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Master's Dissertation
DOI
https://doi.org/10.11606/D.11.2021.tde-06102021-121107
Document
Author
Full name
Alvaro Andres Ramirez Palacio
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Piracicaba, 2021
Supervisor
Committee
Gonçalves, José Leonardo de Moraes (President)
Hakamada, Rodrigo Eiji
Neves, Julio Cesar Lima
Rocha, José Henrique Tertulino
Title in Portuguese
Produtividade e estado nutricional em plantações de eucalipto em função de variáveis edafoclimáticas
Keywords in Portuguese
Déficit hídrico
Diagnose nutricional
Nutrição florestal
Produção de Eucalyptus
Abstract in Portuguese
A disponibilidade de água e de nutrientes são os fatores abióticos que mais influenciam o crescimento das plantações florestais em ambientes tropicais. O estudo das interações entre as condições climáticas e os atributos do solo com a nutrição e o crescimento das árvores se torna essencial para a formulação de estratégias de manejo e de fertilização que permitam ganhos em produtividade com retorno financeiro e garantam a sustentabilidade da produção florestal. Os principais objetivos deste estudo foram: (1) identificar e quantificar os fatores ambientais mais limitantes da produção de madeira e do estado nutricional em plantações monoclonais de eucalipto em um amplo gradiente climático; (2) estabelecer valores de referência para a diagnose nutricional de plantios jovens de eucalipto por estratos climáticos. O estudo foi conduzido em plantações comerciais de Eucalyptus urophylla (clone AEC144), localizadas em Minas Gerais, São Paulo e Paraná. Para atingir o primeiro objetivo, foram selecionadas 14 parcelas por região, representando o gradiente de produtividade observado ao final da primeira rotação (6,2 ± 0,5 anos). Calcularam-se os balanços hídricos sequenciais no período de crescimento dos plantios e avaliaram-se atributos físicos e químicos do solo nas parcelas, como também a produção e densidade da madeira e o os teores nutricionais foliares. O incremento médio anual em volume de madeira variou em cinco vezes entre os locais mais (76,6 m3 ha-1 ano-1) e menos (15,3 m3 ha-1 ano-1) produtivos, em função, principalmente, das diferenças na precipitação pluvial. A biomassa do tronco e a altura das árvores dominantes também apresentaram correlação positiva com a precipitação. A densidade básica da madeira variou entre 0,42 g cm-3 e 0,55 g cm-3, sendo influenciada positivamente pelo déficit hídrico e pelo espaçamento entre as árvores. Atributos físicos do solo, como o teor de argila e a capacidade de água disponível, influenciaram o crescimento dos plantios em São Paulo. Os teores foliares de N, P, K, Cu e Zn foram maiores nos locais com condições climáticas mais favoráveis ao crescimento das árvores. Para atingir o segundo objetivo, usaram-se análises foliares e dados de crescimento das árvores de 427 talhões com plantios entre 12 e 24 meses de idade. Obtiveram-se as faixas de suficiência e os níveis críticos dos nutrientes nas folhas para cada região e para o conjunto geral de dados, por meio dos métodos da Chance Matemática e da Linha da Fronteira. Os valores de referência obtidos foram influenciados pelas condições edafoclimáticas; além disso, verificou-se baixa concordância entre diagnósticos nutricionais usando faixas de suficiência gerias e regionais. Obtiveram-se maiores níveis críticos para B e menores níveis críticos para N, P, K, Ca, Mg, Zn e Mn em Minas Gerais; maiores níveis críticos para N e Mg em São Paulo; e maiores níveis críticos para P, Ca, S e Mn e menores para Cu no Paraná. Verificou-se uma alta frequência de talhões com deficiências de K e Zn em Minas Gerais e de P, K, Ca, Mg, e S em São Paulo. Estes resultados evidenciam os efeitos do estresse hídrico sobre a produtividade e o estado nutricional das plantações ao final da rotação. Por outro lado, sugerem que, na fase juvenil do crescimento, os níveis críticos refletem os efeitos dos fatores ambientais que interferem na absorção de nutrientes e no crescimento das árvores, indicando que, para a interpretação de análises foliares de plantios jovens de eucalipto, seja mais adequado o uso de valores de referência obtidos regionalmente.
Title in English
Productivity and nutritional status of Eucalyptus plantations as a function of edaphoclimatic variables
Keywords in English
Eucalyptus production
Forest nutrition
Nutritional diagnosis
Water deficit
Abstract in English
Water and nutrients supplies are the abiotic factors that most influence the growth of forest plantations in tropical environments. Understanding the interactions between climatic conditions and soil attributes with tree growth and nutrition it becomes essential for the implementation of management and fertilization strategies in order to achieve productivity gains with financial returns, and guarantee a sustainable forest production. The main goals were: (1) to identify and quantify the most limiting environmental factors for wood production and nutritional status of clonal eucalyptus plantations in a broad climatic gradient; (2) to establish standard values for nutritional diagnosis of young eucalyptus plantations for climatic strata. The research was carried out at commercial plantations of Eucalyptus urophylla (clone AEC144) located in Minas Gerais, São Paulo and Paraná (Brazil). To achieve the first goal, 14 plots were selected in each region representing the productivity gradient observed at the end of the first rotation (6,2 ± 0,5 years old). The water balance for the growth period of plantations was estimated. Physical and chemical soil attributes, wood density and production and foliar nutrient levels were also evaluated. The wood volume production varied by 5-fold between sites (from 15.3 m3 ha-1 year-1 to 76.6 m3 ha-1 year-1), mainly due to differences in rainfall. Stem biomass and mean height of dominant trees also were positively correlated with precipitation. The basic wood density varied between 0.42 g cm3 and 0.55 g cm3, being positively influenced by the water deficit and spacing between trees. The soil clay content and the soil available water capacity influenced the productivity in São Paulo. Foliar contents of N, P, K, Cu and Zn were higher in regions that presented the most favorable climatic conditions for tree growth. For the achievement of the second goal, foliar analyses and trees growth data of 420 field plots with 12 to 24 months-old plantations were used. Sufficiency ranges and critical levels for leaf nutrient diagnosis in each region were determined by the Mathematical Chance and the Boundary-line approaches. Standard values were influenced by edaphoclimatic conditions, and also low concordance between diagnostics using general and regional sufficiency ranges was observed. The highest critical level for B and the lowest critical level for N, P, K, Ca, Mg, Zn e Mn were found in Minas Gerais; while, in São Paulo, were found the highest critical level for N and Mg, and in Paraná, the highest critical level for P, Ca, S and Mn. A high frequency of plots with K and Zn deficiency was observed in Minas Gerais, while in São Paulo the most common deficiencies were observed for P, K, Ca, Mg and S. These results evidence the effects of water stress on productivity and nutritional status of plantations at the end of the first rotation. Also, results suggest that, in the early growth stage, the leaf critical levels reflect the effects of environmental factors that interfere in the nutrient absorption and plant growth, indicating that for the interpretation of foliar analysis of young eucalyptus plantations it is more adequate to use reference values obtained for each specific region.
 
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Publishing Date
2021-10-08
 
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