“CICLAGEM DE NUTRIENTES EM “CICLAGEM DE NUTRIENTES EM ECOSSISTEMAS FLORESTAIS”ECOSSISTEMAS FLORESTAIS”

1

Prof. Dr. nat. techn. Mauro Valdir Schumacher

Ecologia e Nutrição Florestal

Departamento de Ciências Florestais/CCR/UFSM

schumacher@pq.cnpq.br

“A BACIA HIDROGRÁFICA CONSIDERADA COMO UM ECOSSISTEMA”

Fonte : Adaptado de Duvigneaud (1974)

CICLAGEM DE NUTRIENTES EM ECOSSISTEMAS FLORESTAIS

EINTRAG 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 BODEN MINERAL L

ATRAVÈS DO CICLO INTERNO O

PERDAS POR

LAVAGEM

Adaptado de Miller (1984)

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

ECOLOGIA DA PRODUTIVIDADE EM PLANTAÇÕES FLORESTAIS

Biomassa acima do soloFotossíntese Respiração

CO2

CO2

Genética, SolosÁgua, Nutrientes,Luz e Temperatura

Fonte: STAPE (2006)

Alocação

Biomassa abaixo do solo

Serapilheira

Carbono Fixado

CO2

70%80%90%100%

Raiz Casca Madeira G.morto G. verde Folha

DISTRIBUIÇÃO DA BIOMASSA EM FUNÇÃO DA

IDADE DO EUCALIPTO

0%10%20%30%40%50%60%70%

2 anos 4 anos 6 anos 8 anos

Idade do povoamento

Fonte: Schumacher et al. 2003

“Exportação de nutrientes pela colheita florestal”

??

Componente Biomassa (Mg ha-1) N P K Ca Mg

M173,20 228,6 15,5 91,8 107,4 20,8

Intensidade de colheita de biomassa e exportação de nutrientes (kg ha-1) em um plantio de Eucalipto aos 8 anos de idade.

M59,73 233,3 26,7 214,0 535,9 68,6

M + C187,14 266,2 28,0 155,4 472,0 51,1

45,79 121,3 8,1 81,6 53,6 20,4

M + C + G200,98 297,2 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

Schumacher et al. (2003)Exportado Permanece

Sistema de Remoção total Remoção média

“Exportação de nutrientes através da colheita florestal de um povoamento de Pinus taeda aos 27 anos”

Sistema de

colheita

Remoção total

kg ha-1Remoção média

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)

Sistema de

colheita

Remoção total

(kg ha-1)

Nutriente a repor

(kg ha-1)

N P K N P2O5 K2O

Biomassa total 527,19 46,64 186,86 1.171,5 288,8 388,1

Quantidade de nutrientes exportados a serem repostos

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

N = Uréia (45% de N) P2O5 = Superfosfato triplo (37% de P2O5) K2O = Cloreto de potássio (58% de K2O)

* Ciclo anual.

259,5 266,6

157,4

278,1

226,4

150,0

200,0

250,0

300,0kg/ha

Exportação de nutrientes para acácia e melancia em 8 anos

SISTEMA AGROFLORESTAL

7,923,9 20,7

50,021,2 22,5 18,6

0,0

50,0

100,0

150,0

kg/ha

N P K Ca Mg S

Nutrientes

Acácia Melancia

Fonte: Schumacher et al. (2007)

0%

20%

40%

60%

80%

100%

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%

N P K Ca Mg S

Nutriente (kg/ha)

Biomassa Solo

Vogel (2005)

AVALIAÇÃO DA DECOMPOSIÇÃODE FOLHAS “LITTERBAGS”

50,0

60,0

70,0

80,0

90,0

100,0

Massa rem

anescente (%)

Fonte: Schumacher et al (2007)

0,0

10,0

20,0

30,0

40,0

50,0

Massa rem

anescente (%)

Avaliação da dinâmica de raízes finas em florestas nativas

MANEJO DOS RESÍDUOS EM PLANTAÇÕES

Descasque da madeira no campo

© Schumacher (2006)

© Schumacher (2006)

Perdas de elementos pela queima de uma capoeira de 7 anos

na região do Para.

Carbono 14.378 (98%)

Fonte: Holscher 1995

Carbono 14.378 (98%)

Nitrogênio 205 (96%)

Potássio 39 (48%)

Fósforo 4 (47%)

Cálcio 107 (35%)

Magnésio 18 (40%)

Enxofre 14 (76%)

Sódio 6 (30%)

100

80

60

40

MS (t ha-1)

Sem galhada

Com galhada

Matéria seca de eucalipto aos 8,5 anos influenciada pela adubação e galhada

20

0

MS (t ha

0 100 200

Doses de NPK (kg ha-1)

Fonte: Barros (2006)

Monitoramento das entradas, oferta e as perdasde nutrientes em florestas?

Entrada

Perdas

Oferta80 cm

30 cm

80 cm

ÁREAS COM UNIDADES DE PESQUISA NO SUL DO BRASIL

• Densidade do povoamento (IAF);• Espécie: Material genético,• Características edafo-climáticas,•% de ocupação da B.H• Radiação solar

USO DE ÁGUA f =}

Avaliação da água fora da floresta (mm)

© Calil (2006)

Avaliação do gotejamento das copas (mm)

© Schumacher (2006)

Avaliação do escorrimento da água pelo tronco (mm)

© Lopes (2007)

INSTALAÇÃO DA BASE DE LISÍMETROS NO CAMPO NATIVO

© Schumacher (2006)

INSTALAÇÃO DE LISÍMETROS NA FLORESTA DE Pinus taeda

© Schumacher (2006)

Central Coletora

Vidros para armazenamento

Microbombas de sucção

Lisímetros

(30 e 60 cm)

ponteira de cerâmica

15,0

20,0

25,0

30,0

35,0

Interceptação (%)

400

500

600

700

800

Deposição serapilheira (kg/ha)

Relação entre devolução de serapilheira e interceptação em Floresta Estacional

0,0

5,0

10,0

15,0

jan fev mar abr mai jun jul ago set out nov dez

Interceptação (%)

0

100

200

300

Deposição serapilheira (kg/ha)

Deposição serapilheira (kg/ha) Interceptação (%)

Schumacher et al. (2007)

10,012,014,016,018,020,0

100,0120,0140,0160,0180,0200,0 In

terce

pta

ção (%

)

Pre

cipita

ção (

mm

)

Floresta Estacional em Itaara

Schumacher et al. (2007)

0,02,04,06,08,010,0

0,020,040,060,080,0

100,0

Inte

rcepta

ção (%

)

Pre

cipita

ção (

Floresta (mm) Campo (mm)

6000

8000

10000

12000

14000

(g h

a-1)

0

2000

4000

K Campo K Floresta

Schumacher et al. (2008)

COLETORES DE SERAPILHEIRA

Transferência de macronutrientes através da serapilheira em um povoamento de P. taeda. Abr/2004 a Mar/2007.

PeríodoMacronutrientes (kg ha-1)

N P K Ca Mg S

Fonte: Schumacher et al. (2007)

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

150,0

200,0

250,0

300,0

350,0

400,0(k

g ha

-1 m

ês-1

)

0,0

50,0

100,0

dez/0

2jan

/03

fev/0

3m

ar/0

3ab

r/03

mai/

03jun

/03

jul/0

3ag

o/03

set/0

3ou

t/03

nov/0

3de

z/03

jan/0

4fe

v/04

mar

/04

abr/0

4m

ai/04

Jun/

04Ju

l/04

Ago/0

4Set

/04Out

/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)

3

4

5

6

7

8

9N

(kg

ha-1

mês

-1)

0

1

2

Dez

/02

Jan/

03

Fev

/03

Mar

/03

Abr

/03

Mai

/03

Jun/

03

Jul/0

3

Ago

/03

Set

/03

Out

/03

Nov

/03

Dez

/03

Jan/

04

Fev

/04

Mar

/04

Abr

/04

Mai

/04

Jun/

04

Jul/0

4

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 naFloresta Estacional Decidual em Itaara-RS, Brasil.

Schumacher et al. (2008)

3,00

4,00

5,00

6,00

7,00

8,00

9,00

Ca

(kg

ha-1

)

0,00

1,00

2,00

3,00

De

z/0

2

Jan

/03

Fe

v/0

3

Ma

r/0

3

Ab

r/0

3

Ma

i/03

Jun

/03

Jul/0

3

Ag

o/0

3

Se

t/03

Ou

t/03

No

v/0

3

De

z/0

3

Jan

/04

Fe

v/0

4

Ma

r/0

4

Ab

r/0

4

Ma

i/04

Jun

/04

Jul/0

4

Ag

o/0

4

Se

t/04

Ou

t/04

No

v/0

4

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)

MUITO OBRIGADO