arquivo do resumo extendido - SBCS

X Reunião Sul-Brasileira
de Ciência do Solo
Fatos e Mitos em Ciência do Solo
Pelotas, RS - 15 a 17 de outubro de 2014
Núcleo Regional Sul
Abundância Natural de 13C em Perfis de Solo sob Cultivo de Eucalipto
Fabiane Figueiredo Severo(1); Leandro Souza da Silva(2) ; Laila Garcia Marques(3); Natália
Tobin Aita(3); Rafael Lago Busanello(3)
(1)
Mestranda em Ciência do Solo; Universidade Federal de Santa Maria; Av Roraima, 1000, Santa Maria, RS, 97105-900;
[email protected]); (2)Professor Associado; Universidade Federal de Santa Maria; (3)Acadêmicos do curso de Agronomia;
Universidade Federal de Santa Maria.
RESUMO– No estado do Rio Grande do Sul o plantio
de eucaliptos aumentou consideravelmente nos últimos
anos em áreas que antes eram dominadas por campos
nativos. As gramíneas que dominam a paisagem dos
campos nativos possuem ciclo fotossintético C4, as
quais discriminam de modo diferente o 13C do ar em
seu metabolismo fotossintético em relação às espécies
de ciclo fotossintético do tipo C3 (eucaliptos). Neste
trabalho, a abundância natural de 13C permitiu avaliar a
contribuição dos resíduos vegetais da área na
composição da MOS devido a diferença entre os ciclos
C3 e C4 das espécies dominantes. Quanto maior o
tempo de plantio do eucalipto, menor a abundância de
13
C na MOS, o que denota o efeito da incorporação dos
resíduos desta cultura, principalmente na camada
superficial do solo. Em plantios com 21 anos, a
distribuição dos valores de 13C atinge maiores
profundidades, demonstrando uma maior contribuição
relativa da nova vegetação no perfil do solo.
Palavras-chave: carbono, isótopos, pastagem, floresta.
INTRODUÇÃO - Os solos arenosos do Pampa
totalizam 1,4 milhão de hectares, muito frágeis e
degradáveis (Souto, 1994). Estas áreas possuem pouca
aptidão agrícola e o plantio de espécies florestais se
mostrava mais lucrativo em relação aos demais
cultivos, sendo visto como uma forma de agregar valor
econômico a propriedade rural (Ribaski et al., 2005). A
plantação de eucaliptos recebe duras críticas em
relação ao empobrecimento nutricional do solo, mas
estudos comprovaram que florestas plantadas de
eucalipto são capazes de alocar maior conteúdo de C e
N na sua parte aérea. Entretanto, o eucalipto quando
plantado em áreas degradadas ou de savana é fator
determinante na elevação da quantidade de material
orgânico no solo (Bouvet, 1999).
A matéria orgânica do solo (MOS) pode ser
estudada por meio da composição isotópica do carbono
e do nitrogênio. A abundância natural de 13C permite
caracterizar a MOS e está relacionada com a via
fotossintética de fixação de isótopos de C da vegetação
predominante. Plantas do tipo C3 discriminam o 13C em
relação ao 12C, gerando no solo teores menores de 13C;
e plantas do tipo C4 fixam o 13C em maiores
proporções do que as do tipo C3, o que gera no solo
maior abundância natural de 13C (Golchin et al., 1995;
Martinelli et al., 2009) A variação na abundância
natural de 13C tem sido empregada para avaliar o
impacto de usos e manejos distintos do solo em frações
da MOS em vários locais do Brasil (Sá et al., 2001;
Sisti et al., 2004).
Nesse contexto, o cultivo de eucalipto (tipo
C3) sobre áreas de campo nativo (predominam espécies
C4) possui grande importância econômica no RS, pois
fornece madeira às produções de lâminas,
compensados, aglomerados, carvão vegetal, madeira
serrada, celulose e móveis, além de outros produtos
extraídos como óleos essenciais e para a produção de
mel. Em plantações de eucalipto, a taxa de
decomposição da serapilheira tende a ser menor que
em outras coberturas nativas, devido a característica do
material vegetal, o que propicia o acúmulo de matéria
orgânica na camada superficial do solo (Zancada et al.,
2003) em uma dinâmica diferenciada em relação a
vegetação anterior. Alguns trabalhos apontam que o
cultivo de eucalipto por várias décadas em solos
anteriormente sob pastagens degradadas resultou em
maior acúmulo de C em várias frações da MOS (Lima
et al., 2006). Leite et al. (2010) verificaram que, após
vários anos de plantio, os teores de MOS foram
restabelecidos, mas apresentaram valores médios entre
os notados em áreas de pastagens degradadas e de
solos sob matas nativas.
Assim, o objetivo desse trabalho foi avaliar a
abundância natural de 13C no perfil de solo em áreas
com diferentes idades de cultivos de eucalipto sobre
campo nativo.
MATERIAL E MÉTODOS - A área de estudo
localiza-se no município de São João do Polêsine (RS).
Com extensão de aproximadamente 89 km2, localiza-se
na região central do Rio Grande do Sul, na transição
entre a região do Planalto e da Depressão Central. O
clima apresenta-se do tipo Cfa, segundo a classificação
de Köppen. A temperatura média das mínimas anual é
em torno de 14°C e média das máximas anual de 25°C.
A precipitação média anual é de 1.700 mm (Buriol et
al., 1979). A coleta de amostras de solos foi realizada
em uma floresta de eucalipto com idade de 02 anos
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(E1), 10 anos (E2), 21 anos (E3), e em uma área de
pastagem em localização adjacente (CN). O local do
plantio de eucaliptos não sofreu preparação prévia com
corretivos químicos e/ou fertilizantes antes da
colocação das mudas. Em cada um dos tratamentos
(E1, E2, E3 e CN) foram cavadas 3 trincheiras
medindo 0,6 m comprimento x 0,4 m de largura e
profundidade de 0,5 m. As coletas foram feitas nas
profundidades: 0-5, 5-10, 10-20, 20-30, 30-40, 40-50,
50-70 e 70-90 cm. Nas profundidades maiores que 50
cm, o trado tipo holandês foi utilizado. As coletas em
florestas de eucalipto (E1, E2 e E3) foram realizadas
nas entrelinhas de plantio e em cada profundidade de
cada trincheira, três subamostras foram retiradas para
compor uma amostra.
Nas amostras que tiveram fragmentos de
rochas e raízes macroscópicas as mesmas foram
removidas manualmente e, após secas em 60ºC a peso
constante, foram moídas e peneiradas a 1 mm e,
posteriormente, ainda realizou-se a maceração das
amostras no gral e pistilo para garantir a
homogeneidade da amostra. A determinação do teor de
carbono e da abundância de 13C foram realizadas por
espectrometria de massas no autoanalisador modelo
Flash 1112 Advantage acoplado ao Delta V Advantage
Isotope Ratio Mass, ambos da Thermo Scientific.
A amostragem consistiu de um delineamento
experimental casual (DEC). As 96 amostras foram
analisadas em triplicata (n=3) com resultados tabulados
em Excel. Avaliou-se a média aritmética com desvio
padrão relativo de cada conjunto de trincheiras seguido
do teste de repetibilidade expressa pela equação:
%Rep = [1 – (σ / X)] * 100
Onde:
% Rep: Percentagem de repetibilidade;
σ: Desvio padrão relativo do conjunto de amostras de
cada trincheira (%);
X: média dos valores do conjunto de amostras de cada
trincheira (%).
Considerou-se como sendo precisos aqueles
conjuntos de valores com repetibilidade superior ou
igual a 95% (p <0,05).
RESULTADOS E DISCUSSÃO - Os valores de
δ13C no perfil do solo de campo nativo estão em média
de -21,2 (Tabela 1) similares ao longo do perfil
avaliado. Em plantas do tipo C4, os valores de δ13C
situam-se entre - 6 ‰ e - 19 ‰ (em média -13 ‰); as
de tipo C3 apresentam valores que oscilam entre - 20
‰ e - 34 ‰ (em média -27 ‰) (Smith & Epstein,
1971). Os valores encontrados estão acima da média
para plantas C4, provavelmente porque os campos
nativos não possuem exclusivamente plantas tipo C4,
diluindo os valores com a presença de espécies C3.
Após 2, 10 e 21 anos de troca de manejo da área para o
cultivo de eucalipto, é possível verificar que a
abundância de 13C se altera, principalmente nas
camadas mais superficiais. A incorporação de resíduos
vegetais provenientes de plantas C3 na área diminui a
abundância do 13C das camadas mais superficiais onde
o resíduo é predominantemente depositado. Os valores
de C aportados no solo, derivados do eucalipto,
concentram-se na camada de 0-0,30 m (Binkley et al.,
2004). Após 21 anos de cultivo a camada superficial (0
a 5 cm) aproxima-se cada vez mais seu valor ao da
média característica dos tecidos vegetais de plantas C3
(-27‰), sugerindo que boa parte do carbono nessa
camada seja determinado pelo resíduo do eucalipto.
Tabela 1. Abundância isotópica δ13C (‰) em amostras
de solo sob campo nativo e cultivo de eucalipto com
diferentes idades.
Profundidade
(cm)
Locais avaliados
CN
E1
E2
E3
13
………….δ C (‰)..................
0-5
-19,2
-22,6
-26,6
-29,3
5-10
-21,6
-21,3
-24,1
-25,0
10-20
-21,7
-20,7
-22,5
-24,2
20-30
-21,7
-19,7
-20,5
-24,8
30-40
-21,6
-19,7
-20,5
-24,5
40-50
-21,6
-19,8
-20,1
-24,7
50-70
-20,7
-20,3
-20,2
-24,9
70-90
-21,5
-18,8
-20,9
-24,3
CN = campo nativo; E1, E2 e E3 = cultivos de
eucalipto com 2, 10 e 21 anos respectivamente.
CONCLUSÕES – A quantidade do isótopo 13 do
carbono mostra-se como um marcador eficiente,
refletindo os efeitos do manejo a partir do
conhecimento do ciclo fotossintético da vegetação
antiga e atual da área.
Quanto maior o tempo de plantio do eucalipto,
menor a abundância de 13C na MOS, o que denota o
efeito da incorporação dos resíduos desta cultura,
principalmente na camada superficial do solo. Em
plantios com 21 anos, a distribuição dos valores de 13C
atinge maiores profundidades, demonstrando uma
maior contribuição relativa da nova vegetação no perfil
do solo.
AGRADECIMENTOS- Ao Prof. Dr. Rodrigo
Salazar, Prof. Dr Sandro Giacomini, Eng. Químico
André Friderich e ao Prof Dr Galileo Buriol.
REFERÊNCIAS
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rotation changes in soil carbon and nitrogen in a eucalyptus
plantation in Hawaii. Soil Science Society of America
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