as características físicas que mais influenciam o desenvolvimento radicular de espécies arbóreas (Andrade, 1997). Algumas espécies arbóreas apresentam crescimento vigoroso em solos de baixa fertilidade, o que se deve principalmente ao extenso sistema radicular que desenvolvem, explorando grande volume de solo (Pritchett, 1979). A associação das espécies com fungos micorrízicos e bactérias fixadoras de nitrogênio (Faria et al., 1987) são mecanismos usados por algumas espécies arbóreas em solos degradados ou de baixa fertilidade natural (Franco et al., 1994). CONCLUSÃO

9 Devido aos altos custos e inexistência de uma metodologia padrão os estudos de biomassa abaixo do solo são reduzidos. Enquanto que para a biomassa acima do solo os estudos são mais numerosos, o que mostra a importância destes para a manutenção dos ecossistemas, ciclagem de nutrientes, translocação de nutrientes dentro da planta e outras determinações intimamente relacionada a biomassa. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ALVARENGA, R.C.; COSTA, L.M.; MOURA FILHO, W.; REGAZZI, A.J. Crescimento de raízes de leguminosas em camadas de solo compactadas artificialmente. Revista Brasileira de Ciência do Solo, Campinas, v.20, p , ANDRADE, A.G. de. Ciclagem de nutientes e arquitetura radicular de leguminosas arbóreas de interesse para revegetação de solos degradados e estabilização de encostas f. Tese (Doutorado em Ciência do solo)- Universidade Federal do Rio de Janeiro. Seropédica, ATKINSON, D. The growth, activity and distribution of the fruit tree root system. Plant and Soil, The Hague, v.71, p , CALDEIRA, M.V.W. Quantificação da biomassa e do conteúdo de nutrientes em diferentes procedências de acácia-negra (Acacia mearnsii de Wild). Santa Maria. UFSM,

10 p. Dissertação (Mestrado) em Engenharia Florestal - Universidade Federal de Santa Maria, CAMPOS, M. A. A. Balanço de biomassa e nutrientes em povoamentos de Ilex paraguaiensis. Avaliação na safra e na safrinha. Curitiba: UFPR, p. Dissertação (Mestrado), DEMATTE, J.L.I. Characteristics of Brazilian soils related to root growth. In RUSSEL, R.S.; IGUE, K; MEATA, Y.R., ed The Soil/root System in Relation to Brazilian Agriculture. Londrina: Instituto Agronômico do Paraná, p. FARIA, S.M. de; LIMA, H.C. de; FRANCO, A.A.; MUCCI, E.S.F.; SPRENT, J.I. Nodulation of legume trees from South East Brazil. Plant and Soil, The Hague, v.99, p , FELDMAN, J.L. Regulation of root development. Annual Review of Plant physiology, v.35, p , FRANCO, A.A.; CAMPELLO, E.F.; DIAS, L.E.; FARIA, S.M. de. Revegeteção de áreas de mineração de bauxita em Porto Trombetas-PA com leguminosas arbóreas noduladas e micorrizadas. In: SIMPÓSIO SUL-AMERICANO, 1., SIMPÓSIO NACIONAL DE RECUPERAÇÃO DE ÁREAS DEGRADADAS, 2., Foz do Iguaçu, Anais. Curitiba: Fupef, 1994, p FREITAS, R. do A. Estudo da biomassa e do conteúdo de nutrientes em um povoamento de Eucalyptus grandis Hill ex

11 Maiden plantado em solo sujeito a arenização no município de Alegrete-RS. Santa Maria, UFSM, Dissertação (Mestrado) em Engenharia Florestal-Universidade Federal de Santa Maria, p. GOLLEY, F. B.; MCGINNIS, J. T.; CLEMENTS, R. G.; CHILD, G. L.; DUEVER, M. J. Mineral cycling in Tropical moist forest ecossistem. Georgia: University of, PRITCHETT, W.L. Properties and manegement of forest soils. New york: John wiley, p. SCHUMACHER, M. V. Aspectos da ciclagem de nutrientes e do microclima em talhões de Eucalyptus camaldulensis Dehnh, Eucalyptus grandis Hill ex Maiden e Eucalyptus torelliana F. Mesell. Piracicaba: ESALQ, Dissertação (Mestrado) em Engenharia Florestal Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz Universidade de São Paulo, 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, Anais... Santa Maria: UFSM/CEPEF, p SCHUMACHER, M. V. Naehrstoffkreislauf in verschiedenen Bestaenden von Eucalyptus saligna ( Smith), Eucalyptus dunnii (Maiden) und Eucalyptus globulus (Labillardiére) in Rio Grande do Sul, Brasilien. Viena, Áustria, p. Tese (Doutorado).

12 SCHUMACHER, M. V.; POGGIANI, F. Produção de Biomassa e remoção de nutrientes em povoamentos de Eucalyptus camaldulensis Dehnh, Eucalyptus grandis Hill ex Maiden e Eucalyptus torelliana F. Muell, plantados em Anhembi - SP. Ciência Florestal, Santa Maria, v. 3, n. 1, p , SCHUMACHER, M.V.; HOPPE, J.M. A complexidade do ecossistemas, Porto Alegre: Editora Pallotti SCHUMACHER, M.V.;HOPPE, J.M. A floresta e o ar, Porto Alegre: Editora Pallotti, 83 p.2000.