Vizinhos, Paraná. 3 Eng. Florestal, Dr. Professor da UTFPR Campus Dois Vizinhos. *Autor para correspondência

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1 ACÚMULO DE SERAPILHEIRA EM PLANTIOS DE RECUPERAÇÃO DE ÁREAS DEGRADADAS COM Luehea divaricata Mart. e Parapiptadenia rigida (Benth.) Brenan EM DOIS VIZINHOS/PR Carlos César Mezzalira* 1, Taciana Frigotto 1, Fernando Franceschi 2, Eleandro José Brun 3 1. Aluno do Curso de Engenharia Florestal da Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Campus Dois Vizinhos, Paraná. c.mezzalira@yahoo.com.br. Bolsista SETI Programa Universidade Sem Fronteiras. 2 Aluno de graduação em Engenharia Florestal da Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Campus Dois Vizinhos, Paraná. 3 Eng. Florestal, Dr. Professor da UTFPR Campus Dois Vizinhos. eleandrobrun@utfpr.edu.br. *Autor para correspondência Resumo: O presente trabalho teve por objetivo a quantificação de serapilheira e a biomassa de sub-bosque acumuladas em dois povoamentos plantados com Luehea divaricata (Açoita-cavalo) e Parapiptadenia rigida (Angico-vermelho), ambos com seis anos de idade. Em uma área de preservação permanente na UTFPR Campus Dois Vizinhos. Foram alocadas, de forma aleatória, três parcelas de 400 m 2 em cada espécie e coletadas, cada parcela, com quatro amostras de serapilheira depositada na superfície do solo do povoamento, coletando nestas mesmas amostras plantas de sub-bosque, que se encontravam dentro dessas parcelas. Para isso foi usado uma moldura quadrada com lado de 0,25 m. A quantidade total de serapilheira e biomassa de sub-bosque variou entre 18905,3 e 20443,1 kg ha -1 para açoita-cavalo e angico-vermelho, respectivamente. Para folhas, os valores variaram entre 9713,3 (açoita-cavalo) e 10496,5 kg ha -1 (angico-vermelho). Nos galhos, o valor foi de 5733,3 kg ha -1 ( açoita-cavalo) e zero para angico-vermelho. Para a miscelânea, o valor foi de 2413,3 kg ha -1 (acoita-cavalo) e praticamente zero para angico vermelho, devido à pequena quantidade de material nessa fração. Em relação à biomassa de sub-bosque, os valores variam entre 2766,7 (açoita-cavalo) e 1045,3 kg ha -1 (angico-vermelho). Em plantios de recuperação de áreas degradadas, mesmo que os objetivos não sejam proporcionar diversidade para a área, não é recomendado o uso de apenas uma espécie, pois as mesmas podem apresentar desvantagens que comprometem o processo de recuperação, em vários aspectos. Palavras-Chave: ciclagem de nutrientes, espécies nativas, recuperação de áreas degradadas. Introdução Vários estudos têm demonstrado que o acúmulo de folhas, galhos, cascas, flores e outras partes das plantas que caem sobre o solo, a chamada serapilheira, é responsável pela formação de um horizonte orgânico espesso, que pode acumular altas quantidades tanto de macro como de micronutrientes. Segundo Caramori Filho e Baggio (1995), esta serapilheira que se acumula sobre o solo também atua como uma barreira física, reduzindo a erosão e a temperatura na superfície do solo, conservando a umidade do mesmo. Fatores ambientais e o tipo de vegetação têm influência direta na quantidade e qualidade do material que irá se acumular sobre o solo. A serapilheira que se acumula sobre o solo sofre um processo de decomposição, com a posterior liberação de nutrientes ao solo, os quais são disponibilizados ao sistema radicular das plantas para serem reabsorvidos. Essa camada orgânica que se acumula sobre o solo também irá contribuir para reduzir a lixiviação através do solo. Toda planta tem uma demanda nutricional necessária para seu desenvolvimento e a absorção de nutrientes proveniente da serapilheira funciona como um fluxo que contribui para suprir tal demanda. Gonçalves e Mello (2000) ressaltam que a ciclagem biogeoquímica (solo-planta-solo) de nutrientes terá efeitos sobre o crescimento das raízes finas na superfície do solo, visto que é uma fonte muito rica de nutrientes. Outro ponto muito importante que é influenciado pela serapilheira é a infiltração de água pelo solo. Quanto maior a quantidade de serapilheira acumulada, maior será a taxa de infiltração de água no solo, influenciando diretamente na capacidade de absorção de nutrientes pela planta, oriundos do solo.

2 Segundo Medina, Solbrig e Silva (1996), a composição vegetal de uma floresta tem influência direta na taxa de deposição e acúmulo de serapilheira, o que é devido a características próprias de cada espécie. Caso ela tenha uma copa densa, irá perder mais folhas, gerando assim maior taxa de deposição de serapilheira e sucessivamente um maior acúmulo de nutrientes nessa camada. A Luehea divaricata Mart. (Açoita-cavalo) é uma árvore que pode atingir de 20 a 25 m de altura e um diâmetro à altura do peito de 50 a 80 cm, tendo madeira moderadamente pesada, de cor clara, trabalhabilidade boa e de acabamento delicado (REITZ; KLEIN; REIS, 1988). É uma planta pioneira, de rápido crescimento, utilizada em reflorestamentos mistos de áreas degradadas de preservação permanente. No Sul do Brasil, a espécie já foi utilizada na fabricação de móveis torneados. Já o angico-vermelho (Parapiptadenia rigida (Benth.) Brenan), pertencente à família Fabaceae-Mimosoideae, pode atingir de metros de altura, com tronco de 60 a 110 cm de diâmetro à altura do peito. Ocorre entre os estados de Minas Gerais, Mato Grosso do Sul, São Paulo, Rio de Janeiro e nos três estados da Região Sul, onde é muito mais freqüente (LORENZI, 2000). Tendo em vista tais aspectos, o presente estudo teve como hipótese que as duas espécies têm um comportamento diferenciado em relação ao acúmulo de material orgânico sobre o solo e também se diferenciam quanto a convivência com plantas de sub-bosque. Dessa forma, o estudo teve por objetivos quantificar a serapilheira acumulada sobre o solo e a biomassa de sub-bosque em povoamento de Luehea divaricata Mart. (Açoita-cavalo) e Angico-vermelho (Parapiptadenia rigida (Benth.) Brenan) de forma a conhecer o seu potencial de recuperação de área degradada. Material e Métodos O presente trabalho foi realizado em uma área localizada dentro do Campus Dois Vizinhos da UTFPR. A região registra temperaturas médias anuais de 19 C e pluviosidade média de 2025 mm anuais (IAPAR, 2008). Nas áreas de relevo suave ondulado ocorrem, predominantemente, Latossolo Vermelho, Latossolo Bruno, Cambissolo e Nitossolos (EMBRAPA, 1984). Os povoamentos de Açoita-cavalo e Angico-vermelho objetos deste estudo foram plantados em 2004, estando no momento com seis anos de idade. A densidade de indivíduos por hectare é de 1250 no Açoita-cavalo e de 450 no angico-vermelho. O Açoita-cavalo apresenta uma altura média de 8,1 metros, variando entre 4,5 e 9,5 metros de altura, com diâmetro a altura do peito (DAP) médio de 7,7 cm, variando entre 5,7 cm e 9,2 cm. O Angico vermelho apresentou altura total média de 8,1 m, variando entre 11,5 m e 5,3 m, e DAP médio de 8,6 cm, variando de 8,1 cm a 9,3 cm. Ambos os povoamentos foram plantados em espaçamento 2m x 2 m. A área, antes da instalação dos plantios, era usada como lavoura convencional, com aplicação periódica de fertilizantes, revolvimento do solo de demais atividades de produção agrícola. No momento do plantio, segundo informações de antigos colaboradores da universidade, foram realizadas operações de preparo do solo, de forma mecanizada, com uso de subsolador, o coveamento com posterior plantio, sem a realização de adubação. Apesar disso, as árvores não apresentam sinais aparentes de deficiência nutricional, prova de que o processo de ciclagem de nutrientes tem sido eficiente na manutenção do status nutricional das árvores, permitindo o seu crescimento. Para esses povoamentos, torna-se ainda mais importante se conhecer o aporte de material orgânico que é fornecido ao solo via deposição serapilheira, uma vez que libera nutrientes que são posteriormente reabsorvidos pelas raízes. No plantio de açoita-cavalo, o sub-bosque é composto por regeneração de espécies arbóreas nativas e exóticas, espécies herbáceas, lianas, entre outras, com altura variando entre poucos centímetros até cerca de, no

3 máximo, um metro de altura. No plantio de angico-vermelho, a quase totalidade do sub-bosque era formada por invasão de grama estrela-africada (Cynodon sp.), chegando a cerca de 0,5 metros de altura, ocorrendo ainda outras espécies herbáceas, sendo a regeneração de espécies arbóreas praticamente inexistente. O estudo foi realizado na ocasião de final de inverno, quando as espécies típicas da Floresta Estacional tendem a perder a maioria de suas folhas, as quais ficam depositadas sobre o solo, em processo de decomposição. Para a realização do estudo, foram alocadas três parcelas de 20 m 20 m, em cada povoamento/espécie, com distribuição aleatória simples (PELLICO NETO e BRENA, 1997) e coletadas, de forma aleatória, dentro de cada parcela, quatro amostras. Como delimitador da amostra usou-se uma moldura de madeira quadrada medindo 0,25 m de lado, a qual era arremessada dentro da parcela, sendo que onde a mesma caia, era realizada a coleta. Dentro do espaço delimitado pela moldura, coletou-se toda a serapilheira depositada na superfície do solo e também as plantas de sub-bosque. Após a coleta, as amostras foram acondicionadas em embalagens plásticas, devidamente identificadas, de forma separada para serapilheira e para vegetação de subbosque. As amostras passaram por um processo de limpeza, retirando-se materiais adversos como resíduos de solo, pequenos pedriscos e foram separadas em três frações, sendo a já previamente separada biomassa de plantas de sub-bosque e ainda folhas (ambas as espécies), galhos e miscelânea (açoita-cavalo) e grama morta (angico-vermelho). As amostras coletadas no povoamento de angico, nas frações folhas miscelânea, foram mantidos na mesma amostra, devido a dificuldades em separar a fração miscelânea, pela alta fragmentação e pequena quantidade apresentada. Após isso, as amostras forma acondicionadas em embalagem de papel e colocadas para secar em estufa de circulação e renovação de ar a 75 ºC até peso constante, por cerca de 48 horas. Secas, as amostras foram pesadas em balança de precisão (0,01 g), obtendo-se a massa seca de todas as amostras coletadas. Todos os dados foram tabulados em planilha Excel, extrapolados para valores por hectare, calculados em relação a médias de acúmulo de material orgânico e biomassa de sub-bosque sobre o solo dos povoamentos das duas espécies. Os dados foram analisados quanto à variância e teste de comparação de médias com uso de ferramenta de análise de dados do Excel. Resultados e Discussões A quantidade de serapilheira depositada e a biomassa de sub-bosque nas diferentes frações e no total para as duas espécies estudadas são apresentadas na Figura 1. A quantidade total de material orgânico sobre o solo para as espécies estudadas variou entre 18905,3 e 20443,1 kg ha -1 para açoita-cavalo e angico-vermelho, respectivamente, não apresentando uma diferença estatisticamente significativa entre as duas. Para a fração folhas, também não houve diferença significativa entre as duas espécies, que acumularam 9713,3 kg ha -1 e 10496,5 kg ha -1, para açoita-cavalo e angico-vermelho, respectivamente. Cabe considerar que as duas espécies são decíduas e perdem as suas folhas na mesma época do ano, causando um maior acúmulo de material no final do inverno, quando foi feita a avaliação de campo, momento em que as espécies decíduas perdem a sua folhagem, a qual dará lugar, na primavera posterior, a nova folhagem que inicia sua brotação ao final do inverno, comportamento peculiar de caducidade foliar de espécies típicas de Floresta Estacional, aspecto já pesquisado por autores como Brun et al. (2001) e Cunha (1997), entre outros. A fração galhos, no povoamento de angico-vermelho, não pôde ser quantificada, uma vez que não foram encontrados galhos dentro da amostra (0 kg ha -1 ). A espécie apresenta pequena desrama natural, perdendo

4 prioritariamente folhas e mantendo boa parte de sua galhada presa à copa. Esse processo pode ser explicado, também com base em Brun et al. (2001), os quais relatam que o efeito da elevação da temperatura e aumento da precipitação ocorrida no final do inverno, no Sul do Brasil, é o fenômeno que desencadeia a caducidade foliar em Floresta Estacional, funcionando outros mecanismos, como a ação do vento, como fenômenos auxiliares, os quais atuam posteriormente à queda de folhas, quando os galhos estão mais propensos a queda, período que pode variar de acordo com a propensão natural da espécie a ocorrência da desrama natural. Nesse mesmo sentido, no açoita-cavalo, a quantidade de galhos depositados sobre o solo foi mais representativa (5733,3 kg ha -1 ), isto pode significar uma maior propensão dessa espécie a desrama natural, fazendo com que a queda dos mesmos seja antecipada em relação ao angico-vermelho. Ao se analisar a fração miscelânea, a qual congrega todos os materiais que não se enquadram nas demais frações, contendo inclusive material orgânico não identificável, notou-se que essa fração, no açoita-cavalo, apresentou acúmulo de 2413,3 kg ha -1, quantidade considerada média frente a estudos com outras espécies. No angico-vermelho, a fração apresentava, visualmente, pequena quantidade de material, o qual também se encontrava com um grau elevado de fragmentação. Dessa forma, optou-se por não realizar a separação dessa fração e considera-la junto à fração folhas. Acredita-se que a pequena quantidade de material nessa fração e a sua elevada fragmentação seja decorrente do crescimento agressivo do sistema radicular das gramíneas (Cynodon sp.) que ocupam o subbosque desse povoamento, fazendo com que o material dessa fração, imediatamente após cair ao solo, seja logo incorporado ao sistema radicular, isso apoiado a fatos amplamente conhecidos na literatura como a elevada preferência dessas espécies por material rico em nitrogênio para sua nutrição, característico de angico-vermelho (Fabaceae), espécies que apresentam fixação biológica elevada desse nutriente. A biomassa de sub-bosque apresentou acúmulo estatisticamente diferenciado entre as duas espécies. O valor apresentado para angico-vermelho foi maior (2766,7 kg ha -1 ) do que a quantidade acumulada no plantio de açoita-cavalo (1045,3 kg ha -1 ). Possivelmente isso vem ocorrendo devido a primeira espécie ser uma leguminosa e fixar biologicamente nitrogênio. O fato de esta espécie ser fixadora de nitrogênio faz com que outras cresçam mais facilmente em consórcio, sendo as gramíneas um exemplo disto. Também é perceptível a maior abertura de dossel no povoamento de angico-vermelho, fazendo com que maior quantidade de luz chegue até o solo, no interior do plantio. No açoita-cavalo forma-se uma cobertura de copas mais densa, o que dificulta o crescimento de muitas plantas em sub-bosque e, por outro lado, quando ocorre a deposição da maior parte das folhas, no final do inverno, a camada de material formada também se torna impeditiva à emergência e crescimento de muitas plantas. Além da significativa biomassa de sub-bosque no povoamento de angico-vermelho, deve-se considerar também a presença de uma significativa serapilheira na fração grama morta (7179,9 kg ha -1 ), ao contrário do ocorrido no povoamento de açoita-cavalo, onde ocorreu pequena biomassa de sub-bosque e não foram encontradas gramíneas invadindo o sub-bosque do plantio. Não foram encontradas referências sobre essa fração em florestas plantadas, porém é compreensível que seja uma quantidade elevada de material orgânico, alcançando valores próximos às frações folhas e superiores às demais. Com base nos resultados do estudo, denota-se que em plantios de recuperação de áreas degradadas não se deve recomendar o uso de apenas uma espécie, pois ambas apresentam vantagens e desvantagens, as quais podem ser associadas, quando em plantios mistos. Como exemplo, na área estudada, se o plantio fosse feito

5 misturando as duas espécies em uma mesma área, manteríamos uma quantidade elevada de material orgânico sobre o solo (proteção e retorno de nutrientes), com material diversificado para a fauna decompositora (maior velocidade de decomposição e incremento na população microbiana), além de maior cobertura de dossel, fazendo com que espécies amplamente heliófilas como as gramíneas tenham dificuldade em invadir o subbosque, uma vez que as mesmas são indesejadas em processos de recuperação. Conclusão A quantidade total de serapilheira depositada sobre o solo para as espécies estudadas variou entre 18905,3 e 20443,1 kg ha -1 para açoita-cavalo e angico-vermelho, respectivamente, não apresentando diferença significativa entre as duas médias. As frações predominantes no acúmulo de material orgânico sobre o solo são folhas (para os dois povoamentos). O angico-vermelho permite maior convivência com espécies de sub-bosque, que apresentam maior biomassa no povoamento dessa espécie, assim como permite a invasão de gramíneas, as quais apresentam grande biomassa nessa situação, tanto viva como morta. A grande proporção de material foliar da espécie favorece a mais rápida decomposição e liberação de nutrientes ao sub-bosque. Em plantios de recuperação de áreas degradadas, mesmo que os objetivos não sejam de proporcionar diversidade para a área, não é recomendado o uso de apenas uma espécie, pois as mesmas podem apresentar desvantagens que comprometem o processo de recuperação, em vários aspectos. Referências BRUN, Eleandro J.; SCHUMACHER, Mauro V.; VACCARO, Sandro; SPATHELF, Peter. Relação entre a produção de serapilheira e variáveis meteorológicas em três fases sucessionais de uma floresta estacional decidual no Rio Grande do Sul. Revista Brasileira de Agrometeorologia, v. 9, n. 1, p , CARAMORI, Paulo H.; FILHO, Armando A.; BAGGIO, Amiltom J. Arborização do cafezal com Grevillea robusta no norte do estado do Paraná. Arquivos de Biologia e Tecnologia., v.38, p , CUNHA, Girlei C. Aspectos da ciclagem de nutrientes em diferentes fases sucessionais de uma Floresta Estacional do Rio Grande do Sul f. Dissertação (Mestrado em Ciências Florestais) - Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz, Universidade de São Paulo, Piracicaba, EMBRAPA-SNLCS. Levantamento e reconhecimento dos solos do estado do Paraná. Curitiba. (Boletim Técnico 27) GONÇALVES, José L. de M; MELLO, Sérgio L. de M. O sistema radicular das árvores. In: GONÇALVES, José L. de M. e BENEDETTI, Vanderlei. Nutrição e fertilização florestal. Piracicaba: Ipef p INSTITUTO AGRONOMICO DO PARANÁ. Sistema de Monitoramento Agroclimático do Paraná. Disponível em: Acesso em: 27/02/2008. LORENZI, Herri. Árvores Brasileiras: Manual de identificação e cultivo de plantas arbóreas nativas do Brasil. 5. ed. Nova Odessa: Instituto Plantarum,2000. MEDINA, Ernesto; SOLBRIG, Otto T.; SILVA, Juan F. Biodiversity and nutrient relations in savanna ecosystems: Interactions between primary producers, soil microorganisms, and soils. In: SOLBRIG, Otto T.; MEDINA, Ernesto; SILVA, Juan F. Biodiversity and savanna ecosystem process, p Heidelberg: Springer-Verlag PELLICO NETO, Silvio; BRENA, Doádi A. Inventário Florestal. Santa Maria: editados pelos autores REITZ, Raulino; KLEIN, Roberto. M.; REIS, Ademir. Projeto Madeira do Rio Grande do Sul. Convênio: Herbário Barbosa Rodrigues, SUDESUL e DRNR. Porto Alegre: Corag, p.

6 Material Orgânico (kg ha -1 ) ns Açoita-cavalo Angico-vermelho ns * * * Folha Galho miscelânea sub-bosque grama morta Total Frações Figura 1. Quantidade de serapilheira acumulada sobre o solo, nas diferentes frações, nos povoamentos de Açoitacavalo e Angico-vermelho. UTFPR Campus Dois Vizinhos (Onde: ns: não significativo, * significativo a 95% de significância, pelo teste T; Obs.: os valores de galhos em angico-vermelho e grama morta em açoitacavalo são iguais à zero; obs. 2: a fração miscelânea, em angico-vermelho, foi avaliada junto à fração folhas).