“CICLAGEM DE NUTRIENTES EM “CICLAGEM DE NUTRIENTES EM ECOSSISTEMAS FLORESTAIS”ECOSSISTEMAS FLORESTAIS”
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Prof. Dr. nat. techn. Mauro Valdir Schumacher
Ecologia e Nutrição Florestal
Departamento de Ciências Florestais/CCR/UFSM
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)
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
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 (%)
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
• Densidade do povoamento (IAF);• Espécie: Material genético,• Características edafo-climáticas,•% de ocupação da B.H• Radiação solar
USO DE ÁGUA f =}
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)
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)