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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.11.2012.tde-26102012-143719
Documento
Autor
Nome completo
Ricardo Michael de Melo Sixel
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
Piracicaba, 2012
Orientador
Banca examinadora
Gonçalves, José Leonardo de Moraes (Presidente)
Alvares, Clayton Alcarde
Schumacher, Mauro Valdir
Título em português
Sustentabilidade da produtividade de madeira de Pinus taeda com base no estoque, na exportação e na ciclagem de nutrientes
Palavras-chave em português
Balanço de nutrientes
Biomassa
Madeira - Produtividade
Manejo florestal
Mineralogia
Nutrição vegetal
Pinheiro
Sustentabilidade
Resumo em português
Os impactos do manejo intensivo sobre a sustentabilidade da produção florestal dependem da manutenção da fertilidade dos solos. A contribuição dos resíduos florestais e a ciclagem de nutrientes nesse processo são determinantes. Os objetivos desse trabalho foram: (i) quantificar a biomassa e o estoque de nutrientes na parte aérea e no sistema radicular de um povoamento de Pinus taeda aos 16 anos de idade; (ii) caracterizar o potencial de liberação de nutrientes dos minerais primários e secundários, e o estoque de nutrientes de um Cambissolo Húmico; (iii) quantificar a exportação de nutrientes via colheita de madeira e dos componentes florestais; (iv) avaliar potencial da sustentabilidade da produtividade de madeira com base no balanço de nutrientes, sob diferentes cenários de manejo florestal. Avaliouse uma plantação de Pinus taeda na idade de 16 anos em um Cambissolo Húmico Alumínico léptico de textura argilosa, relevo ondulado no meio-sul catarinense. Amostraram-se dez árvores de cinco classes diamétricas em função da distribuição dos diâmetros à altura do peito. Para cada árvore mensurou-se a biomassa de acículas, galhos, casca, madeira e raízes. Além da biomassa vegetal, amostrou-se serapilheira acumulada e solo nas camadas 0-20, 20-40, 40-60, 60-100, 100-140, 140-180 e 180-190 cm. Equações entre a área seccional a 1,30 m e a biomassa de cada componente foram ajustadas para estimar a biomassa das árvores inventariadas. Equações entre o conteúdo de nutriente e a biomassa do componente também foram ajustadas para estimar a quantidade de cada nutriente em todos os componentes da árvore. As equações permitiram estimar para as demais árvores do talhão a biomassa de cada componente e o seu respectivo estoque de nutrientes. Nas amostras de solo e de serapilheira se determinou a concentração e o estoque de nutrientes, além de no solo realizar-se a caracterização mineralógica. Simularamse três cenários de manejo florestal, retirada da madeira (A), da madeira + casca (B) e da madeira + casca + copa (C) do sistema florestal. A soma de todos os componentes da biomassa foi de 313 Mg ha-1, sendo a madeira o mais representativo (62%). O estoque dos nutrientes na árvore foi N > Ca > K > S > Mg > P. A madeira foi o componente que acumulou as maiores quantidades de nutrientes (210 N, 33 P, 85 K, 91 Ca, 31 Mg e 65 S, kg ha-1). A mineralogia do Cambissolo demonstrou predominância do quartzo nas frações areia, silte e argila, com pequenos traços de vermiculita na fração de silte. A argila é a principal fração que contribui com o intemperismo do solo, devido à transformação da vermiculita-ilita, liberando K. Para os três cenários de manejo, o esgotamento de nutrientes do sistema solo-biomassa foi: P > S > N > K > Mg > Ca. O P e o S permaneceram como mais limitantes no cenário A decorrente de seus baixos estoques disponíveis no solo. No cenário B, o número de rotações florestais se alterou para N, K e S. O cenário C resultou na maior diminuição de produtividade, possibilitando para o P duas rotações e para o Mg 14. Desta forma, evidenciou-se, pelo número potencial de rotações de cultivo, que os diferentes cenários de manejo podem em curto prazo comprometer a sustentabilidade do P. taeda.
Título em inglês
Sustainability of wood productivity of Pinus taeda based on inventory, export and nutrient cycling
Palavras-chave em inglês
Balance of nutrientes
Forest management
Mineralogy
Nutrition
Pinus taeda
Plantation
Resumo em inglês
The impacts of intensive management on the sustainability of forest production depends on the maintenance of soil fertility. The contribution of forest residues and nutrient cycling in this process are crucial. The objectives of this study were: (i) quantify the biomass and nutrient stocks in the shoot above and belowground and root system of a stand of 16-years-old Pinus taeda, (ii) characterize the potential release of nutrients from primary and secondary minerals, and the stock of nutrients in a Humic Cambisol (iii) quantify the export of nutrients through wood harvesting and forest components, (iv) evaluate the potential of sustainability in wood based on the balance of nutrients under different forest management scenarios. We evaluated a 16-years-old plantation of Pinus taeda in a Humic Cambisol, undulating relief in the middle-south of Santa Catarina. Ten trees were sampled from five diameter classes according to the distribution of diameter at breast height. Biomass of the needles, twigs, bark, wood and roots were measured for each tree. Besides the biomass and litter soil samples were collected from the layers 0-20, 20-40, 40-60, 60-100, 100- 140, 140-180 and 180-190 cm. Equations which has the sectional area of 1.30 m as independent variable and the biomass of each component as the dependent variable were adjusted to estimate the biomass of the entire studied forest. Furthermore, equations which has the nutrient content of the component as the dependent variable and the biomass as independent variable were adjusted to estimate the amount of each nutrient in all parts of the tree.The concentration and stock of nutrient were determined from the soil sample collected. In addition, a mineralogical characterization was performed for the soil and litters. Three scenarios simulated forest management, removal of wood (A), the wood and bark (B) and wood + bark + cup (C) of the forest system. The sum of all components of biomass was 313 mg h-1 being the most representative of the wood (62%). The stock of nutrients in the tree was N> Ca> K> S> Mg> P. The wood was the largest exporter of nutrients (210 N, 33 P, 85 K, 91 Ca, 31 Mg and 65 S, kg ha-1). The mineralogy of the Cambisol showed the predominance of quartz sand, silt and clay, with small traces of vermiculite in the silt fraction. Clay is the main fraction which contributes to the weathering of the soil due to the transformation of illite-vermiculite, releasing K. The depletion of nutrients from the soil-biomass was: P> S> N> K> Mg> Ca and S. The P and S remained as the most limiting at the scenario A due to its low inventories in the soil. At the scenario B, the number of rotations forest changed to N, K, S. The scenario C resulted in the greatest reduction in productivity, allowing for P two rotation and for Mg 14. It was evident by the number of potential crop rotations, the different management scenarios in the short term may jeopardize the sustainability of P. taeda.
 
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Data de Publicação
2012-11-08
 
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