5 Simpósio de Pós-Graduação em Ciências Florestais Brasília, de agosto de 2008

Transcrição

1 DENSIDADE DO LENHO E DOS ANÉIS DE CRESCIMENTO E SUA RELAÇÃO COM A LARGURA E POSIÇÃO RADIAL EM ÁRVORES DE Loxopterygium huasango Spruce ex Engl DA FLORESTA EQUATORIAL SECA DO PERU Jedi Alvarado Rosero - jediros@yahoo.com.mx Mestrando, ESALQ/USP, Departamento de Ciências Florestais Av Pádua Dias, 11.Caixa Postal 9, Piracicaba SP. Moises Silveira Lobão - moiseslobao@hotmail.com Doutorando, ESALQ/USP Matheus Peres Chagas - mpchagas@gmail.com Mestrando, ESALQ/USP Mauro Soave Júnior - masjunio@esalq.usp.br Graduando, ESALQ/USP Maria Aparecida Bermudez - bermutiz@esalq.usp.br Técnica, ESALQ/USP Mario Tomazello Filho - mtomazel@esalq.usp.br Professor Livre Docente, ESALQ/USP Resumo: No presente trabalho foram analisados o lenho e os anéis de crescimento de árvores de Loxopterygium huasango (hualtaco) ocorrentes na Floresta Equatorial Seca do Peru, cuja madeira é utilizada para pisos, fonte de energia (lenha), etc. Amostras do lenho de árvores de hualtaco de 2 sítios da floresta equatorial seca foram analisadas através das metodologias de densitometria de raios X e de mesa de medição, determinando-se a variação radial da densidade aparente do lenho; a largura dos anéis de crescimento; e a relação da largura e a densidade do anel de crescimento analisadas em relação a sua posição radial nas amostras do lenho das árvores. Os perfis de variação radial da densidade aparente do lenho mostraram diferenças significativas para as regiões do cerne e do alburno, resultado das alterações de natureza química na formação do cerne. Observou-se uma tendência linear decrescente entre a largura e a densidade aparente média dos anéis de crescimento no alburno, provavelmente, pela ausência de extrativos e de menor proporção de madeira juvenil. Não houve correlação significativa entre a largura dos anéis de crescimento com a correspondente densidade aparente média do lenho das árvores de hualtaco. A densitometria por raios X constituiu-se em importante ferramenta no estudo da estrutura do lenho e na delimitação dos anéis de crescimento, com correlações de 0.99 e 0.92 em relação à mesa de medição nos dois sítios de amostragem. Palavras-chave: Loxopterygium huasango, densitometria raios X, densidade da madeira. Wood and tree-ring density and its relationship with the width and radial position in trees of Loxopterygium huasango Spruce ex Engl of the equatorial dry forest of Peru Abstract: In the present work, the wood and the tree-rings of Loxopterygium huasango (hualtaco) trees presented in the Forest Equatorial Drought of Peru and used for floors, energy (firewood) were analyzed. Wood samples of hualtaco trees from 2 sites of the dry equatorial forest were analyzed through the methodologies of X-ray densitometry and measurement table, being determined the radial variation of the wood apparent density; the tree-rings width; and the relationship of the width-density of the tree-rings analyzed in relation to radial position of the trees. The radial profiles of the wood density showed significant differences for the heartwood and sapwood, due to the chemical alterations in the heartwood formation. A decreasing lineal tendency was observed between the tree-rings width-wood density in the sapwood, probably, for the lack of extractives and smaller proportion of juvenile wood. There was not significant correlation among the tree-rings width with the correspondent mean wood density of the hualtaco trees. The X-ray densitometry was constituted in important tool in the study of the wood structure and to delimitate the tree-rings 698

2 boundaries, with correlations of 0.99 and 0.92 in relation to the measurement table in the two sampling sites. Key words: Loxopterygium huasango, X-ray densitometry, wood density. 1. INTRODUÇÃO A variabilidade nas propriedades anatômico-físico-químicas do lenho em função do crescimento do tronco das árvores, resulta da atividade do meristema cambial influenciado por fatores endógenos e exógenos, durante as diferentes fases do desenvolvimento das árvores. No sentido radial do tronco, o câmbio é influenciado pelas condições ecológicas e no seu sentido longitudinal pela diferença das idades fisiológicas (Haygreen, 1982; Tomazello Filho et al., 1999). As variações nas características do lenho são mais evidentes no tronco de uma árvore do que entre árvores de um mesmo ou de diferentes sítios. Das propriedades físicas da madeira, a densidade é considerada uma das mais importantes por estar relacionada com a sua resistência mecânica, alteração dimensional, aplicabilidade, dentre outras. Dos métodos de determinação da densidade aparente da madeira, a densitometria de raios X, aplicada inicialmente por Polge, em 1960, possibilita a determinação da variabilidade intra e inter anéis de crescimento das árvores e auxilia no entendimento da ecologia e no manejo florestal das espécies florestais (Worbes, 1995; Schmoldt et al., 1999; Correa, 2004). Para árvores de Cedrelinga catenaeformis na Amazônia, determinou-se uma correlação positiva entre a curva da variação da densidade intra anéis de crescimento, determinada por densitometria de raios X, com a precipitação (Vetter & Botosso, 1989). Esta metodologia foi utilizada por Akachuku (1981, 1984, 1985b) ao aplicar o perfil de densidade da madeira para a determinação da largura dos anéis de crescimento e da estimativa do crescimento do tronco de árvores de várias espécies, estabelecendo uma relação da densidade média do lenho com a precipitação anual. Pelo exposto, no presente trabalho, foram analisados o lenho e os anéis de crescimento de árvores de Loxopterygium huasango, conhecida como hualtaco e ocorrentes em 2 sítios na Floresta Equatorial Seca do Peru. Sua madeira é utilizada, principalmente, para pisos, sendo importante fonte de energia (lenha) nas comunidades locais; possui odor característico, alburno amarelo claro e cerne castanho amarelado, anéis de crescimento diferenciado, grã direita e entrecruzada, textura fina, brilho mediano e 0,68 g/cm 3 de densidade básica (Acevevo & Kikata, 1994, Sanchez et al., 2006). Através da densitometria de raios X foi determinada a variação radial da densidade aparente do lenho das árvores; a largura dos anéis de crescimento foi comparada pela técnica de raios X e mesa de medição; a largura e a densidade do anel de crescimento analisadas em relação a sua posição radial nas amostras do lenho das árvores. 699

3 2. MATERIAS E METODOS 2.1. Áreas de estudo As amostras do lenho das árvores de hualtaco foram coletadas em dois sítios da Floresta Equatorial Seca do Peru, no Departamento de Lambayeque, Peru (Figura 1): a. Sítio 1: caracterizado pela Comunidade Campesina de Olos, nas coordenadas de S e W, 471 m de altitude e 119 mm de pluviosidade média anual. b. Sítio 2: caracterizado pela Fazenda Mayascon, nas coordenadas de S e W, 527 m de altitude e 259 mm de pluviosidade média anual (INRENA, 2000). Nos dois sítios a temperatura mínima é de 14,9 C (julho) e máxima de 34,3 C (fevereiromarço) e a maior precipitação em março, de até 73 mm; sendo praticamente insignificante no inverno, com um acumulado anual de 141,5 mm. O relevo é plano, com elevações de pequenas altitudes, destacando-se algumas serras das Montanhas Andinas Ocidentais e outras próximas ao mar. Os solos são, em geral, rasos e poucos desenvolvidos, com elevada salinidade, eutróficos de textura arenosa. (Proyalga, 2003) Figura 1 - (A) Localização da Floresta Seca Equatorial, norte do Peru; (B1 e B2) Comunidade Campesina de Olos ; (C1 e C2) Fazenda Mayascon 2.2. Coleta das amostras do lenho das árvores de hualtaco Foram selecionadas 5 árvores de hualtaco no sítio 1 e 4 no sítio 2 e cortados discos do lenho do seu tronco na altura do DAP) (Figura 2). Figura 2 - (A) Sítio de amostragem 1; (B) Sítio de amostragem 2; (C) Amostras do lenho hualtaco 700

4 2.3. Determinação do número e largura dos anéis de crescimento no lenho das árvores de hualtaco A seção transversal das amostras do lenho das árvores de hualtaco foi polida com lixas de granulação decrescente (80-600), para a visualização dos limites dos anéis de crescimento (Figura 3A). Seguiu-se o exame dos anéis de crescimento, com demarcação dos seus limites e mensuração da sua largura, no sentido medula-casca, com um microscópio estereoscópico e mesa de medição Lintab III (precisão de 1/100 mm), com iluminação de fibra ótica (Figura 3B). Figura 3 - (A) Amostra do lenho de hualtaco após a etapa do polimento; (B) Mesa medição Lintab III. 2.4 Densitometria de raios X Na seção transversal dos discos de madeira foram marcadas e cortadas amostras diametrais de 20 x 10 mm (largura x altura), que em seguida foram coladas em suporte de madeira e seccionadas no sentido transversal (2,0 mm de espessura), utilizando-se um aparelho de dupla serra circular paralela (Figura 4A). As seções transversais finas do lenho (Figura 4B) foram acondicionadas (12 h, 20 C, 50% UR), dispostas sobre um suporte de madeira (Figura 4C) e irradiadas com aparelho de raios X HP Faxitron (16 kv, 3 ma, 5 min) sob filme radiográfico (Figura 4D). As imagens radiográficas das amostras foram digitalizadas em scanner e analisadas em softwares específicos (CRAD e CERD) (Figura 4E), determinando-se a variação da densidade aparente da madeira no sentido radial (Amaral e Tomazello Filho, 1998). A partir dos perfis radiais de densidade aparente do lenho (Figura 4F) foram determinadas às densidades aparente média dos anéis de crescimento do lenho das árvores da espécie L. huasango. 701

5 Figura 4 - A metodologia de raios X e a obtenção das imagens radiográficas do lenho das árvores das espécies selecionadas: (A) corte das amostras em equipamento de dupla serra; (B) seções transversais das amostras; (C e D) suporte com as amostras sobre o filme radiográfico; irradiação das amostras em equipamento de raios X; (E) imagem radiográfica e sua análise nos programas CRAD e CERD e (F) perfil da densidade aparente e respectiva amostra do lenho 2.5 Análises estatísticas Mediante a utilização do programa ASSISTAT realizou-se a análise de variância (ANOVA), em delineamento por blocos ao acaso, considerando os dois sítios amostrados, com a finalidade de determinar possíveis diferencias entre eles, mesmo sabendo-se que suas características edafoclimáticas são semelhantes. Também se utilizou o programa STATISTICA 7, procedendo a análises de regressão linear, para a determinação do Coeficiente de Correlação (r²) e seu Índice de Significância para 1 e 5 % (p<0,01 e p< 0,05, respectivamente) entre os parâmetros largura e densidade aparente do anel de crescimento e entre estas mesmas variáveis em relação a posição do anel no sentido radial do lenho (medula-casca). 3. RESULTADOS E DISCUSSÃO A análise da seção transversal das amostras do lenho das árvores de hualtaco permitiu a visualização dos anéis de crescimento dispostos concentricamente a medula e delimitados por zonas fibrosas características. Face a estrutura anatômica do lenho através da aplicação da técnica de densitometria de raios X foram (i) elaborados os perfis de variação radial da densidade aparente dos anéis de crescimento e (ii) determinados os valores médio, máximo e mínimo de densidade dos anéis de crescimento (Figura 5). Pela análise dos perfis radiais de densidade observa-se, para todas as amostras do lenho, uma acentuada redução dos valores médios de densidade na região do alburno em comparação com a do cerne, com diferenças significativas ao nível de 1% de probabilidade (p < 0.01). Os valores de densidade do lenho foram de 0,94 e de 0,80 g/cm³ no cerne e no alburno, respectivamente, nas árvores do sitio 1 e de 0,79 e de 0.60 g/cm³ no cerne e no alburno, respectivamente, nas árvores do sitio 2. Portanto, além das características de coloração, a metodologia de raios X é eficiente na delimitação das regiões de cerne e do alburno das árvores de hualtaco. 702

6 Figura 5 - Variação radial da densidade aparente de amostras do lenho de árvores de Loxopterygium huasango A nitidez dos anéis de crescimento possibilitou a sua demarcação e a mensuração da sua largura, proporcionando a confecção das curvas de crescimento das árvores de hualtaco. Da mesma forma, pela densitometria de raios X, é possível determinar a sua largura e montagem da figura indicativa do crescimento das árvores de hualtaco. A análise de regressão da medida da largura dos anéis de crescimento das árvores de hualtaco, pelas técnicas de densitometria de raios X e da mesa de medição mostrou um coeficiente de correlação (r²>0.90) nos sítios 1 (Figura 6A) e 2 (Figura 6B) da floresta equatorial seca do Peru altamente significativo, ao nível de 99%. Dessa maneira, comprova-se a aplicação da densitometria de raios X na determinação da largura dos anéis de crescimento e na identificação dos falsos anéis de crescimento em árvores de hualtaco, para estudos dendrocronológicos. Figura 6 Regressão linear entre largura dos anéis de crescimento determinadas com densitometria de raios x e com mesa medidora, para o sítio 1 (A) r 2 = e para o sítio 2 (B) r 2 = A análise de correlação estatística entre as variáveis (i) número do anel de crescimento e sua (ii) densidade aparente para as árvores de hualtaco dos sítios 1 e 2 em (Figura 7 AB), mostra correlações mais significativas nos anéis de crescimento da região do alburno em relação ao cerne. Este resultado relaciona-se, possivelmente, a maior porcentagem de 703

7 extrativos no cerne em relação ao alburno do lenho, afetando os valores de densidade aparente pela densitometria de raios X. O efeito da resina na densidade da madeira foi observado por Lloyd (1978) no lenho de árvores de Pinus radiata, com valores de 17 e de 7% nos lenhos tardio e inicial dos anéis de crescimento, preconizando a extração da resina na análise densitométrica. Com relação aos extrativos do lenho de árvores de Larix decídua Grabner et al. (2005) detectaram, da mesma forma, elevada porcentagem no cerne em relação ao alburno, afetando os valores de densidade. Além disso, a madeira juvenil concentrada na região do cerne das amostras do lenho das árvores de hualtaco possui maior variabilidade na estrutura anatômica e composição química em relação à madeira adulta podendo, também, influenciar no resultado das correlações. Figura 7 Regressão linear entre o número do anel de crescimento e sua densidade aparente correspondente, para o sítio 1 (A) e para o sítio 2 (B) Os valores radiais de densidade aparente do lenho das amostras das árvores de hualtaco do sítio 1 mostraram tendência decrescente, a exceção da árvore 4, com tendência radial crescente e da árvore 5 sem tendência de variação linear (r 2 = p = ) Nas amostras do lenho das árvores de hualtaco do sítio 2, observou-se uma variação de tendência linear decrescente nas árvores de número 6, 8 e 9, e a de número 7 sem mostrar tendência de variação linear de acordo com o Coeficiente de Determinação e o Índice de Significância (r 2 = e p = ) (Figura 8). A análise de regressão para os 2 sítios, relação do número do anel de crescimento e sua largura correspondente no sentido radial lenho das árvores, evidenciou uma tendência ligeiramente crescente na maioria das árvores, observando-se, no entanto, tendências decrescentes e de uniformes no sentido medulacasca. As árvores de hualtaco de um mesmo sítio mostraram modelos de crescimento diferenciados em um mesmo período e condição ambiental, indicados por diferentes taxas de incremento radial do tronco. As diferenças nas taxas de crescimento do tronco das árvores podem se devidas a competição entre árvores pelos fatores de crescimento (água e nutrientes), a topografia do terreno, aos tipos de solo ocorrentes em um mesmo sítio, a idade e genética das árvores de hualtaco. 704

8 Figura 8 Análise de regressão entre as variáveis número do anel de crescimento e densidade aparente correspondente, para o sítio de estudo 1 (A) e para o sítio 2 (B) A correlação entre a largura e a densidade aparente dos anéis de crescimento não foi correlação (Figura 9) face à complexidade da estrutura anatômica do lenho das árvores de folhosas tropicais e que afetam os valores de densidade do lenho, a saber, elementos de vaso (freqüência, diâmetro e área), fibras (comprimento, espessura da parede, largura e diâmetro do lume), anéis de crescimento (% de lenho inicial e tardio), parênquimas radial e longitudinal (% de ocorrência). Figura 9 Análise de regressão entre as variáveis largura do anel de crescimento e densidade aparente correspondente, para o sítio de estudo 1 (A) e para o sítio 2 (B) Na correlação entre largura dos anéis e a densidade aparente do cerne e do alburno, para os dois sítios, não foi possível chegar a uma correlação linear significativa 705

9 Figura 10 Análise de regressão entre as variáveis número do anel de crescimento e densidade aparente correspondente, para a região do cerne em amostras do sítio de estudo 1 (A),, para a região do cerne em amostras o sítio 2 (B), para a região do alburno em amostras do sítio de estudo 1 (C) e para a região do alburno em amostras do sítio de estudo 2 (D) A análise da variância e o teste de média da densidade aparente radial do lenho das árvores de hualtaco indicam diferenças entre sítios que devem estar relacionadas ao diferencial de precipitação, com o sítio 1 caracterizado pela menor precipitação e maior estresse hídrico no solo, constituindo-se em fator limitante a atividade dos meristemas apicais e cambial. No sítio 2 observa-se que os fatores climáticos-edáficos-fisiográficos não limitantes, em relação ao sítio 1, influenciando em diferente intensidade o desenvolvimento das árvores de hualtaco amostradas. Em continuidade, deve-se proceder a ampliação da amostragem nos 2 sítios, para uma detalhada análise do efeito dos diferentes fatores de crescimento que afetam as árvores de hualtaco. 706

10 Tabela 1 - Analise de variância e teste de medias de Densidade aparente no sentido radial das árvores do Sítio 1 F.V. G.L. S.Q. Q.M. F Tratamentos ns Resíduo Total Médias de tratamento a nr = a nr = a nr = a nr = a nr = 21 ** significativo ao nível de 1% de probabilidade (p <.01), * significativo ao nível de 5% de probabilidade (.01 =< p <.05) e ns não significativo (p >=.05) As médias seguidas pela mesma letra não diferem estatisticamente entre si. Foi aplicado o Teste de Tukey ao nível de 5% de probabilidade. Tabela 2 - Analise de variância e teste de medias de Densidade aparente no sentido radial das árvores do Sítio 2 F.V. G.L. S.Q. Q.M. F Tratamentos ** Resíduo Total Médias de tratamento c nr = c nr = b nr = a nr = 34 ** significativo ao nível de 1% de probabilidade (p <.01), * significativo ao nível de 5% de probabilidade (.01 =< p <.05) e ns não significativo (p >=.05) As médias seguidas pela mesma letra não diferem estatisticamente entre si. Foi aplicado o Teste de Tukey ao nível de 5% de probabilidade. 4. CONSIDERAÇÕES FINAIS Os resultados do presente trabalho permitem concluir que: (i) a densitometria de raios X é uma metodologia eficiente na delimitação das regiões do cerne/alburno e dos anéis de crescimento verdadeiros e falsos do lenho de árvores de hualtaco de 2 regiões da floresta equatorial seca do Peru; (ii) as metodologias de densitometria de raios X e a da mesa de medição permitem determinar, igualmente, a largura dos anéis de crescimento anuais; (iii) densidade aparente média do lenho das árvores de hualtaco do sítio 2 foi significativamente diferente em relação à do sítio 1; (iv) no cerne não foi observada a tendência de variação nos valores médios de densidade das árvores; no alburno observou-se uma tendência linear no sentido radial na maioria das árvores de hualtaco. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Acevedo, M.; Kikata, Y. Atlas de maderas del Peru. Universidad Nacional Agraria La Molina Lima, Peru 1994 Akachuku, A. Estimation of volume and weight growth in Gmelina arborea with X ray. In: Forest Resource Inventary: growth models, management planning and remote sensing. Orono, Proceedings: University of Maine p

11 Akachuku, A. The possibility of tree selection and breeding for genetic improvement of wood properties of Gmelina arborea. Forest Science, v. 30 n. 2, p , Akachuku, A. Intra anual variation in wood density in Gmelina arborea from X-ray densitometry and its relations with rainfall. Tree Ring Bulletin, v.45, p , Amaral, A.C.B.; Tomazello Fo, M. Avaliação das características dos anéis de crescimento de Pinus taeda através da microdensitometria de raios X. Revista Ciência e Tecnologia, v.11/12, n.6, p.17-23, Correa, J.E. Aproximaciones a la escanografía por rayos X para su aplicación en la xilología y en las prácticas con barreno de Pressler. Tesis de Grado Medellín, Colombia Grabner, M.; Wimmer, R.; Gierlinger, N.; Evans, R.; Downes, G. Heartwood extractives in larch and effects on X-ray densitometry. Canadian Journal of Forest Research, v. 35, n. 12, p , Haygreen, J.; Bowyer, J. Forest Products and Word Science. The Iowa State University Press p. Instituto Nacional de Recursos Naturales. Mapa Forestal del Perú Proyecto algarrobo (PROYALGA), Piura. Peru, 2003 Vetter, R.E.; Botosso, P.C. Remarks on age and growth rate determination of Amazonian trees. IAWA Bulletin, v. 10(2), p , Sanchez, O.; Aguirre, Z.; Kvist. L.P. Timber and non-timber uses of dry forests in Loja Province. Usos maderables y no maderables de los Bosques Secos de la Provincia de Loja. Lyonia, v. 10(2), p , Serviço Nacional de Meteorologia e Hidrologia (SENAMHI) Lima, Peru 2000 Tomazello Fo, M. Formação e caracterização da estrutura anatômica da madeira de Eucalyptus. In: Curso de Processamento Mecânico e Secagem da Madeira de Eucalyptus. Piracicaba: IPEF, 25p., Tomazello Fo, M.; Botosso, P.C.; Lisi, C.S. Análise e aplicação dos anéis de crescimento das árvores como indicadores ambientais: dendrocronologia e dendroclimatologia. In: N.B. Maia, H.L. Martos, W. Barrela (Org.) Indicadores ambientais: conceitos e aplicações. São Paulo, EDUC, 1999, p Worbes, M. How to measure growth dynamics in tropical trees. IAWA Journal, v. 16, n. 4, p