Sistemas de manejo do resíduo da colheita do eucalipto e sua influência sobre propriedades do solo e produtividade de madeira

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Data

2021-02-02

Autores

Sena, Karla Nascimento

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Editor

Universidade Estadual Paulista (Unesp)

Resumo

O carbono orgânico (CO) introduzido nos solos, em sua maior parte via matéria orgânica, tem papel relevante em várias propriedades do mesmo e destacada importância, ainda mais em solos arenosos. Nestes, o aporte de material orgânico é necessário para garantir a sustentabilidade dos sistemas de produção. Este trabalho teve por objetivo verificar as alterações nos teores de CO, a influência deste sobre algumas propriedades químicas, físicas e microbiológicas do solo e da produção de madeira aos 3 anos, em função da fitomassa residual da colheita do eucalipto em áreas de plantio comercial, no leste do Mato Grosso do Sul. O estudo foi realizado em uma área comercial de Eucalyptus urograndis (clone E13) no município de Água Clara (MS), Brasil, em solo classificado como Neossolo quartzarênico. A área em análise foi submetida a colheita do eucalipto de primeiro ciclo em junho de 2017, usando o sistema cut-to-length. Após 120 dias (setembro de 2017), as parcelas foram preparadas para simular os sistemas de manejo de colheita (SMC): CTL= cut to length - manutenção de todos os resíduos na área; BA= bare - retirada de todos os resíduos, instalação de sombrite, sem adubação de cobertura; BL= bare litter - retirada de todos os resíduos com entrada de serapilheira; TL= tree length - retirada da casca e manutenção dos demais resíduos; BLF= bare litter com fertilização - retirada de todos os resíduos, instalação de sombrite, com adubação de cobertura. Os estudos de campo foram conduzidos em delineamento experimental inteiramente casualizado (DIC), com 4 repetições. Após 90 dias do estabelecimento dos SMC e antes do plantio do eucalipto, em dezembro de 2017, amostras indeformadas de solo foram coletadas nas profundidades de 0,00-0,05, 0,05-0,10 e 0,10-0,20 m para determinações de estabilidade de agregados, densidade do solo (Ds), macro (Macro) e microporosidade (Micro), porosidade total (PT), teores de carbono orgânico total (COT) e cálculo do estoque de carbono (EstC), os dois últimos continuaram nas profundidades de 0,20-0,40, 0,40-0,60, 0,60-0,80 e 0,80-1,00 m. A resistência mecânica à penetração do solo (RP) foi determinada até 0,40 m em intervalos de 0,10 m. O teor de carbono foi avaliado nos agregados da camada de 0,00-0,05 m após tamisamento úmido com diâmetro de 2000, 1000, 250 e 53 µm. As amostras de solo foram coletadas nas camadas de 0,00-0,10, 0,10-0,20, 0,20-0,40, 0,40-0,60, 0,60-0,80 e 0,80-1,00 m para análises das propriedades químicas (P, MO, pH, K, Ca, Mg, H+Al, Al e S). Litter bags foram utilizados para avaliar a decomposição dos resíduos de colheita, durante um período de 36 meses após a colheita de eucalipto, com intervalos de coleta a cada 4 meses. Carbono da biomassa microbiana (CBM), respiração basal do solo (RBS), atividades das enzimas β-glucosidase (BGlu), fosfatase ácida (P-ase), arilsulfatase (Aril-S), enzimas totais (FDA) e cálculo dos quocientes metabólico (qCO2) e microbiano (qMic) foram avaliados na camada de 0,00-0,10 m. Amostras indeformadas de solo foram coletadas na camada de 0,00-0,10 m em agosto de 2019, para o fracionamento dos agregados considerando três classes de diâmetro dos agregados (macroagregados grandes - MaG: 2000 - 4000 μm, macroagregados médios - MaM: 250 - 2000 μm e microagregados - MiP: 0 - 250 μm) para análise do CBM, RBS, qCO2, qMic, COT, nitrogênio total (NT), atividades enzimáticas (FDA e BGlu) e carbono ativo. Após 3 anos do plantio foram avaliadas as propriedades químicas do solo nas mesmas camadas estratificadas até 1 m, microbiológicas e enzimáticas na camada de 0,00-0,10 m e estimada a produtividade da madeira em casca. A curto prazo, a manutenção de resíduos florestais teve efeitos positivos sobre COT e RP em relação aos SMC. O sistema de manejo da colheita CTL proporcionou menor redução no COT, maior macroporosidade (0,00-0,05 m), agregados com mais carbono e menor resistência mecânica à penetração do solo. A atividade microbiológica foi mais eficiente onde os resíduos da colheita foram mantidos sobre o solo. A colheita no sistema CTL fornece maior quantidade de fitomassa e de N, P, K, Ca e C, tendo a maior decomposição dos resíduos ocorrido nos 6 meses inicias. A remoção da casca (TL) reduz a quantidade de Ca e N, e aumenta o tempo de decomposição dos resíduos de colheita do eucalipto sobre o solo. Os SMC de eucalipto, aos 21 meses, promoveram mudanças nas propriedades do solo CBM, qCO2, qMic, COT, NT, Bglu e carbono ativo, sendo os agregados de diâmetro 2000-4000 µm a fração mais sensível aos sistemas de manejo, evidenciado na maior atividade microbiológica, enzimática e retenção de nutrientes no solo. A manutenção, parcial e total dos resíduos de colheita do eucalipto, propiciaram melhores condições no solo demonstrados no CBM, NT, COT e atividade enzimática (Bglu e FDA). Após 3 anos do plantio do eucalipto, os SMC promoveram mudanças positivas nas propriedades químicas, microbiológicas e enzimáticas do solo, sendo a camada de 0,00-0,20 m a mais influenciada para as propriedades químicas. A manutenção de fitomassa residual total de colheita do eucalipto aumenta as bases do solo (Ca e V%), reduz a acidez (Al e m%) e melhora a atividade microbiológica (RBS e qCO2). A permanência da fitomassa residual parcial reduz a disponibilidade dos nutrientes do solo e atividade da P-ase. O impedimento da entrada de serapilheira do ciclo atual aumentou a atividade enzimática da Bglu. A fitomassa residual e serapilheira atual são responsáveis por maior produção de madeira de eucalipto aos 3 anos. A análise de equações estruturais apresentou ajuste adequado para compreender a relação entre os SMC, fertilidade do solo até 1m e produção de madeira aos 3 anos, de forma simultânea.
Organic carbon (OC) introduced in soils, mainly through organic matter, has a relevant role in various soil properties and more in sandy soils. In these soils, the input of organic material is necessary to ensure the sustainability of production systems. This study aimed to investigate the changes in total organic carbon content and its effect on chemical, physical and microbial soil properties, of the residual phytomass of harvest and yield wood at 3 years, in commercial eucalyptus plantation areas after the harvest of eucalyptus. The study was performed in December 2017 in a Eucalyptus urograndis (clone E13) commercial plantation, in the municipality of Água Clara, Mato Grosso do Sul State, Brazil, classified as a sandy-textured Neossolo quartzarênico. The study was harvest occurred at the beginning of June 2017, according to the cut-to-length system. After 120 days (September, 2017) the plots were prepared to simulate the three different harvest management systems (HMS): CTL= cut-tolength – all phytomass maintained in the área; BA= bare – removal all of the residual phytomass, the installation of sombrite® protective netting to impede deposition of plant biomass and without supplementary fertilization; BL= bare litter– removal all of the residual phytomass; TL= tree-length– removal of the bark and maintaining the residual phytomass were maintained in the area; BLF= bare litter with fertilization – removal all of the residual phytomass, the installation of sombrite® protective netting to impede deposition of plant biomass and with supplementary fertilization. Field studies were conducted in a completely randomized experimental design, with four replications. After 90 days of HMS implantation and before plantation, in December of 2017, undisturbed oil samples were taken from the 0.00- 0.05, 0.05-0.10 and 0.10-0.20 m layers for determinations of aggregate stability, soil bulk density (BD), macroporosity (Macro), microporosity (Micro), total porosity (TP) and total organic carbon (TOC); and for calculation of carbon stock (CS). TOC and CS continued down into the 0.20-0.40, 0.40-0.60, 0.60-0.80, and 0.80-1.00 m layers. Soil mechanical penetration resistance (PR) was determined to the 0.40 m depth in 0.10 m intervals. Carbon content was evaluated in the aggregates of the 0.00-0.05 m layer after wet sieving in 2000, 1000, 250 and 53 μm diameter sieves. Soil samples were taken at depth 0.00-0.10, 0.10-0.20, 0.20-0.40, 0.40- 0.60, 0.60-0.80 e 0.80-1.00 m for chemical properties analysis (P, MO, pH, K, Ca, Mg, H+Al, Al and S). Litter bags were used to assess decomposition over a period of 36 months. Biological activities were assessed through microbial biomass carbon (MBC), basal respiration of soil (BRS); β-glycosidase (BGlu), acid phosphatase (P-ase), arylsulfatase (Aryl-S), total enzymatic activity (FDA) and calculation of metabolic (qCO2) and microbial (qMic) quotients were determined in the 0.00-0.10 m layer. Intact cores were obtained on each HMS and sieved to obtain large, macro and micro aggregates, 4000-2000, 2000-250 and 250-0.00 µm, respectively of the aggregates was performed considering three classes of aggregate diameter (large macroaggregates - MaG: 2000-4000 μm, medium macroaggregates - MaM: 250-2000 μm and microaggregates - MiP: 0-250 μm) to analyze MBC, BRS, qCO2 and qMic, TOC and NT, FDA, βGlu and active carbon. After 3 years of planting, chemical properties at 1m, microbiological and enzymatic properties in the 0.00-0.10 m layer were evaluated and wood yield was estimated. In the short term, the maintenance of residual phytomass on the soil surface can positively impact TOC and PR compared to others HMS; in the CTL HMS provides maintenance of TOC, with greater Macro (0.00-0.05 m); maintain the harvest residual phytomass on the surface became the microbial activity efficiently. Harvesting in CTL provides greater amount of phytomass and greater amount of N, P, K, Ca and C, with the greatest decomposition of residues occurring in the initial 6 months; removing the bark reduces the amount of Ca and N and increases the decomposition time. The eucalyptus HMS promoted changes in soil properties MBC, qCO2, qMic, COT, NT, βGlu and active carbon, with aggregates of diameter 2000 to 4000 µm being the most sensitive fraction to management systems, evidenced in greater microbiological, enzymatic and nutrient retention in the soil. HMS promoted changes in soil properties MBC, qCO2, qMic, COT, NT, β-gGlu and active carbon, where aggregates of diameter 2000 to 4000 µm were most sensitive fraction to management systems, pointed of higher microbiological, enzymatic and nutrient retention in the soil. The phytomass maintenance, partial and total, provided better soil conditions pointed in MBC, NT, TOC, enzymatic activity (β-Glu and FDA). After 3 years of eucalyptus planting, HMS promoted changes in the chemical, microbiological and enzymatic properties of the soil, with the 0.00-0.20 layer, where the most influenced by chemical properties; the maintenance of total residual phytomass from the harvest benefits and increases soil bases (Ca and V), reduces acidity (Al and m) and improves microbiological activity (RBS and qCO2). Keep just part of residual phytomass reduces the availability of soil nutrients and phosphatase enzyme activity. Avoid the currently litter from entering the current cycle increased βGlu activity; the residual phytomass and current litter are responsible for greater yield of eucalyptus wood at 3 years of age. The structural equation analysis showed adequate adjustment to comprehension the relationship between HMS, soil fertility at 1m and yield at 3 years, simultaneously.

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Palavras-chave

Harvest residual phytomass, Sandy soils, Soil quality, Enzime activities, Structural equation model, Fitomassa residual de colheita., Solos arenosos, Qualidade do solo, Atividade enzimática, Carbono do solo, Análise de equações estruturais

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