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Tese de Doutorado
DOI
10.11606/T.11.2009.tde-09092009-110849
Documento
Autor
Nome completo
Julio Cesar Raposo de Almeida
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
Piracicaba, 2009
Orientador
Banca examinadora
Gonçalves, José Leonardo de Moraes (Presidente)
Abreu Junior, Cassio Hamilton
Carmello, Quirino Augusto de Camargo
Guerrini, Irae Amaral
Neves, Julio Cesar Lima
Título em português
Nutrição, crescimento, eficiência de uso de água e de nutrientes em povoamentos de Eucalyptus grandis fertilizados com potássio e sódio
Palavras-chave em português
Adubação
Biogeoquímica
Biomassa
Eucalipto
Fertilizantes potássicos
Nutrição vegetal
Sódio.
Resumo em português
Para avaliar os efeitos da fertilização potássica e sódica sobre a resposta do Eucalyptus grandis em crescimento, estado nutricional, eficiência de uso de água e de nutrientes foi instalado na Estação Experimental de Ciências Florestais de Itatinga (SP) em LVA distrófico (200 g kg-1 de argila) um experimento em blocos ao acaso contendo sete tratamentos: Testemunha, K1,5, K3,0, K4,5, KS3,0, Na3,0 e K1,5+Na1,5 (os valores correspondem à quantidade de K ou Na fornecidos em kmol ha-1, sob as formas de KCl, K2SO4 e NaCl). O nível crítico de K foliar variou de 6,6 a 5,0 g kg-1 e as amostragens realizadas no final da estação de chuvas (maio) sempre proporcionaram melhor avaliação do estado nutricional. A fertilização potássica elevou a resistência e/ou tolerância à ferrugem (Puccini pisidii Winter.). A concentração de Na na idade de 6 meses foliar atingiu 3,4 e 2,3 g kg-1 nos tratamentos Na3,0 e K1,5+Na1,5, mas o crescimento das árvores as concentrações reduziram para valores < 1,0 g kg-1, 36 meses pós-plantio. O Eucalyptus grandis foi capaz de absorver o Na e o transportar até as folhas, mantendo a relação K/Na >1 (elevada), uma característica relacionada às plantas tolerantes ao Na e à salinidade. A resposta do Eucalyptus grandis à fertilização potássica e sódica foi expressiva, enquanto a Testemunha alcançou 8,6 cm de DAP, 13,4 m de altura e 68 m3 ha-1 de madeira, 36 meses pós-plantio, sob a maior dose de potássio (K4,5), o DAP foi de 11,6 cm, a altura de 17,5 m que resultaram em 141 m3 ha-1 de madeira. A fertilização sódica, por sua vez, proporcionou árvores 13% (10,0 cm) mais grossas, 18% (15,7 m) mais altas, e produtividade de madeira 52% (103 m3 ha-1) maior que a Testemunha aos 36 meses pós-plantio. A combinação de K1.5+Na1.5, comparada ao fornecimento de K1,5, aumentou em 12% o volume de madeira. A produção de biomassa do tronco aos 36 meses pós-plantio nos tratamentos K3,0, Na3,0 e Testemunha foi de 55,1, 41,5 e 26,1 Mg ha-1, respectivamente. Os aumentos de produtividade estiveram diretamente relacionado com índices de área foliar (IAF) maiores aos 36 meses pós-plantio: K3,0 (5,4 m2 m-2), Na3,0 (3,2 m2 m-2) e Testemunha (2,7 m2 m-2). O conteúdo de K na parte aérea aos 36 meses pós-plantio foi de 82, 38 e 31 kg ha-1, respectivamente nos tratamentos K3,0, Na3,0 e Testemunha, e os tratamentos Na3,0 e Testemunha não diferiram significativamente. O conteúdo de Na no tratamento Na3,0 (51 kg ha-1) foi maior que nos tratamentos K3,0 e Testemunha (17 e 28kg ha-1). Desses totais, o lenho acumulou cerca de 40% do conteúdo de K e mais de 75% do conteúdo Na. O retorno de K ao 10 solo como folhedo no tratamento K3,0 foi de 14,9, 22,2 e 13,1 kg ha-1 ano-1, consecutivamente nos três anos de avaliação. Nos tratamentos Testemunha e Na3,0, as quantidades de K não ultrapassaram 8,8, 14,3 e 11,9 kg ha-1 ano-1. A ciclagem bioquímica do K foi bastante intensa (>80%) ao contrário do Na em que a retranslocação é menor (27%). A EUK estimada sob fertilização sódica (1356 kg MS kg-1) foi superior às dos tratamentos K3,0 (829 kg MS kg-1) e Testemunha (1042 kg MS kg-1) Os índices de recuperação de K e Na atingiram, respectivamente 44 e 52%, aos 36 meses pós-plantio. Sob fertilização potássica e sódica, a transpiração foi em média 20% maior que na Testemunha (P<0,06) foram respectivamente, 505, 519 e 397 mm. Nestas condições, estima-se que a transpiração diária do Eucalyptus grandis tenha variado de 2,6 a 3,6 mm dia-1. A importância do K para o controle do processo da transpiração pode ser comprovada através do índice de transpiração por unidade de área foliar que foi menor no tratamento K3,0 (0,62 mm dia-1 m-2) que na Testemunha (0,96 mm dia-1 m-2) e em Na3,0 (1,05 mm dia-1 m-2), função que aparentemente o Na não exerceu. Embora a fertilização tenha aumentado o consumo de água, essa prática estimulou o desenvolvimento do Eucalyptus grandis fazendo com que aumentasse a eficiência de uso de água (EUA) e diminuísse a exigência de água (EA). Em termos de biomassa, as estimativas da EUAB, em ordem crescente, foram de 0,0021, 0,0033 e 0,0041 kg L-1, o equivalente à exigência de 500, 304 e 248 L de água por kg-1 de tronco, respectivamente pela Testemunha, K3,3 e Na3,0. Ao considerar a produtividade em volume de madeira, os índice de EUAV estimados para os tratamentos K3,0 (0,0068 dm3 L-1) e Na3,0 (0,0057 dm3 L-1) foram maiores que o da Testemunha (0,0034, dm3 L-1), permitindo reduzir a exigência de água em mais de 100 L dm-3. Nesse contexto, a fertilização potássica é uma prática de manejo essencial que pode elevar a produtividade e aumentar a eficiência no uso de água em plantações de Eucalyptus grandis. A fertilização sódica, além de contribuir para o aumento da produtividade pode ser uma estratégia para elevar a eficiência de uso de potássio.
Título em inglês
Tree growth, nutritional status, water use efficiency and nutrients use efficiency in Eucalyptus grandis plantation fertilized with potassium and sodium in Brazil
Palavras-chave em inglês
biogeochemical cycling.
biomass
eucalypt
fertilizer
Forest Nutrition
litter
Resumo em inglês
The effects of potassium and sodium fertilizer applications on Eucalyptus grandis tree growth, nutritional status, water use efficiency and nutrients use efficiency were studied at the Itatinga Experimental Station (SP) on a Ferralsol (LVA dystrophic, 200 g kg-1 clay). Seven treatments were established in complete randomized block designs: Control, K1.5, K3.0, K4.5, KS3.0, Na3.0 and K1.5+Na1.5 (the values correspond to rates of Na or K applied as KCl, K2SO4 or NaCl, expressed in kmol ha-1). The critical level of K in leaves ranged from 6.6 g to 5.0 kg-1 and the sampling performed at the end of the rainy season (May) always provided better assessment of nutritional status. The potassium fertilization increased the resistance and / or tolerance to rust (Puccinia pisidii Winter.). The foliar Na concentration was 3.4 and 2.3 g kg-1 in Na3.0 and K1.5+Na1.5 treatments, respectively, six months after planting, but Na concentrations decreased with tree ageing down to 1,0 g kg-1 at age 36 months. Sodium was taken up by Eucalyptus grandis trees and carried up to leaves, keeping the ratio K / Na > 1. This ratio is characteristic of salinity tolerant plant. The response of Eucalyptus grandis trees to K and Na fertilizer applications was significant. While trees in the control treatment reached on average 8.6 cm in DBH, 13.4 m in height and 68 m3 ha-1 of stemwood at age 36 months, under the higher dose of K addition (K4.5), mean values of DBH, height, and stemwood volume were 11.6 cm, 17.5 m, and 141 m3 ha-1 in the K4.5 treatment. Sodium fertilizer application increased tree DBH by 13% (10.0 cm on average at age 36 months), height by 18% (15.7 m on average), and stemwood volume by 52% (103 m3 ha-1) compared to the Control treatment. Stemwood volume in the K1,5+Na1,5 treatment was 12% higher than in the K1,5 treatment. Trunk biomass at age 36 months in treatments K3,0, Na3,0 and Control were 55.1, 41.5 and 26.1 Mg ha-1, respectively. Leaf area index (LAI) at age 36 months were 5.4, 3.2 and 2.7 m2 m-2, in the K3,0, Na3,0 and Control treatments, respectively. The amount of K in the aboveground biomass at age 36 months was 82, 38 and 31 kg ha-1 in treatments K3.0, Na3.0 and Control, respectively, and was not significantly different in the Na3.0 and Control treatments. The Na content at age 36 months was significantly higher in the Na3.0 treatment (51 kg ha-1) than in the control and K3.0 treatments (17 e 28 kg ha-1). About 40% of the total amount of K aboveground and more than 75% of the amount of Na were found in 12 stemwood. The amount of K in litterfall was 14.9, 22.2 and 13.1 kg ha-1 yr-1 in K3.0, the first, second and third years after planting, respectively. In the other treatments, K content in litterfall over the same period was < 14.3 kg ha-1 yr-1. Retranslocations of K during leaf senescence were intense (> 80%) and Na retranslocations were much lower (27% on average). Potassium use efficiency, calculated as the ratio between biomass and K content aboveground at age 36 months, was greater in the Na3.0 treatment (1356 kg kg-1) than in treatments K3.0 (829 kg kg-1) and Control (1042 kg kg-1). The rates of K and Na recovery in aboveground tree components were 44 and 52%, respectively, 36 months after planting. Potassium and sodium fertilizers applications increased stand transpiration (P <0.06) by 20% relatively to the Control treatment, from 30 to 35 months after planting (505, 519 and 397 mm, respectively). The mean daily stand transpiration over the study period ranged from 2.6 mm day-1 in the Control treatment to 3.6 mm day-1 in the K3.0 treatment. The transpiration/LAI ratio was lower in the K3,0 treatment (0.62 mm day-1 m-2) than in the Control (0, 96 mm day-1 m-2) and Na3.0 (1.05 mm day-1 m-2) treatments. This pattern showed that K availability largely influenced tree transpiration control, and Na availability was unlikely to reduce the loss of water per unit of LAI. Potassium and sodium fertilizers applications increased both the growth and the transpiration of Eucalyptus grandis trees and led to an improvement in water use efficiency (WUE) in biomass (B) or wood volume (V). WUEB were 0.0021, 0.0033 and 0.0041 kg L-1 over the study period in treatments Control, K3.0, Na3.0, respectively. WUEV were higher in treatments K3.0 (0.0068 dm3 L-1) and Na3.0 (0.0057 dm3 L-1) than in the Control treatment (0.0034 dm3 L-1). Therefore, K fertilization increased stand productivity and WUE in fast growing Eucalyptus grandis plantations. Sodium fertilization, in addition to K fertilization, also increased productivity and might be a valuable option to increase potassium use efficiency in commercial Eucalyptus plantations.
 
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Data de Publicação
2009-09-16
 
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