PEDRO HENRIQUE PROENÇA NALESSO EFEITO DO LODO DE ESGOTO NO CRESCIMENTO DE ESPÉCIES NATIVAS DA MATA ATLÂNTICA, NA FERTILIDADE DO SOLO E NA DINÂMICA DE FUNGOS MICORRÍZICOS ARBUSCULARES Botucatu 2021 PEDRO HENRIQUE PROENÇA NALESSO EFEITO DO LODO DE ESGOTO NO CRESCIMENTO DE ESPÉCIES NATIVAS DA MATA ATLÂNTICA, NA FERTILIDADE DO SOLO E NA DINÂMICA DE FUNGOS MICORRÍZICOS ARBUSCULARES Dissertação apresentada à Faculdade de Ciências Agronômicas da Unesp Câmpus de Botucatu, para obtenção do título de Mestre em Ciência Florestal. Orientador: Iraê Amaral Guerrini Coorientadora: Agnès Amandine Robin Botucatu 2021 N169e Nalesso, Pedro Henrique Proença Efeito do lodo de esgoto no crescimento de espécies nativas da Mata Atlântica, na fertilidade do solo e na dinâmica de fungos micorrízicos arbusculares / Pedro Henrique Proença Nalesso. -- Botucatu, 2021 86 p. Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual Paulista (Unesp), Faculdade de Ciências Agronômicas, Botucatu Orientador: Iraê Amaral Guerrini Coorientadora: Agnès Amandine Robin 1. Restauração florestal. 2. Fertilização florestal. 3. Fertilidade do solo. 4. Micorriza vesículo-arbuscular. I. Título. Sistema de geração automática de fichas catalográficas da Unesp. Biblioteca da Faculdade de Ciências Agronômicas, Botucatu. Dados fornecidos pelo autor(a). Essa ficha não pode ser modificada. UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA Câmpus de Botucatu CERTIFICADO DE APROVAÇÃO TÍTULO DA DISSERTAÇÃO: EFEITO DO LODO DE ESGOTO NO CRESCIMENTO DE ESPÉCIES NATIVAS DA MATA ATLÂNTICA, NA FERTILIDADE DO SOLO E NA DINÂMICA DE FUNGOS MICORRIZÍCOS ARBUSCULARES AUTOR: PEDRO HENRIQUE PROENÇA NALESSO ORIENTADOR: IRAÊ AMARAL GUERRINI COORIENTADORA: AGNÈS AMANDINE ROBIN Aprovado como parte das exigências para obtenção do Título de Mestre em CIÊNCIA FLORESTAL, pela Comissão Examinadora: Prof. Dr. IRAÊ AMARAL GUERRINI (Participaçao Virtual) Ciência Florestal, Solos e Ambiente / Faculdade de Ciências Agronômicas de Botucatu – UNESP Prof.ª Dr.ª MAGALI RIBEIRO DA SILVA (Participaçao Virtual) Ciência Florestal, Solos e Ambiente / Faculdade de Ciências Agronômicas de Botucatu – UNESP Profª. Drª. ANA MARIA RODRIGUES CASSIOLATO (Participaçao Virtual) Fitossanidade, Engenharia Rural e Solos / Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira - UNESP Botucatu, 30 de agosto de 2021 AGRADECIMENTOS A Deus. À minha mãe, Agnalda, minha inspiradora, a qual devo toda a minha vida e meus princípios e ensinamentos, e ao meu pai Fernando, pelo carinho, apoio e amor. Aos outros membros da família: tios, primos, etc., pelos incentivos e momentos de confraternização. Aos meus amigos e amigas de Itapetininga, pela amizade de longa data, pelas conversas, incentivos e momentos de confraternização. Aos meus amigos de Botucatu, especialmente aos ex-moradores e moradores da República Abre-Lacre, pelo apoio incondicional, amizade e momentos de descontração em meio as dificuldades impostas pelos últimos tempos. À Faculdade de Ciências Agronômicas de Botucatu – Universidade Estadual “Júlio de Mesquita Filho” (UNESP) pela oportunidade de cursar o mestrado por meio do Programa de Pós-graduação em Ciência Florestal e pela estrutura e apoio fornecidos ao longo do curso. À Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES), pela bolsa de estudos concedida durante 2 anos do curso de mestrado. À empresa Suzano S.A. e a todos os seus funcionários, em especial ao engenheiro Rodolfo Motta, a assistente Erika e aos demais funcionários das empresas terceirizadas, pela parceria nesse trabalho por meio de apoio técnico na área de estudo. Ao Departamento de Ciência Florestal, Solos e Ambiente da Faculdade de Ciências Agronômicas de Botucatu, pela colaboração no projeto. Especialmente aos funcionários do Departamento de Solos e Recursos Ambientais, pelo incondicional apoio técnico dado a esse projeto. Ao pesquisador e professor Dr. Iraê Amaral Guerrini, meu orientador desde os tempos de graduação, pelos muitos conhecimentos transmitidos, amizade, paciência e atenção prestada, mesmo durante os tempos difíceis da pandemia. Á pesquisadora e professora Dra. Agnès Robin (CIRAD), pela coorientação e disponibilidade em sempre me auxiliar da melhor maneira possível e pelos ensinamentos técnicos e científicos, apesar da distância entre nós. Ao pessoal do GEPPLA (Grupo de Estudos em Políticas Públicas e Legislação Ambiental) pelo apoio e compreensão em momentos difíceis. Aos amigos e colegas feitos durante o tempo na Pós-Graduação. Em especial ao Philippe S. Toledo Silva, pela ajuda nas técnicas de laboratório. Aos estagiários de graduação que me ajudaram muito, tanto nas atividades de campo como nas de laboratório. Muito obrigado a todos! RESUMO Algumas técnicas têm sido utilizadas com o objetivo de recuperar solos degradados, combinando práticas mecânicas, que visam romper camadas compactadas, com o plantio de espécies nativas, em diversos arranjos e a adição de fontes de matéria orgânica. Essas fontes funcionam como condicionadores de solo, melhorando suas propriedades físicas, químicas e biológicas. Objetiva-se com este trabalho avaliar o efeito a longo prazo da utilização de diferentes tipos de fertilizantes na nutrição e no desenvolvimento de espécies nativas da Mata Atlântica, na dinâmica de fungos micorrízicos arbusculares (FMA) e na fertilidade de um Neossolo quartzarênico. O experimento foi instalado em 2005 em uma área degradada, seguindo um delineamento com blocos casualizados e incluindo oito tratamentos e quatro repetições. Os tratamentos foram compostos por cinco doses de lodo de esgoto (2,5; 5; 10; 15 e 20 Mg ha-1 com suplementação de potássio - K), um tratamento com adubação mineral completa, outro apenas com a dose de K, utilizada como complementação e o tratamento controle (sem adubação). Para todas as parcelas foram transplantadas mudas de espécies nativas da Mata Atlântica. Em 2016 houve outra aplicação dos tratamentos, seguindo a mesma lógica de aplicação, porém com as doses aumentadas nos tratamentos com lodo de esgoto compostado (10; 20; 30; 40 e 50 Mg ha-1). Visando retomar o processo de monitoramento da recuperação da área e intensificar os estudos sobre o efeito a longo prazo das aplicações em diversas propriedades do solo e no desenvolvimento das plantas foram realizados dois arranjos diferentes de avaliações. No primeiro arranjo de mensurações, as avaliações realizadas foram no âmbito do crescimento e nutrição das espécies, e na fertilidade do solo, sendo executadas em todos os oito tratamentos. As avaliações dendrométricas e do estado nutricional das plantas foram realizadas nas seguintes espécies: Aroeira-pimenteira (Schinus terebinthifolia Raddi), Capixingui (Croton floribundus Spreng), Angico-vermelho (Anadenanthera macrocarpa (Benth.) Brenan), Canafístula (Peltophorum dubuim (Spreng.) Taub.), Jatobá (Hymenaea courbaril L.) e Copaíba (Copaifera langsdorffii Desf.). A análise de fertilidade do solo foi feita nas camadas 0 - 20; 20 - 40 e 40 - 60 cm. No segundo arranjo, as avaliações foram realizadas em apenas 4 tratamentos: controle, adubação mineral completa e as doses mínima e máxima de lodo de esgoto. Foram coletadas amostras de solo na profundidade de 0 - 10 cm para avaliação da densidade de esporos e colonização radicular por FMA, assim como para a análise de fertilidade e umidade do solo. Foram realizadas coletas em duas épocas do ano, seca e úmida, para verificar o efeito da sazonalidade na dinâmica de microrganismos. De maneira geral, o crescimento das espécies foi maior nos tratamentos com as doses de lodo de esgoto, demostrando o efeito residual positivo do fertilizante orgânico. Para todas as espécies arbóreas, em pelo menos uma das variáveis de crescimento foi obtido desempenho superior com a adição do lodo de esgoto, quando comparado aos demais tratamentos, com exceção do Angico-vermelho. O lodo de esgoto influenciou positivamente a fertilidade do solo até 40 cm de profundidade. Os teores foliares de P, Ca, Mg e S na maioria das espécies foram superiores nos tratamentos com lodo de esgoto, quando comparados com os demais tratamentos (controle e adubação mineral). As doses de lodo de esgoto foram superiores aos tratamentos apenas com adubação mineral e o controle para as variáveis umidade e fertilidade do solo na profundidade de 0 - 10 cm. A colonização radicular, em ambas as épocas, apresentou valores significativamente superior nos tratamentos com lodo, em comparação com os demais tratamentos. Para o controle e com a dose de 10 Mg ha-¹ de lodo, a colonização por FMA foi superior no período seco. A esporulação apresentou comportamentos distintos entre épocas, indicando que a produção de esporos pode variar em função da interação de fatores bióticos e abióticos no ecossistema, sendo necessário mais avaliações na área experimental para elucidar melhor essas interações. Palavras-chave: Resíduo orgânico; colonização radicular; espécies arbóreas; restauração de ecossistemas ABSTRACT Some techniques have been used with the objective of recovering degraded soils, combining mechanical practices, which aim to break up compacted layers, with the planting of native species, in different arrangements, and the addition of organic matter sources. These sources act as soil conditioners, improving their physical, chemical and biological properties. The aim of this work is to evaluate the long-term effect of using different types of fertilizers on the nutrition and development of native species of the Atlantic Forest, on the dynamics of arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) and on the fertility of a quartz Neosol. The experiment was installed in 2005 in a degraded area, following a randomized block design and including eight treatments and four replications. The treatments consisted of five doses of sewage sludge (2.5, 5, 10, 15 and 20 Mg ha-1 with potassium - K supplementation), one treatment with complete mineral fertilization, another with only the dose of K, used as a complement and a control treatment (without fertilization). Seedlings of native Atlantic Forest species were transplanted to all plots. In 2016 there was another application of treatments, following the same application logic, but with increased doses in treatments with composted sewage sludge (10; 20; 30; 40 and 50 Mg ha-1). Aiming to resume the process of monitoring the area's recovery and intensify studies on the long-term effect of applications on different soil properties and on the development of plants, two different arrangements of evaluations were carried out. In the first arrangement of measurements, the evaluations carried out were in the scope of the growth and nutrition of the species, and in the soil fertility, being carried out in all eight treatments. The dendrometric and nutritional status evaluations of the plants were carried out on the following species: Schinus terebinthifolia Raddi, Croton floribundus Spreng, Anadenanthera macrocarpa (Benth.) Brenan, Peltophorum dubuim (Spreng.) Taub, Hymenaea courbaril L. and Copaifera langsdorffii Desf. Soil fertility analysis was performed in layers 0 - 20; 20 - 40 and 40 - 60 cm. In the second arrangement, the evaluations were carried out in only 4 treatments: control, complete mineral fertilization and the minimum and maximum doses of sewage sludge. Soil samples were collected at a depth of 0 - 10 cm for evaluation of spore density and root colonization by AMF, as well as for the analysis of soil fertility and moisture. Samples were collected at two times of the year, dry and wet, to verify the effect of seasonality on the dynamics of microorganisms. In general, the growth of species was higher in treatments with doses of sewage sludge, demonstrating the positive residual effect of organic fertilizer. For all tree species, in at least one of the growth variables a superior performance was obtained with the addition of sewage sludge, when compared to the other treatments, with the exception of Anadenanthera macrocarpa (Benth.) Brenan. The sewage sludge positively influenced the soil fertility up to 40 cm deep. The leaf contents of P, Ca, Mg and S in most species were higher in the treatments with sewage sludge, when compared to the other treatments (control and mineral fertilization). The doses of sewage sludge were superior to treatments with only mineral fertilizer and the control for the variables soil moisture and fertility at a depth of 0 - 10 cm. Root colonization, at both times, showed significantly higher values in treatments with sludge compared to the other treatments. For the control and with the dose of 10 Mg ha-¹ of sludge, colonization by AMF was higher in the dry period. Sporulation showed different behaviors between seasons, indicating that spore production may vary depending on the interaction of biotic and abiotic factors in the ecosystem, requiring further evaluations in the experimental area to better elucidate these interactions. Keywords: Organic waste, root colonization, tree species, ecosystem restoration SUMÁRIO INTRODUÇÃO GERAL.......................................................................................13 CAPÍTULO 1 - EFEITO RESIDUAL DE DIFERENTES FERTILIZANTES NO CRESCIMENTO E NUTRIÇÃO DE ESPÉCIES NATIVAS DA MATA ATLÂNTICA E NA FERTILIDADE DO SOLO EM UM PROJETO DE RESTAURAÇÃO FLORESTAL INTRODUÇÃO................................................................................................... 24 MATERIAL E METODOS.................................................................................. 26 RESULTADOS.................................................................................................. 30 DISCUSSÃO...................................................................................................... 39 CONCLUSÃO.................................................................................................... 44 REFERÊNCIAS................................................................................................. 44 CAPÍTULO 2 - DINAMICA DE FUNGOS MICORRÍZICOS ARBUSCULARES EM ÁREA RECUPERADA COM LODO DE ESGOTO E ESPÉCIES NATIVAS DA MATA ATLÂNTICA INTRODUÇÃO................................................................................................... 50 MATERIAL E METODOS.................................................................................. 52 RESULTADOS.................................................................................................. 56 DISCUSSÃO...................................................................................................... 60 CONCLUSÕES.................................................................................................. 67 REFERÊNCIAS................................................................................................. 67 CONSIDERAÇÕES FINAIS...............................................................................73 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS................................................................. 75 APÊNDICES...................................................................................................... 82 13 INTRODUÇÃO GERAL Bioma Mata Atlântica: degradação histórica e políticas de restauração A Floresta Atlântica Brasileira é uma das mais diversas florestas tropicais do mundo, sendo composta por cinco diferentes tipos de formações florestais – Ombrófila Densa, Ombrófila Mista, Ombrófila Aberta, Estacional Semidecidual e Estacional Decidual. Essa floresta originalmente cobriu mais de 1.450.000 km² do território brasileiro, gerando ao longo de toda a sua extensão altos níveis de diversidade e endemismo, hospedando cerca de 15.000 espécies de plantas. O total de sua fauna e flora corresponde a até 8% do total de espécies no mundo (SILVA; CASTELETI, 2003; STEHMANN et al., 2009). O desmatamento dessa região até a década de 90 foi muito intenso, apresentando uma área desmatada apenas no período de 1985 a 1990 de 547 mil hectares. O período pós década de 1990 trouxe quedas consecutivas na taxa de desmatamento, apresentando atualmente uma certa estabilidade na área anual de desflorestamento. No entanto, os históricos altos níveis de desmatamento praticados na Mata Atlântica resultaram em uma área de pé correspondente a apenas 12,4% da área original, gerando consequentemente ambientes extremamente degradados (SOS Mata Atlântica/INPE, 2019). Nos últimos anos alguns esforços foram lançados com o objetivo de se estimular a recuperação deste bioma. Em 2009, o Pacto para a Restauração da Mata Atlântica foi lançado com diversos grupos públicos e privados envolvidos. Esse pacto incluiu mais de 200 parceiros que realizaram projetos de restauração em oito estados brasileiros, tendo como meta a restauração de 15 milhões de hectares de áreas degradas até 2050 (MELO et al., 2013). Diante desse cenário, a demanda pela recuperação de áreas degradadas aumentou e foi estimulada nos últimos anos pelas aprovações de diversas legislações. Entre elas estão a Lei 11.428 de 2006, a “Lei da Mata Atlântica” e também a Lei 12.651 de 2012, o “Novo Código Florestal”. Posteriormente, nos anos de 2016 e 2017 o Brasil assumiu compromissos internacionais no Acordo de Paris, no Desafio de Bonn e na Iniciativa 20x20, declarando a sua intenção de restaurar 12 milhões de hectares até 2030, além de formalizar a Política Nacional de Recuperação da Vegetação Nativa e o Plano Nacional de Recuperação da Vegetação Nativa. Todas essas políticas foram 14 estabelecidas e fortaleceram o contexto de demanda para os projetos de restauração no Brasil, sendo que entre todos os biomas brasileiros, a Mata Atlântica é o bioma mais ameaçado do país (SOS Mata Atlântica, 2019; GUERRA et al., 2020). Nesse contexto, a restauração florestal surge como uma abordagem essencial para reverter esses números, investindo na promoção da biodiversidade e dos serviços ecossistêmicos (BULLOCK et al., 2011; MELO et al., 2013). É necessária a inclusão de diversas iniciativas que busquem o fortalecimento da legislação sobre áreas protegidas e o impulsionamento de novos modelos de produção agrícola, tendo como foco a sustentabilidade do sistema produtivo a longo prazo (MELO et al., 2013). O grande objetivo a respeito da Mata Atlântica para os presentes e futuros “policy markers” é induzir uma relação harmoniosa entre conservação, restauração, produção contínua de alimentos, fibras e forragens, considerando que a pressão de demanda desses produtos, criada pelo aumento da população humana será cada vez mais exponencial (ANGELSEN, 2010; MELO et al., 2013). Utilização do lodo de esgoto na recuperação de solos degradados O processo de desenvolvimento industrial e urbano têm levado, também, ao aumento ano a ano da produção de grandes quantidades de diversos tipos de resíduos sólidos. Com isto, cria-se a necessidade do gerenciamento desse passivo ambiental, gerando demanda por soluções alternativas a longo prazo para esse problema (SHARMA et al., 2017). Diante dessa nova realidade, criou-se uma mudança de paradigma, pois os materiais que normalmente seriam vistos como resíduos, não são mais considerados um problema e, sim, uma oportunidade de inovação (PRADEL et al., 2016; COLLIVIGNARELLI et al., 2019). O cenário é similar no caso do sistema de saneamento básico nacional, pois as estações de tratamento de esgoto espalhadas pelo país geram um resíduo oriundo do tratamento de efluentes, chamado de lodo de esgoto. Estudos indicam que no ano de 2016, na cidade de Botucatu-SP, foram produzidas 6.000 toneladas do resíduo, isso considerando que a cidade é de pequeno porte para os padrões brasileiros, mas tem uma boa cobertura de coleta e tratamento (MARTINS, 2016). Lamentavelmente, apenas 54,1% da população brasileira tem acesso a algum tipo de sistema de coleta de esgoto e, do volume coletado cerca de 49,1% são tratados (SNIS, 2019). Em 2017, no Brasil, foram lançadas aproximadamente 5.622 piscinas olímpicas de esgoto não 15 tratado na natureza, reforçando a necessidade de maior velocidade na expansão da cobertura do tratamento de efluentes no país (INSTITUTO TRATA BRASIL, 2019). Esses dados indicam que a produção desse resíduo deve aumentar significativamente nos próximos anos, como consequência da tendência de incremento da cobertura de tratamento. Diante dessas perspectivas, fica evidente a urgência de se apresentar uma aplicação produtiva a este tipo de material. A partir desta problemática, o uso do lodo de esgoto como fertilizante orgânico tem se mostrado como uma alternativa promissora, principalmente na recuperação de áreas degradadas (CAMPOS; ALVES, 2008). Estas áreas caracterizam-se por serem ambientes modificados pelo homem por meio de processos que ocasionam diversos efeitos, tal como a remoção da vegetação original e da camada superficial do solo. Dessa forma, elas ficam sujeitas aos processos erosivos e, consequentemente, à perda de matéria orgânica (MO), acentuando a baixa disponibilidade de nutrientes, redução de atividade biológica e alterações nas propriedades físicas do solo (FERREIRA et al., 2007). Não existe uma definição universal sobre a degradação da terra, no entanto, um solo degradado pode ser frequentemente definido como aquele que sofreu, em algum grau, perturbações em sua integridade. Estas alterações causam perdas parciais ou total da sua capacidade de propiciar o crescimento de plantas e outros organismos, consequentemente reduzindo a produtividade do ecossistema (BAI et al., 2008). De maneira geral, a qualidade do solo em diversas regiões do planeta está se deteriorando em um grau acelerado devido, principalmente, as atividades humanas. O desenvolvimento industrial e tecnológico dos últimos séculos, aliado a exploração do meio ambiente feita de maneira excessiva e com manejo inadequado, vêm contribuindo para a diminuição da qualidade de solos, exigindo que se criem ações que induzam a recuperação e conservação dos solos no mundo (SHARMA et al., 2017; KOWALSKA et al., 2020). Algumas técnicas têm sido utilizadas com o objetivo de recuperar solos degradados, combinando práticas mecânicas, que visam romper camadas compactadas, o plantio de espécies nativas em diversos arranjos e a adição de fontes de matéria orgânica. Uma fonte de matéria orgânica é o lodo de esgoto, que favorece a formação de agregados, facilita a penetração das raízes e a vida microbiana, aumenta a resistência do solo à erosão devido à estabilização da estrutura de sua 16 estrutura, levando também ao aumento da capacidade de retenção de água, fornecendo nutrientes para as plantas e propiciando maior rendimento de biomassa (SINGH; AGRAWAL, 2008), pois em sua composição há elevados teores de macro (N, P, Ca, Mg) e micronutrientes (Cu e Zn) (TRIGUEIRO E GUERRINI, 2003; SINGH E AGRAWAL, 2008; LU et al., 2012). Aplicação do lodo de esgoto: reflexo nas propriedades químicas do solo a longo prazo O uso de materiais orgânicos pode funcionar como um catalisador do processo de recuperação do solo, pois causa efeitos positivos em suas propriedades físicas e químicas. A matéria orgânica presente no lodo de esgoto tem papel fundamental na melhoria de diversos atributos químicos, tais como a capacidade de troca catiônica (CTC) e no fornecimento de diversos nutrientes que são absorvidos pelas plantas (N, P, Ca, Mg, S, Zn), de maneira que estes se apresentam na forma orgânica, e são liberados gradativamente por meio de processos oxidativos e da mineralização, principalmente em solos tropicais e subtropicais (MELO; MARQUES, 2000; SINGH; AGRAWAL, 2008; LU et al., 2012; MELO et al., 2018; FLORENTINO et al., 2019). Os critérios para o uso desse material incluem a determinação de limites de patógenos, indicadores de substancias bacteriológicas e inorgânicas e o monitoramento de algumas substâncias orgânicas (BITTENCOURT et al., 2014; BITTENCOURT et al., 2017). Nos solos florestais, esse tipo de aplicação pode apresentar um efeito diferenciado, uma vez que o manejo florestal apresenta um ciclo de rotação mais longo em comparação aos ciclos agrícolas (OUIMET et al., 2015). Os autores observaram aumento dos teores de nitrogênio, fósforo e cobre nas camadas mais superficiais do solo (profundidade de 0 - 5 cm), quando compararam parcelas com e sem aplicação de lodo, em plantios do gênero Pinus. Cerca de 15 anos após a aplicação, no entanto, nas camadas mais profundas (20 - 40 cm), os mesmos autores constaram que os teores de N total e cálcio foram reduzidos nos tratamentos com biossólido, ao mesmo tempo que a acidez trocável aumentou. Florentino et al. (2019) estudando o efeito a longo prazo da aplicação de lodo de esgoto em solos com plantios de eucalipto e constataram que, até 17 anos após a aplicação do material, alguns efeitos residuais podem ser detectados nas parcelas 17 onde foi feita a aplicação do lodo. Ainda, nestas parcelas, os teores de matéria orgânica do solo, N e P totais e CTC foram, em geral, mais elevados. Goulart et al. (2019) estudaram o efeito do lodo de esgoto nos teores de micronutrientes do solo nove anos após a aplicação em um área recuperada com espécies nativas da Mata Atlântica, e constaram que os teores de micronutrientes analisados (B, Fe, Cu, Mn e Zn) foram maiores nos tratamentos com o material orgânico, em todas as profundidades estudadas (até 1m de profundidade), exceto para o manganês na camada de 20 - 40 cm, quando comparados com parcelas sem aplicações ou apenas com fertilização mineral. Utilização de espécies arbóreas nativas na recuperação de áreas degradadas Entre os principais desafios ambientais do século XXI, consta a recuperação de áreas que foram degradadas por métodos extensivos de produção agropecuária. As florestas tropicais perenes e caducifólias ocupavam originalmente, a nível mundial, 17 milhões de quilômetros quadrados e ocupam 64% do espaço original, com forte indicação de maiores perdas no futuro (WRIGHT, 2010). Segundo a SER (2004), as técnicas de recuperação ambiental englobam a sustentabilidade do ecossistema, ou seja, a área deve conseguir se manter e evoluir ao longo do tempo do ponto de vista sucessional e de diversidade de espécies. Assim, o objetivo do processo é fazer com que a área consiga ser sustentável, tendo em vista a importância da biodiversidade, da ciclagem de nutrientes e do fluxo de energia neste processo, influenciando assim o crescimento contínuo do ponto de vista biológico. Nesse contexto, as técnicas de restauração devem ser conduzidas de maneira clara, contendo objetivos concisos, além de diretrizes para o seu monitoramento (OLIVEIRA et al., 2021). É altamente recomendada a utilização de espécies nativas para a recuperação de áreas degradadas, acarretando em melhorias continuas na qualidade do solo em todas as suas propriedades. Inicialmente, as copas das árvores e a serapilheira desempenham importante papel no amortecimento do impacto de gotas de chuva no solo, diminuindo o processo erosivo, mantendo a estabilidade dos agregados do solo e a infiltração de água. A serapilheira aumenta, também, o teor de matéria orgânica 18 presente no solo, elevando o seu estoque de nutrientes e fornecendo substrato aos microrganismos (GONÇALVES et al., 2003; BRANCALION et al., 2019). Diversos trabalhos demonstram que as áreas florestais apresentam melhores características físicas e químicas do solo quando comparadas com pastagens e áreas agrícolas. Santos et al. (2010) estudaram os atributos físicos e químicos do solo em áreas sob pastejo comparativamente com áreas de mata nativa, em uma propriedade rural localizada na microrregião do Brejo Paraibano. Os autores verificaram que, em relação à mata nativa, tanto as áreas com pastagem semidegradada como as degradadas apresentaram qualidade do solo inferior (propriedades físicas e químicas), comprovando a importância da vegetação florestal na manutenção da qualidade do solo. Fertilização em projetos de restauração florestal e o uso do lodo de esgoto As práticas silviculturais utilizadas em plantações de espécies nativas visando a restauração de ecossistemas historicamente receberam pouco investimento e atenção, devido a visão antiga e erroneamente aplicada de normalmente não se ter grandes possibilidades de retornos financeiros dessas áreas e também pelo período de crescimento infinitamente maior quando comparado com plantações florestais que utilizam espécies de rápido crescimento (SAMPAIO et al., 2007; CAMPOE et al., 2010). No entanto, ao longo dos últimos anos muitos autores indicam que a ausência ou baixas taxas de fertilização acabam expondo de maneira excessiva as plantas ao estresse, reduzindo assim a sobrevivência dos plantios (ENGEL E PARROTA, 2001; CAMPOE et al., 2010). Portanto, o uso de fertilização nos plantios que buscam a restauração de ecossistemas degradados é crucial para um maior sucesso do projeto, em termos de crescimento e sobrevivência de plantas. Contudo, quando se busca informações para o estabelecimento de plantios florestais com espécies nativas da Mata Atlântica, nota- se claramente a escassez de informações sobre suas necessidades nutricionais. A literatura é, em sua maioria, para a produção de mudas ou crescimento inicial de plantas, mas pouquíssimas abordando as respostas de diferentes espécies às adubações feitas em campo, considerando os possíveis efeitos a longo prazo. Diante disso, torna-se um grande desafio a formulação de modelos de adubação para projetos de recuperação de áreas degradadas, o que exige a obtenção de informações 19 sobre as exigências nutricionais e a resposta das espécies utilizadas aos diferentes tipos de fertilizantes que existem atualmente, incluindo o lodo de esgoto (FEREZ et al., 2015). Estudos vêm demonstrando diversos benefícios relacionados à aplicação deste material em diversos plantios florestais. Colodro e Espíndola (2006) e Alves et al. (2007) evidenciaram incrementos no crescimento de plantas de eucalipto e de espécies nativas de Cerrado com o uso do lodo. Ricci et al. (2010) estudaram a aplicação de lodo de esgoto compostado em uma área degradada revegetada com espécies nativas do Cerrado e verificaram que o fertilizante orgânico promoveu incremento dos teores de P, Ca, Mg, K, Mn e Fe e do pH do solo, levando-os a recomendar sua aplicação como alternativa para a recuperação de solos de áreas degradadas e nutrição de espécies nativas. Trabalhos realizados na Mata Atlântica também apontam efeitos positivos da utilização do lodo de esgoto nas características físico-químicas do solo e, também, no crescimento de espécies nativas, quando comparada com a aplicação de fertilizantes minerais ou sem nenhum tipo de utilização de adubos (SILVA; PINTO, 2010; SAMPAIO et al., 2012; GOULART et al., 2019; SILVA et al., 2020). Influência das micorrizas na produtividade das plantas As associações simbióticas existentes entre fungos micorrízicos e raízes de plantas, no solo, são uma característica importantíssima para a sobrevivência da maioria das plantas terrestres. A natureza dessa relação vem das trocas nutricionais entre a planta e o fungo, onde o micélio micorrízico tem acesso a nutrientes minerais presentes no solo e os entrega às plantas hospedeiras que, em troca, disponibilizam compostos com carbono (SMITH; READ, 2008; VAN DER HEIJDEN et al., 2015). Estima-se que os fungos possam fornecer quase 100% do fósforo absorvido por algumas espécies, a depender das condições do ambiente e, em troca, algumas plantas podem ceder de 4 a 20% dos seus fotoassimilados (LERAT et al., 2003; SMITH et al., 2011). Esta categoria de fungos tem papel decisivo nos ecossistemas terrestres, pois influenciam diversos processos presentes na dinâmica dos ecossistemas, tais como a ciclagem de nutrientes e carbono, agregação de partículas do solo e decomposição de serapilheira (RILLIG; MUMMEY, 2006; LINDAHL et al.; 2007). 20 Diante dessas mudanças no ambiente físico e biológico, as associações propiciam taxas mais altas de sobrevivência e crescimento de plantas, aumentando a tolerância a estresses bióticos e abióticos, tendo reflexos diretos na produtividade e na estrutura da comunidade vegetal (RAPPARINI, PEÑUELAS, 2014). A estrutura da comunidade de plantas de uma determinada área também pode ser influenciada dinamicamente pela composição de comunidades de fungos micorrízicos, ocasionando mudanças ao longo de toda vida do ecossistema (RILLIG; MUMMEY, 2006). Dinâmica de fungos micorrízicos em ecossistemas florestais e a influência do manejo e de fatores bióticos e abióticos A ocorrência dessa relação planta-fungo depende das características do ambiente, como pH do solo, tipo de solo, clima, estágio sucessional e espécies de plantas hospedeiras presentes (WINAGRASKI et al., 2019). Assim como existem relações entre a diversidade e abundância de espécies de fungos e a composição de espécies florestais nos diferentes ambientes, também existem entre diferentes estágios sucessionais (ZANGARO et al., 2000; UIBOPUU et al., 2009; KIKVIDZE et al., 2010; SHI et al., 2016). Em um trabalho sobre a diversidade dos fungos micorrízicos arbusculares (FMA) em ecossistemas florestais do Brasil, Winagraski et al. (2019) executaram uma análise de bibliografia considerando o período entre os anos 1998 e 2018, onde foram computados 78 artigos sobre o tema. Os autores concluíram que os biomas com maior número de registros de espécies de fungos micorrízicos são a Amazônia e a Mata Atlântica, com 132 e 101 ocorrências, respectivamente. No entanto, os autores destacam que os estudos sobre diversidade de espécies ainda são incipientes no Brasil. As árvores pertencentes a estágios iniciais de sucessão florestal, como espécies pioneiras e secundárias iniciais, apresentam altas respostas de crescimento quando relacionados com FMA, com altas taxas de colonização radicular e, por outro lado, as árvores secundárias e clímax exibem comportamento oposto (ZANGARO et al., 2003; LACERDA et al., 2011; ZANGARO et al., 2013). Outros fatores, como a sazonalidade e os tratos silviculturais também tendem a influenciar a dinâmica populacional desses microrganismos (CARDOSO et al., 2003). 21 Inicialmente, constatou-se que nas regiões tropicais, a maior parte da esporulação dos FMA ocorre durante a estação seca, sendo esse fato associado ao aspecto fenológico das plantas (CARDOSO et al., 2003; BIRHANE et al., 2010). No entanto, alguns autores relataram exatamente o contrário, ou seja, a densidade de esporos nos solos era até nove vezes mais abundante na estação chuvosa, quando comparada com a estação seca em uma floresta atlântica no sudeste do Brasil (AIDAR et al., 2004; PAGANO et al., 2009; ZANGARO et al., 2013), porém a maioria desses estudos não envolveram áreas que foram manejadas com técnicas silviculturais. O manejo silvicultural é um fator que tem fortes efeitos na comunidade micorrízica dos diferentes ecossistemas florestais, tendo em vista que apesar dos poucos estudos envolvendo a resposta dessa comunidade em projetos de restauração ecológica, alguns estudos demonstram que aplicação de fertilizantes durante a revegetação pode potencialmente aumentar a densidade de esporos (CAMPOS et al., 2011; MARINHO et al., 2004). Em relação ao uso de lodo de esgoto, poucos experimentos no Brasil retratam a influência desse resíduo orgânico na dinâmica populacional dos FMA, principalmente em ecossistemas florestais. Modesto et al. (2009) demonstraram que em tratamentos com adubação orgânica (apenas lodo de esgoto ou lodo de esgoto em conjunto com outros materiais orgânicos), quando comparados com fertilização mineral, as espécies jatobá-do-cerrado e monjoleiro apresentaram as taxas mais altas de colonização e densidade de esporos, comprovando a influência positiva do lodo na dinâmica desses microrganismos. Justificativa e objetivos Fundamentalmente, o presente estudo justifica-se pela importância de se restaurar ambientes degradados, principalmente os localizados no bioma da Mata Atlântica, considerando a necessidade de se desenvolver técnicas inovadoras cuja implementação resulte em ganhos de eficiência na restauração ecológica. A recuperação de ecossistemas degradados atualmente é muito discutida, sendo um ponto central no desenvolvimento de políticas ambientais ao redor do mundo (ARADOTTIR; HAGEN, 2013; JACOBS et al., 2015). Diante disso, as práticas de manejo que privilegiam a utilização de resíduos orgânicos como fertilizantes, automaticamente incorporam carbono no solo e são consideradas alternativas importantes para a mitigação das mudanças climáticas 22 (TIAN et al., 2009). A literatura atualmente sugere que a aplicação do material orgânico no solo contribui para o processo de armazenamento de carbono orgânico e nutrientes, devido ao aumento da taxa de decomposição por parte dos microrganismos. Portanto, é crucial se entender a dinâmica de desenvolvimento desses organismos para se entender o processo de expansão e crescimento dos ecossistemas (RYALS; SILVER, 2013; URZEDO et al., 2013). Considerando esse contexto, os FMA são organismos que têm influência sob o processo de estabilização da matéria orgânica do solo, na decomposição de resíduos vegetais e no crescimento vegetal e, portanto, estão diretamente ligados à disponibilidade e ciclagem de nutrientes, regulando assim o equilíbrio de carbono e nutrientes no solo (ZIFCAKOVÁ et al., 2016; TRESEDER; LENNON, 2015). No entanto, ainda se verifica carência de pesquisas sobre a ocorrência dos FMA nos diversos biomas e a influência desses organismos no desenvolvimento de projetos de recuperação de ecossistemas (POWELL; RILIG, 2018). No Brasil, a maioria dos estudos recentes busca entender a dinâmica populacional natural desses microrganismos ao longo de diferentes estágios sucessionais, bem como compreender quais são os fatores que guiam os processos de reprodução (produção de esporos) e de colonização de raízes, porém são poucos os trabalhos desenvolvidos em projetos de restauração que utilizam diferentes técnicas de manejo (ZANGARO et al., 2012a; b; 2013). Portanto, este trabalho visa contribuir com as pesquisas sobre o efeito da utilização de diferentes fontes de nutrientes no crescimento de espécies arbóreas em projetos de restauração ecológica, assim como entender as consequências da utilização do lodo na dinâmica de fungos micorrízcos e na fertilidade do solo em projetos de restauração florestal. O projeto tem dois objetivos principais: 1) Entender como as fontes de nutrientes influenciam a longo prazo o crescimento das espécies nativas da Mata Atlântica, os teores foliares nutricionais, bem como a fertilidade do solo em uma área em processo de restauração. 2) Entender como a presença e o tipo de fertilização, e a sazonalidade interferem na dinâmica de colonização de raízes e densidade de esporos de FMA em uma área em processo de restauração. 23 A hipótese principal é: O lodo de esgoto pode promover a longo prazo maiores crescimento e teores foliares nutricionais nas espécies arbóreas nativas, também proporcionando melhores níveis de fertilidade do solo, além de proporcionar maiores taxas de colonização de raízes e de reprodução de esporos de FMA, quando comparado com a utilização de adubação mineral ou com o tratamento sem nenhum tipo de fertilização, em uma área em processo de restauração. 24 CAPÍTULO 1 - EFEITO RESIDUAL DE DIFERENTES FERTILIZANTES NO CRESCIMENTO E NUTRIÇÃO DE ESPÉCIES NATIVAS DA MATA ATLÂNTICA E NA FERTILIDADE DO SOLO EM UM PROJETO DE RESTAURAÇÃO FLORESTAL. INTRODUÇÃO A Floresta Atlântica Brasileira originalmente cobriu mais de 1.450.000 km² do território brasileiro, e atualmente provém relevantes serviços ecossistêmicos a mais de 125 milhões de brasileiros que vivem em seus domínios, incluindo o papel decisivo da floresta na regulação do clima e na cultura de diversos estados brasileiros (JOLY et al., 2014). O desmatamento no bioma atlântico é um fenômeno antigo e intenso, que resultou em apenas 12,4% do território original mantido em pé (SOS Mata Atlântica/INPE, 2019). O avanço das discussões a respeito do meio ambiente em nível nacional e global nos últimos anos acabaram exercendo constante pressão nos governos e na sociedade civil, criando uma demanda pela recuperação dos territórios degradados em todo Brasil. Considerando o nível de degradação da Mata Atlântica, a necessidade de recuperação fica ainda mais evidente (GUERRA et al., 2020; OLIVEIRA et al., 2021). Diante dessa necessidade, as técnicas utilizadas no processo de restauração vêm sendo cada vez mais discutidas. Os projetos de restauração em sítios degradados inicialmente não contemplavam técnicas da silvicultura de florestas plantadas, tais como o preparo de solo, fertilização e controle de plantas daninhas (FEREZ et al., 2015). No entanto, nos últimos anos diversos autores afirmam que essa silvicultura intensiva pode maximizar acúmulos de biomassa e benefícios nas questões ligadas à biodiversidade de espécies nativas (CAMPOE et al., 2010; FEREZ et al., 2015; BRANCALION et al., 2019). Para que o emprego de insumos como os fertilizantes seja realizada da maneira correta, é necessário que os esforços para o conhecimento a respeito das demandas nutricionais das espécies nativas da Mata Atlântica sejam intensificados, considerando que atualmente existe um grande déficit quanto a essas informações (FEREZ et al., 2015). Perante esse contexto, a necessidade do estabelecimento de projetos que permitam melhor entendimento da restauração florestal na Mata Atlântica é evidente, 25 assim como a uso de técnicas e insumos que auxiliem nesse processo, tal como adição de resíduos orgânicos para a recuperação de solos degradados (SINGH; AGRAWAL, 2008; LU et al., 2012;). Nesse sentido, a utilização do lodo de esgoto como fertilizante pode representar uma importante oportunidade, pois esse material tem em seu descarte uma problemática sanitária relevante e apresenta características físico-químicas que são interessantes para a sua utilização em plantios florestais (SINGH; AGRAWAL, 2008; BITTENCOURT et al., 2014; 2017). Diversos estudos demonstram os efeitos benéficos da utilização desse resíduo como promotor do crescimento vegetal imediato e como condicionador de solo, pois o mesmo aumenta os teores de N, P e micronutrientes além de que até 50% da sua massa pode ser em matéria orgânica, fator esse que demonstra o potencial da aplicação a médio e longo prazo (SINGH; AGRAWAL, 2008; LU et al., 2012; HAMDI et al., 2019; SKOWRÓNSKA et al.,2020). De maneira geral, existem diversos trabalhos que mostram resultados positivos na restauração de ecossistemas utilizando diversos resíduos orgânicos, incluído entre eles o lodo de esgoto (PASCHKE et al., 2005; KOWALJON et al., 2010; SIMCOCK et al., 2019; FERREIRO et al., 2020). Para esse último, entanto, os experimentos foram realizados com o objetivo de avaliar os efeitos a médio e longo prazo, e a maioria buscava demonstrar o efeito da sua aplicação na fertilidade do solo e no crescimento de plantações, com uma ou poucas espécies florestais. Estes trabalhos apontam que o efeito residual é positivo e, significativamente, maior quando comparado com áreas onde foi aplicado isoladamente ou com fertilização mineral (ORTIZ et al., 2012; XUE et al., 2015; MOSQUERA-LOSADA et al., 2015; OUIMET et al., 2015; FERRAZ et al., 2016; FLORENTINO et al., 2019). Tratando-se da recuperação de ecossistemas brasileiros, a escassez de informações aumenta, pois são poucos os trabalhos apontando os efeitos imediatos ou residuais do lodo de esgoto nas características do solo e no crescimento das espécies vegetais nativas (SILVA; PINTO, 2010; SAMPAIO et al., 2012; GOULART et al., 2019; SILVA et al., 2020). Diante desse contexto, torna-se essencial entender como se dá o efeito a longo prazo da aplicação de lodo de esgoto na fertilidade do solo e no crescimento de espécies nativas da Mata Atlântica em um projeto de restauração florestal. 26 MATERIAL E METODOS Caracterização da área O experimento está localizado na Fazenda Entre-Rios da Companhia Suzano S/A, na região de Angatuba-SP. As coordenadas geográficas da área são: 23° 18’ de latitude S e 48° 30’ O com altitude média de 636 m. Segundo a classificação de Koppen o clima da região é classificado como Cwa, indicando um clima úmido, quente, com inverno seco. A precipitação pluvial média é de 1308 mm por ano com uma temperatura média anual de 18 ºC. O relevo da área é plano e o solo, classificado como Neossolo Quartzarênico (EMBRAPA, 2013). Antes da implantação do experimento, o solo da área apresentava-se degradado devido à perda da camada superficial e com alto grau de compactação, devido ao uso anterior como pátio de madeira (SAMPAIO et al., 2012). Delineamento, implantação e aplicações dos tratamentos O experimento foi instalado em 2005, onde inicialmente a área foi raspada para retirada da vegetação espontânea e o solo foi então preparado por meio de subsolagem cruzada, usando subsolador de dupla haste a 40 - 50 cm de profundidade. O delineamento utilizado foi o de blocos ao acaso com 8 tratamentos e 4 repetições, totalizando 32 parcelas de 384 m² cada. Os tratamentos aplicados na implantação foram: tratamento controle (sem aplicação de adubação), adubação mineral completa, adubação apenas com potássio e doses crescentes de lodo de esgoto cru (2,5; 5; 10; 15 e 20 Mg ha-¹), com acréscimo de potássio mineral em cada dose. A adubação mineral foi realizada conforme recomendações para espécies nativas da Mata Atlântica (GONÇALVES et al., 2003). O lodo de esgoto utilizado em cada parcela foi obtido da Estação de Esgoto de Jundiaí-SP, e suas características químicas estão descritas no anexo A. O tratamento com adubação mineral completa foi: 260 kg ha-¹ da fórmula 6-30-10 + 0,3% B no plantio além da adição de 1 kg ha-¹ de Zn. A incorporação de todos os fertilizantes (lodo e adubação mineral) foi realizada nas linhas de plantio. Concomitantemente, realizou-se o plantio de dez espécies nativas pioneiras, secundárias e clímax, selecionadas em função de suas características ecológicas e silviculturais com ocorrência no bioma da Mata Atlântica (SAMPAIO et al., 2012). Em 27 cada parcela foram plantadas 81 mudas (9 linhas com 9 plantas cada), dispostas em espaçamento de 3,0 m entre linhas e 2,0 m entre plantas (Figura 1). P P P P P P P P P P P S P S P S P P P S C S C S C S P P P S P S P S P P P S C S C S C S P P P S P S P S P P P S C S C S C S P P P S P S P S P P P P P P P P P P P Figura 1. Distribuição inicial das espécies em cada parcela no plantio. P = Pioneiras; S = Secundárias; C = Clímax. 2ª aplicação dos tratamentos Onze anos depois do processo de implantação da área experimental e da aplicação dos tratamentos, foi realizada uma nova aplicação seguindo o mesmo delineamento, substituindo, porém, o lodo de esgoto cru pelo composto de lodo de esgoto. O composto utilizado atendeu todos os critérios estabelecidos pela Resolução N. 375 (CONAMA, 2006). As doses do material aplicado por área foram: 10; 20; 30; 40 e 50 Mg ha-¹. As características químicas dos materiais utilizados nas duas aplicações estão descritas no anexo A. O fertilizante orgânico foi fornecido pela empresa Tera Ambiental que está localizada junto à Estação de Tratamento de Esgoto de Jundiaí/SP e a dose de K utilizada como suplementação foi a mesma utilizada na adubação mineral. A aplicação dos fertilizantes foi realizada nas entrelinhas do plantio, sem incorporação. Os insumos foram posicionados de maneira central em cada entrelinha, em faixas contínuas. A caracterização química dos materiais orgânicos aplicados em ambas as aplicações está disponível no apêndice A. A adubação mineral também foi realizada conforme recomendações de adubação para espécies nativas da Mata Atlântica (GONÇALVES et al., 2003). Nas parcelas que receberam adubação mineral, foi utilizada a formulação NPK 10-30-10 +0,5% B + 0,5% Cu + 0,5% Zn, na quantidade de 260 kg ha-¹. O tratamento com 28 apenas potássio recebeu a mesma dose de K do tratamento com adubação mineral completa. Avaliações realizadas Após quinze anos do plantio e duas aplicações de fertilizantes (realizadas em 2005 e 2016) foram realizadas avaliações a respeito do crescimento (variáveis biométricas), dos aspectos nutricionais e da fertilidade de solo, a fim de se entender os efeitos a longo prazo das fertilizações nestas variáveis. Foram avaliadas seis espécies na área experimental, sendo duas espécies de cada estágio sucessional: Aroeira-pimenteira (Schinus terebinthifolia Raddi) e Capixingui (Croton floribundus Spreng) (Pioneiras); Angico-vermelho (Anadenanthera macrocarpa (Benth.) Brenan) e Canafístula (Peltophorum dubuim (Spreng.) Taub.) (Secundárias); Copaíba (Copaifera langsdorffii Desf.) e Jatobá (Hymenaea courbaril L.) (Clímax). Crescimento das espécies arbóreas O crescimento foi avaliado por meio das variáveis: altura e DAP (diâmetro na altura do peito – 1,3 m do solo). Para aferir a altura das árvores foi utilizado o clinômetro eletrônico Haglof. O DAP foi aferido com o auxílio de uma suta de precisão. Diante disso, foram calculados a altura média e o diâmetro médio para cada espécie e tratamento. Obtendo-se os diâmetros coletados, foi calculada a área seccional de cada planta, e a área basal (AB) foi encontrada com a somatória das áreas seccionais de cada planta, por meio da fórmula (BATISTA et al., 2014): 𝐴𝐵 = ∑ 𝑔𝑖 = ∑ 𝜋. 𝐷𝐴𝑃𝑖² 4 𝑛 𝑖=1 𝑛 𝑖=1 gi = Área seccional em m² AB = Área basal em m² DAP = Diâmetro a altura do peito em m 29 Com isso foram encontrados os parâmetros para a área basal por meio da somatória das áreas seccionais por espécie e por tratamento. Após isso, os dados foram extrapolados para se obter os resultados em m² por hectare. Teores foliares nutricionais das espécies Foram colhidas folhas recém-maduras do terço superior das copas em cada um dos pontos cardeais das espécies avaliadas. Em seguida, foi executada a lavagem, secagem do material vegetal por meio de estufas de ventilação forçada a 65 ºC, pesagem, e moagem em moinho tipo Willey. A partir do material moído foi realizada a quantificação dos teores de macronutrientes, conforme metodologias descritas em Malavolta et al. (1997). Coleta do solo e análise química O solo foi amostrado nas camadas de 0 - 20, 20 - 40 e 40 - 60 cm de profundidade. As amostras foram obtidas da parte central de cada parcela, por meio da formação de trincheiras de 0,5 m de diâmetro nas entre linhas do plantio. Para cada profundidade foram coletadas 2 ou 3 amostras simples de cada lateral da trincheira, formando uma amostra composta por parcela. As amostras foram secas em estufa e processadas em peneiras de 2 mm. Feito esse processamento, foi executada a análise química básica, obtendo os seguintes dados: teor de matéria orgânica (MO), pH, acidez potencial (H+Al), teores de macronutrientes, assim como foi calculada capacidade de troca catiônica (CTC), de acordo com Raij et al. (2001). Análise estatística Todos os dados foram verificados de acordo com as suposições de normalidade dos resíduos (Teste de Shapiro-Wilk) e homogeneidade de variâncias (Teste de Bartlett). Posteriormente, os mesmos foram submetidos à análise de variância ANOVA. Quando encontradas diferenças significativas, as médias dos tratamentos foram comparadas pelo teste de Scott-Knott a 5% de probabilidade. Os resultados dos tratamentos com doses do fertilizante orgânico foram submetidos à análise de regressão. As equações e parâmetros das regressões realizadas a partir do crescimento por espécies estão no apêndice B. 30 RESULTADOS Variáveis biométricas (Altura, diâmetro e área basal) De maneira geral, os tratamentos com lodo a partir da dose de 20 Mg ha-¹ ainda mostram diferenças significativas em termos de crescimento geral, quando comparadas com o tratamento controle nas três variáveis estudadas, conforme as figuras 2 e 3 demostram. Quando comparados com a adubação mineral completa, os tratamentos com lodo de esgoto a partir de 20 Mg ha-¹ foram significativamente semelhantes na variável altura (Figura 2). Para o diâmetro, as três maiores doses de lodo foram superiores as demais, e para a área basal, a adubação com potássio foi igual estatisticamente as doses de 20, 30 e 40 Mg ha-¹ (Figura 2 e 3). Em todas as variáveis estudadas, sempre em uma das duas maiores doses (50 e 40 Mg ha-¹) foram obtidos os melhores resultados: 9,37 m para altura média; 12,85 cm para diâmetro médio; 26,82 m² ha-¹ para área basal total (Figura 2 e 3). Figura 2. Médias de altura e diâmetro entre todas as espécies em função dos tratamentos. *Médias seguidas pelas mesma letra não diferem entre si pelo Teste de Scott Knott a 5%. *** Regressão – * - p<0,005; ** - p<0,001. Figura 3. Área basal total em função dos tratamentos. *Médias seguidas pelas mesma letra não diferem entre si pelo Teste de Scott Knott a 5%. *** Regressão – * - p<0,005; ** - p<0,001. 31 Espécies pioneiras (Aroeira-pimenteira e Capixingui) As espécies pioneiras demonstraram comportamentos diferentes de crescimento em função da adubação. A espécie aroeira-pimenteira apresentou crescimento significativamente superior nas duas maiores doses do material orgânico, para todas as variáveis estudadas, quando comparado com o tratamento controle (Tabela 1). Quando comparados os tratamentos com lodo e com adubação mineral (completa ou apenas com K), para altura as doses de 20, 40 e 50 Mg ha-¹ foram iguais estatisticamente a ambos os tratamentos com adubação mineral (Tabela 1). Para o diâmetro, todas as doses de lodo foram iguais estatisticamente aos tratamentos com fertilização mineral (Tabela 1). No caso da área basal, apenas a aplicação de K foi equivalente estatisticamente as duas maiores doses de lodo (Tabela 1). Em todas as variáveis, as maiores médias foram obtidas nas doses de 50 Mg ou 40 Mg do lodo, tendo os seguintes valores: 8,08 m para altura; 22,92 cm para diâmetro; 13,26 m² ha-¹ para AB. No entanto, para o Capixingui as variáveis de altura e diâmetro não mostraram diferenças entre os tratamentos, apresentando médias de 11,06 m de altura e 14,28 cm de diâmetro. Para a AB, as doses de 20, 30 e 40 Mg ha-¹ do fertilizante orgânicos foram superiores aos demais tratamentos (Tabela 1). Espécies Secundárias (Angico-vermelho e Canafístula) A espécie Canafístula apresentou diferenças entre os tratamentos nas variáveis altura e área basal. Para a altura, as doses de lodo de esgoto se mostraram superiores aos demais tratamentos, com exceção da dose de 40 Mg ha-¹ (Tabela 1). Na área basal, os tratamentos com lodo de esgoto a partir da dose de 20 Mg ha-¹ foram estatisticamente superiores ao demais (Tabela 1). Não houve diferenças entre os tratamentos para o diâmetro, com média de 6,55 cm. Para o Angico-vermelho, os tratamentos com lodo de esgoto foram estatisticamente iguais a adubação mineral para as variáveis altura e diâmetro, sendo que no caso da última variável, o controle também se igualou as doses do composto (Tabela 2). No caso da área basal, os tratamentos controle e adubação mineral completa foram superiores aos demais (Tabela 2). 32 Espécies Clímax (Jatobá e Copaíba) Para a Copaíba, as maiores médias de altura e diâmetro foram obtidas nos tratamentos com lodo (Tabela 2) não havendo diferenças entre as doses. Para a área basal não houve diferenças entre os tratamentos, obtendo média de 0,18 m² ha-¹. Para o Jatobá, existiram diferenças significativas entre os tratamentos para as variáveis diâmetro e área basal (Tabela 2). Para o diâmetro, as maiores médias foram obtidas nas doses de 30, 40 e 50 Mg ha-¹ de composto de lodo de esgoto, sendo superiores estatisticamente a todos os outros tratamentos (Tabela 2). Na área basal, as doses de 20, 30, 40 e 50 Mg ha-¹, além da adubação mineral completa, foram superiores aos demais tratamentos (Tabela 2). Para altura não existiram diferenças entre os tratamentos, obtendo-se média de 6 metros. 33 Tabela 1. Média das variáveis biométricas das espécies Aroeira-Pimenteira, Capixingui e Canafístula em função dos tratamentos. Aroeira-pimenteira Capixingui Canafístula Tratamento Altura Diâmetro Área Basal Altura Diâmetro Área Basal Altura Diametro Área Basal m cm m² ha-¹ m cm m² ha-¹ m cm m² ha-¹ Controle 5,67 b 8,6 b 5,18 b 11,32 a 15,83 a 7,82 b 3,57 b 4,91 a 0,54 b AM 7,47 a 17,62 a 6,05 b 10,21 a 13,68 a 6,02 c 4,92 b 6,92 a 0,88 b K 7,14 a 17,59 a 12,01 a 11,54 a 14,31 a 8,97 b 5,80 b 5,92 a 0,54 b 10 Mg 6,53 b 16,23 a 9,06 b 10,98 a 11,80 a 6,77 c 6,57 a 6,17 a 0,8 b 20 Mg 6,96 a 15,35 a 5,73 b 11,36 a 15,11 a 9,73 a 7,16 a 6,90 a 1,64 a 30 Mg 6,07 b 19,54 a 7,94 b 11,36 a 14,90 a 10,04 a 8,19 a 7,33 a 1,2 a 40 Mg 7,29 a 22,92 a 10,96 a 11,08 a 14,56 a 9,42 a 5,45 b 6,28 a 0,92 a 50 Mg 8,08 a 22,21 a 13,26 a 10,63 a 14,01 a 6,56 c 8,20 a 7,97 a 1,16 a Regressão L ** L** L** ns ns ns L* ns Q* *Médias na mesma coluna seguidas pela mesma letra não diferem entre si pelo Teste de Scott Knott a 5%. **Na linha de regressão: L – Regressão Linear; Q – Regressão Quadrática. ** -p< 1%; * - p< 5% Tabela 2. Média das variáveis biométricas das espécies Angico-vermelho, Copaíba e Jatobá em função dos tratamentos. Angico-vermelho Copaíba Jatobá Tratamento Altura Diâmetro Área Basal Altura Diâmetro Área Basal Altura Diametro Área Basal m cm m² ha-¹ m cm m² ha-¹ m cm m² ha-¹ Controle 13,62 b 21,23 a 8,21 a 4,8 b 3,66 c 0,19 a 5,33 a 3,6 b 0,06 b AM 15,99 a 23,83 a 6,77 a 4,25 b 3,19 c 0,31 a 8,20 a 4,48 b 0,16 a K 11,81 b 16,34 b 3,12 c 3,43 b 3,15 c 0,04 a 5,11 a 4,6 b 0,04 b 10 Mg 12,7 a 18,22 b 4,63 b 3,87 b 3,05 c 0,30 a 5,50 a 5,13 b 0,04 b 20 Mg 15,07 a 22,6 a 4,5 b 4,25 b 4,36 b 0,06 a 5,34 a 4,58 b 0,22 a 30 Mg 14,68 a 21,17 a 5,16 b 5,24 a 5,03 a 0,20 a 4,90 a 6,13 a 0,17 a 40 Mg 14,91 a 23,6 a 5,24 b 6,75 a 5,29 a 0,14 a 7,28 a 6,25 a 0,14 a 50 Mg 15,21 a 21,03 a 2,4 c 6,48 a 5,30 a 0,19 a 6, 92 a 6,30 a 0,16 a Regressão ns ns L** ns L** ns ns L** Q** *Médias na mesma coluna seguidas pela mesma letra não diferem entre si pelo Teste de Scott Knott a 5%. **Na linha de regressão: L – Regressão Linear; Q – Regressão Quadrática. ** -p< 1%; * - p< 5. 3 3 34 Teores foliares Espécies Pioneiras (Aroeira-pimenteira e Capixingui) No caso da Aroeira, houve diferenças entre os tratamentos para P, K, Ca, e S. O fósforo apresentou seus maiores teores nas doses de 20, 30 e 40 Mg ha-¹, sendo superiores estatisticamente quando comparados aos demais tratamentos (Tabela 3). Para o potássio, os maiores teores foram obtidos nos tratamentos controle e nas doses de 20 e 30 Mg ha-¹ do fertilizante orgânico (Tabela 3). Nos casos de cálcio e enxofre, os maiores teores foram obtidos nas doses de 50 Mg ha-¹ de lodo, no entanto, para Ca, a dose de lodo foi igual estatisticamente aos tratamentos com adubação mineral completa e com apenas potássio (Tabela 3). Para nitrogênio e magnésio não houve diferenças entre os tratamentos, apresentando médias de 16,8 e 2,8 g kg-¹ massa seca. O Capixingui apresentou diferenças significativas para N, P, Ca e Mg. Para o N, os maiores teores foram obtidos na dose de 50 Mg ha-¹, no controle e na adubação mineral completa (Tabela 3). Para P e Mg, os maiores teores foram obtidos nas doses de 50 Mg ha-¹ e 10 Mg ha-¹ respectivamente, e para o Ca, em ambas as doses já citadas anteriormente (Tabela 3). Não houve diferenças para K e S, obtendo-se médias de 10,7 e 2 g kg-¹ massa seca, respectivamente. Espécies secundárias (Angico-vermelho e Canafístula) No caso da Canafístula, não houve diferenças estatísticas entre os tratamentos para os seguintes nutrientes: nitrogênio, fósforo, potássio, cálcio e magnésio. Os teores médios obtidos foram de 20,2; 0,8; 5,2; 7 e 2,2 g kg-¹, respectivamente. No caso do S, os teores foram superiores nos tratamentos com lodo, independente da dose. (Tabela 4). O Angico-Vermelho apresentou diferenças entre os tratamentos para os teores de Ca e Mg, apresentando os maiores teores nas doses de 40 e 30 Mg ha-¹, respectivamente (Tabela 4). Para os demais nutrientes, não houve diferenças e as médias obtidas foram 24,7 (N), 1,1 (P), 5,5 (K) e 1,2 (S) g kg -¹ de massa seca. 35 Espécies Clímax (Copaíba e Jatobá) Os teores de P, K e Ca apresentaram diferenças entre tratamentos para a espécie Copaíba (Tabela 5). As maiores médias para o fósforo foram encontradas nas doses de 40 e 50 Mg ha-¹ e no tratamento com apenas K e para o cálcio nas doses de 30 e 50 Mg ha-¹. Para o potássio, o único teor abaixo dos demais foi encontrado no tratamento controle. Para N, Mg e S não houve diferenças entre as médias, e as médias obtidas foram de 21 g kg-¹ para o nitrogênio, 2,3 g kg-¹ para o magnésio e 1,1 g kg-¹ para o enxofre. Para o Jatobá, os teores que se diferenciaram entre os tratamentos foram do cálcio e magnésio, obtendo seus maiores teores ambos na adubação mineral completa (Tabela 6). Os demais nutrientes não apresentaram diferenças, e os resultados apontam para medias de 18,5; 1,3; 7,5 e 1,4 g kg-¹ para N, P, K e S, respectivamente. 36 Tabela 3. Teores médios de macronutrientes nas folhas de Aroeira-pimenteira e Capixingui em função dos tratamentos aplicados. Aroeira-pimenteira Capixingui Tratamentos N P K Ca Mg S N P K Ca Mg S ton ha-¹ ----------------------------g kg-¹ massa seca--------------------------- ----------------------------g kg-¹ massa seca-------------------------- Controle 17,2 a 1,4 c 13 a 4,5 c 2,8 a 1,4 c 26,7 a 1,7 d 11,2 a 5,7 d 5,3 c 1,9 a AM 17 a 1,4 c 11,5 b 6,1 a 2,8 a 1,3 c 27,4 a 1,8 d 9 a 6,6 c 6,1 b 2,0 a K 15,7 a 1,8 b 10,5 b 6,8 a 3,1 a 1,5 c 27,7 a 2,2 c 10,5 a 7,8 b 5,5 b 1,8 a 10 16,7 a 1,5 c 10,7 b 6,3 a 2,7 a 1,6 c 23,3 b 1,9 d 10,5 a 10,1 a 6,9 a 1,9 a 20 16,9 a 1,9 a 13,1 a 5,5 b 2,8 a 1,8 b 24,8 b 2,0 c 11,7 a 7,1 c 4,4 d 2,3 a 30 15,9 a 2,1 a 12,5 a 6,2 a 2,8 a 1,9 b 25,3 b 2,3 c 10,5 a 7 c 4,5 d 2,0 a 40 17,5 a 2 a 11,7 b 6,2 a 2,8 a 2,1 a 25,5 b 3,0 b 10,8 a 6 d 4,6 d 1,9 a 50 15 a 1,8 b 11,4 b 7 a 2,7 a 2,2 a 27,9 a 3,4 a 11 a 9,3 a 6 b 2,1 a Regressão ns Q** ns L** ns L** Q* L** ns L** Q** ns *Médias na mesma coluna seguidas pela mesma letra não diferem entre si pelo Teste de Scott Knott a 5%. **Na linha de regressão: L – Regressão Linear; Q – Regressão Quadrática. ** -p< 1%; * - p< 5% Tabela 4. Teores médios de macronutrientes nas folhas de Canafístula e Angico-vermelho em função dos tratamentos aplicados. Canafístula Angico-vermelho Tratamentos N P K Ca Mg S N P K Ca Mg S ton ha-¹ ----------------------------g kg-¹ massa seca--------------------------- ---------------------------- g kg-¹ massa seca-------------------------- Controle 20,2 a 0,8 a 5,0 a 7,0 a 2,3 a 1,7 b 23,9 a 1,1 a 5,8 a 3,8 b 2,1 c 1,3 a AM 20,3 a 0,8 a 5,0 a 7,5 a 2,3 a 1,8 b 23,4 a 1,1 a 5,8 a 3,9 b 2,8 b 1,2 a K 20,5 a 0,9 a 5,0 a 6,5 a 2,5 a 1,7 b 24,5 a 1,0 a 4,9 a 4,8 b 2,6 b 1,2 a 10 19,0 a 0,8 a 5,8 a 7,7 a 2,0 a 2,6 a 24,9 a 1,0 a 5,4 a 3,7 b 2,3 c 1,3 a 20 21,0 a 0,8 a 5,0 a 5,7 a 2,2 a 2,3 a 26,0 a 1,2 a 5,4 a 4 b 2,1 c 1,3 a 30 20,0 a 1,0 a 5,0 a 7,0 a 2,2 a 2,6 a 25,0 a 1,0 a 5,6 a 5 b 3 a 1,3 a 40 20,3 a 0,9 a 5,8 a 8,0 a 2,0 a 3 a 24,5 a 1,0 a 4,8 a 6,8 a 2,3 c 1,2 a 50 20,5 a 0,9 a 5,8 a 6,3 a 2,2 a 3 a 25,7 a 1,1 a 6,0 a 4,6 b 2,2 c 1,4 a Regressão ns ns ns ns ns ns ns ns ns L** Q** ns *Médias na mesma coluna seguidas pela mesma letra não diferem entre si pelo Teste de Scott Knott a 5%. **Na linha de regressão: L – Regressão Linear; Q – Regressão Quadrática. ** -p< 1%; * - p< 5 3 6 37 Tabela 5. Teores médios de macronutrientes nas folhas de Copaíba em função dos tratamentos aplicados. Copaíba Tratamentos N P K Ca Mg S ton ha-¹ ----------------------------g kg-¹ massa seca--------------------------- Controle 20,7 a 1,1 b 4,8 b 4,4 c 2,3 a 1,1 a AM 20,7 a 1,1 b 5,5 a 5,2 b 2,5 a 1,0 a K 20,8 a 1,3 a 6,0 a 5,4 b 2,4 a 1,1 a 10 20,6 a 1,2 b 6,0 a 4,2 c 2,4 a 1,0 a 20 21,3 a 1,2 b 6,0 a 5,2 b 2,4 a 1,0 a 30 21,5 a 1,2 b 5,9 a 5,8 a 2,3 a 1,0 a 40 21,3 a 1,4 a 6,1 a 5,3 b 2,5 a 1,1 a 50 21,2 a 1,5 a 6,0 a 6 a 2,6 a 1,1 a Regressão ns L** L* L** ns ns *Médias na mesma coluna seguidas pela mesma letra não diferem entre si pelo Teste de Scott Knott a 5%. **Na linha de regressão: L – Regressão Linear; Q – Regressão Quadrática. ** -p< 1%; * - p< Tabela 6. Teores médios de macronutrientes nas folhas de Jatobá em função dos tratamentos aplicados. Jatobá Tratamentos N P K Ca Mg S ton ha-¹ ----------------------------g kg-¹ massa seca--------------------------- Controle 19,2 a 1,2 a 7,6 a 3,3 c 3 b 1,5 a AM 18,7 a 1,3 a 7,2 a 5,2 a 3,7 a 1,4 a K 18,4 a 1,3 a 6,6 a 3,4 c 3 b 1,4 a 10 17,3 a 1,3 a 8,2 a 4 b 2,8 b 1,5 a 20 18,5 a 1,2 a 7,4 a 4,2 b 3,1 b 1,6 a 30 18,3 a 1,4 a 8,2 a 2,8 c 2,7 b 1,7 a 40 18,7 a 1,4 a 8,4 a 3 c 3 b 1,5 a 50 17,4 a 1,4 a 7,1 a 3,7 c 2,8 b 1,4 a Regressão ns ns ns ns ns ns *Médias na mesma coluna seguidas pela mesma letra não diferem entre si pelo Teste de Scott Knott a 5%. **Na linha de regressão: L – Regressão Linear; Q – Regressão Quadrática. ** -p< 1%; * - p< Fertilidade do Solo Na profundidade de 0 a 20 cm, houve diferença entre tratamentos em quase todas as variáveis estudadas (Tabela 7). Para o pH, e teores de M.O., P, Ca, Mg, e S, os melhores resultados foram obtidos em doses do fertilizante orgânico, quando comparados com os demais tratamentos (Tabela 7). 38 Tabela 7. Teores médios das variáveis de fertilidade de solo na profundidade 0-20 cm do solo em função dos tratamentos aplicados. Profundidade 0 - 20 cm Tratamentos pH M.O. P H+Al K Ca Mg S CTC CaCl g/dm³ mg/dm³ -----------------------------mmolc/dm³------------------------- Controle 3,99 b 10,8 b 3,3 c 32,7 a 1,1 a 1,9 b 1,8 c 3,8 c 37,4 a AM 4 b 13,2 b 3,1 c 30,7 a 1,2 a 3,1 b 2,5 c 2,4 d 37,5 a K 4,1 b 10,8 b 2,9 c 25,5 a 1,1 a 3,3 b 2,3 c 2,8 d 30, 5 a 10 4,1 b 16,1 a 5,3 b 33,2 a 1,3 a 3,6 b 2,4 c 6,9 b 40, 2 a 20 4 b 16,9 a 6,2 b 35,8 a 1,2 a 3,1 b 2,8 c 10,8 a 41 a 30 4,11 b 16,5 a 7,4 a 36,7 a 1,7 a 3,9 b 4,2 b 4,8 c 47,8 a 40 4,3 a 20,7 a 7,4 a 38,4 a 1,3 a 5,4 a 4 b 4,3 c 48,2 a 50 4,33 a 17,8 a 8,1 a 30,4 a 1,5 a 6 a 6,5 a 9,9 a 42,6 a Regressão L** ns L** ns ns L** L** L** ns *Médias na mesma coluna seguidas das mesmas letras não diferem entre si segundo o teste de Scott Knot a 5% de probabilidade. **Na linha de Regressão: L – Regressão Linear; Q – Regressão Quadrática; ** -p< 1%; * - p< 5% Para a profundidade de 20 a 40 cm, se diferenciaram entre tratamentos os teor es de M.O., P, Ca, S e CTC (Tabela 8). Os maiores teores para essas variáveis foram obtidos nas doses de lodo de esgoto, sendo superiores quando comparados com os d emais tratamentos (Tabela 8). Os demais parâmetros não mostraram diferenças, exibi ndo médias de 4,2 (pH); 22,8 (H+Al); 0,9 (K); 1,3 (Mg). Tabela 8. Teores médios das variáveis de fertilidade de solo na profundidade 20-40 cm do solo em função dos tratamentos aplicados. Profundidade 20 - 40 cm Tratamentos pH M.O. P H+Al K Ca Mg S CTC CaCl g/dm³ mg/dm³ ------------------------mmolc/dm³---------------------------- Controle 4,2 a 10,7 c 4,3 c 22,5 a 0,9 a 2 c 0,8 a 3,3 b 24,7 b AM 4,2 a 12,5 b 3,7 c 22,2 a 0,9 a 2,3 c 1,6 a 2,9 b 25,6 b K 4,3 a 10,3 c 3,7 c 18,3 a 0,8 a 2,6 c 1,8 a 3,8 b 23,1 b 10 4,1 a 12,5 b 3,9 c 23,6 a 0,9 a 3 b 1,3 a 3,9 b 28,5 a 20 4,1 a 14, 8 a 4,5 c 25,4 a 1,1 a 2,4 c 0,9 a 3,2 b 29,7 a 30 4,2 a 13, 2 b 5 b 23,7 a 0,9 a 3,7 a 1,2 a 6,9 a 29,1 a 40 4,1 a 12, 5 b 5,2 b 24,6 a 0,9 a 2,8 b 0,9 a 2,4 b 28,8 a 50 4,2 a 13, 6 a 6,6 a 22,6 a 0,9 a 2,9 b 1,5 a 3,8 b 27,7 a Regressão ns Q** L** ns ns Q* ns Q* ns *Médias na mesma coluna seguidas das mesmas letras não diferem entre si segundo o teste de Scott Knot a 5% de probabilidade. **Na linha de Regressão: L – Regressão Linear; Q – Regressão Quadrática; ** -p< 1%; * - p< 5% Na profundidade de 40 a 60 cm, houve diferenças entre tratamentos para pH, H+Al, S e CTC (Tabela 9). Para a CTC e S, as doses de lodo foram superiores estati sticamente, quando comparadas com os demais tratamentos (Tabela 9). Os índices de pH e H+ Al apresentaram entre os melhores tratamentos doses de lodo e controle para o H+Al, e as adubações com a maior dose (50 Mg ha-¹) para o pH. 39 Tabela 9. Teores médios das variáveis de fertilidade de solo na profundidade 40-60 cm do solo em função dos tratamentos aplicados. Profundidade 40 - 60 cm Tratamentos pH M.O. P H+Al K Ca Mg S CTC CaCl g/dm³ mg/dm³ ------------------------------mmolc/dm³------------------------- Controle 4,1 b 9,8 a 4,3 a 20,7 a 0,8 a 2,1 a 0,7 a 5,9 b 24,2 b AM 4,2 a 10,3 a 4,2 a 19,2 b 0,8 a 2,3 a 1,1 a 3,9 b 21,8 b K 4,3 a 10,5 a 4,3 a 16,5 b 0,8 a 2,1 a 1 a 2,9 b 20,7 b 10 4,2 a 10,4 a 4,4 a 18,2 b 0,8 a 2,7 a 1 a 4,4 b 23,4 b 20 4,1 b 11 a 4,4 a 22,9 a 0,8 a 2,1 a 0,9 a 9,5 a 27,1 a 30 4,1 b 11,6 a 4,4 a 20,8 a 0,8 a 2,3 a 0,8 a 11,8 a 24,8 a 40 4,1 b 11,2 a 4,3 a 21,6 a 0,9 a 3 a 0,9 a 13,1 a 26,7 a 50 4,3 a 11,5 a 4,4 a 18,4 b 0,9 a 3,3 a 1,2 a 9 a 23,8 b Regressão ns ns ns ns ns ns ns ns ns *Médias na mesma coluna seguidas das mesmas letras não diferem entre si segundo o teste de Scott Knot a 5% de probabilidade. **Na linha de Regressão: L – Regressão Linear; Q – Regressão Quadrática; ** -p< 1%; * - p< 5. DISCUSSÃO Crescimento das espécies Os resultados apresentados no nosso estudo indicam um efeito residual positivo do fertilizante orgânico no crescimento geral das espécies, mesmo após 15 anos de plantio e apenas duas aplicações, dado que o desempenho das variáveis nos tratamentos com lodo foi superior estatisticamente ao controle (Figura 1 e 2). Quando comparado com a adubação completa, apenas na altura o lodo não foi superior (Figura 1). Esse fato indica que as consequências da aplicação desse tipo de material em projetos de restauração florestal não têm influência apenas no crescimento inicial das plantas, apresentando consequências a longo prazo, e que o efeito residual dessa aplicação é maior quando comparado com a adubação mineral. Um experimento de campo foi conduzido durante 44 meses para estudar os efeitos da aplicação de lodo de esgoto e suas interações com fertilizantes minerais na produção de madeira em plantios do gênero Eucalyptus. Os autores concluíram que o lodo é tão eficiente quanto os fertilizantes convencionais em aumentar a produção de madeira nas plantações de eucalipto estudadas, indicando a forte aptidão desse material para incrementar a produção de biomassa pelas plantas (ABREU-JUNIOR et al., 2017). Alguns estudos recentes vêm demonstrando que a aplicação desse fertilizante gera um efeito de médio/longo prazo no crescimento de diversas espécies vegetais, 40 principalmente nas do gênero Pinus (WANG et al., 2006; OUIMET et al., 2015; XUE et al. ,2015). No ano de 2009, quatro experimentos montados no início da década de 90 com objetivo de se entender a resposta de espécies do gênero Pinus a fertilização com biossólidos foram revisitados, avaliando-se o crescimento dessas espécies no mínimo 16 anos depois da aplicação do material. Foi constatado que em três das quatro áreas, mesmo após esse tempo, houve diferenças significativas em termos de crescimento comparando as doses com o tratamento controle. Em uma das áreas, que apresentava o solo mais pobre no início do experimento, o crescimento das plantas na maior dose de biossólido chegou a ser sete vezes maior quando comparado com o tratamento controle (OUIMET et al., 2015). Diante disso, fica evidente a importância do efeito da utilização desse material a longo prazo, principalmente em solos naturalmente pobres, como é o caso do nosso estudo. As espécies pioneiras avaliadas no presente experimento apresentaram comportamentos distintos sobre o efeito das aplicações no crescimento. A espécie aroeira-pimenteira foi fortemente influenciada pelas fertilizações, apresentando seus maiores índices de crescimento nas doses mais altas de lodo de esgoto e nas adubações minerais (Tabela 1). Sabe-se que para o pleno desenvolvimento de espécies florestais em ambientes degradados, a fertilização orgânica se torna uma ferramenta importante no processo de recuperação do solo e também para a indução do crescimento de árvores (WANG et al., 2013; XUE et al., 2015). As espécies pioneiras tendem a ser mais influenciadas pela fertilização em geral, pois são altamente responsivas a luz. Esse estímulo gera uma estratégia de captação de recursos intensa, resultando no aumento do crescimento e da produção de biomassa, o que possivelmente ocorreu com a Aroeira-pimenteira. As boas respostas de crescimento a fertilização em florestas jovens normalmente estão associadas a predominância de espécies de rápido crescimento, pois estas são muito dependentes das concentrações de nutrientes no solo (GONÇALVES et al., 2003; SAYER E BANIN, 2016; VALENTE et al., 2019). Já a espécie Capixingui apresentou influência da adubação apenas na área basal, evidenciando o maior incremento de biomassa na dose de 30 Mg ha-¹, enquanto que o menor valor de área basal foi encontrado no tratamento com adubação mineral 41 (Tabela 1). Isso pode ser explicado pela mais lenta disponibilização dos nutrientes pelo lodo de esgoto, em comparação com o fertilizante mineral. A disponibilização dos nutrientes a longo prazo possivelmente ocasionou uma maior sobrevivência dessa espécie em tratamentos com lodo, consequentemente gerando uma maior área basal. Os resultados de fertilidade presentes no nosso estudo indicam que isso ocorreu, dado que pelo menos na camada 0-20 cm, quase todos os parâmetros observados foram mais altos nos tratamentos com lodo, quando comparados com os demais (Tabela 6). Existem evidências que demonstram um aumento dos teores de nutrientes (nitrogênio, fosforo, potássio e etc) a longo prazo pelo lodo de esgoto em diversos tipos de solo, acarretando em uma absorção desses elementos pelas plantas em maior período de tempo, gerando resultados positivos a longo prazo para as espécies vegetais (PIRES et al., 2015; HAMDI et al., 2019; FLORENTINO et al., 2019). No entanto, existem indícios que o Capixingui não apresenta respostas diferentes de crescimento em função do nível de fertilidade do solo, podendo ser essa a explicação para não se ter encontrado diferenças significativas entre os tratamentos para o diâmetro e altura (ABDO et al., 2016). Para a Canafístula, os desempenhos em altura foram maiores na dose com 50 Mg h-¹ de lodo, apresentando altura 129% superior ao controle e 66% superior ao adubo mineral. Na área basal, a dose de 20 Mg ha-¹ foi 203% superior ao controle e 86% superior ao fertilizante mineral, comprovando o efeito benéfico do lodo no crescimento dessa espécie (Tabela 1). O Angico-vermelho apresentou queda no crescimento em área basal com o aumento das doses, sendo superior no controle e na adubação mineral (Tabela 2). Bernardino et al. (2005) e Gonçalves et al. (2008) estudaram a resposta de mudas dessa espécie a fertilização de N, P, K e S e a elevação da saturação por bases do solo, e em ambos os trabalhos o Angico se desenvolveu de maneira mais satisfatória em solos com menor saturação por bases, ou seja, com menores níveis de fertilidade do solo. Isso converge com os resultados obtidos em nosso estudo, dado que o angico apresenta os melhores resultados em área basal nos tratamentos controle e com adubação mineral completa, os quais são inferiores na maioria dos parâmetros de fertilidade (0-20 cm), quando comparados com as doses de lodo de esgoto (Tabela 6). Além disso, os resultados de crescimento da espécie 15 anos após o plantio foram semelhantes aos dados colhidos 3 anos após o plantio, pois naquela data essa espécie já apresentava o tratamento controle com resultados similares as 42 doses do fertilizante orgânico em termos de crescimento, ressaltando a resposta menor dessa espécie a adubação (SAMPAIO, 2010). As duas espécies climácicas responderam de maneira semelhante, em relação ao efeito dos tratamentos, pois ambas apresentaram boas respostas em crescimento nos tratamentos com lodo de esgoto (Tabela 2). As espécies clímacicas tem crescimento inicial mais lento, porém considerando o tempo de estabelecimento da área experimental, é possível que essas espécies tenham impulsionado seu crescimento em altura, diâmetro e área basal nas parcelas com lodo devido ao bom sombreamento criado pelas espécies pioneiras e secundárias (Aroeira-pimenteira, Capixingui e Canafístula), pois estas atingiram níveis de crescimento superiores nas doses de lodo em comparação com os demais tratamentos, em pelo menos uma das variáveis estudadas (Tabela 1 e 2), gerando a construção de uma boa cobertura de dossel, fator que estimula o crescimento de espécies típicas de estágios sucessionais avançados, impulsionando assim a sua absorção de nutrientes (GONÇALVES et al., 2003; SAYER E BANIN, 2016; BRANCALION et al., 2019). Fertilidade do Solo e Nutrição A matéria orgânica do solo é um indicador importante para a qualidade do solo, e a perda desse material devido ao manejo incorreto do solo é vista como um grande obstáculo a manutenção dos padrões de produção florestal, além de ser um fator importante para o aquecimento global (NICHOLSON et al., 2018). Nesse sentido, os resultados obtidos em nosso experimento indicam um ganho de matéria orgânica do solo até 40 cm do solo nos tratamentos com lodo de esgoto. Os resultados em teor de M.O. na profundidade de 0-20 cm nas parcelas com aplicação do fertilizante orgânico foram 92% e 57% superiores aos encontrados nos tratamentos controle e com adubação mineral completa, respectivamente. Na profundidade 20-40 cm a superioridade foi de 38% e 18%, quanto a controle e a adubação mineral completa. Os teores foliares de fósforo aumentaram significativamente mediante a aplicação do fertilizante orgânico em três das espécies estudadas: Aroeira-pimenteira, Capixingui e Copaíba (Tabela 1 e 3). Essa maior absorção é compatível com os resultados encontrados no solo, pois até 40 cm de profundidade os teores de fosforo foram maiores nas doses de lodo de esgoto (Tabela 7 e 8). Atualmente sabe-se que a utilização de compostos de lodo de esgoto pode aumentar o conteúdo de fósforo no 43 solo, mesmo após muitos anos da aplicação pela lenta mineralização do P orgânico (OUIMET et al., 2015; HAMDI et al., 2019; FLORENTINO et al., 2019). Os teores foliares de cálcio foram maiores nas doses de lodo de esgoto para quatro espécies presentes no experimento (Aroeira-pimenteira, Capixingui, Angico- vermelho e Copaíba), assim como os teores no solo até 40 cm de profundidade (Tabela 3, 4, 5, 6, 7 e 8). Existem evidências de maior concentração de cálcio nas folhas de Eucalyptus grandis, mesmo após 3,5 anos da aplicação do lodo de esgoto, considerando que a presença ou não de grandes quantidades desse elemento no lodo vai depender da origem do material e do tratamento que ele recebeu antes de ir para campo (FERRAZ et al., 2016). Em nosso experimento, considerando as duas aplicações foram adicionados ao solo cerca de 1,15 Mg ha-¹ de Ca na maior dose de lodo, sendo essa a causa principal para o aumento dos teores no solo e nas plantas (ANEXO A). Houve comportamentos distintos entre as espécies nos teores foliares de magnésio, pois uma espécie (Jatobá) apresentou seu teor máximo no tratamento com apenas adubação mineral, e outras duas espécies (Capixingui e Angico-vermelho) apresentaram valores máximos em doses do lodo de esgoto (Tabela 3, 4 e 6). Os teores de magnésio no solo foram maiores nas doses do fertilizante orgânico apenas na profundidade de 0-20 cm. No caso de jatobá, essa espécie apresentou os maiores índices de crescimento em diâmetro e área basal nos tratamentos com lodo de esgoto, gerando possivelmente um efeito de diluidor do magnésio pelo maior acúmulo de biomassa, causando uma menor concentração desse elemento nas folhas das plantas nestes tratamentos. Para o angico-vermelho, o teor máximo foi encontrado na dose de 30 Mg, porém o crescimento em área basal dessa espécie apresentou um comportamento linear negativo, ou seja, a maior área basal foi encontrada no tratamento controle, indicando uma possível maior concentração deste elemento nas folhas na dose de 30 Mg ha-¹. Um outro fator que pode ter afetado a absorção desse nutriente foram os altos teores de cálcio encontrados no solo. Enquanto foram aplicados nas doses máximas do fertilizante orgânico 1,15 Mg ha-¹ de Ca, aplicou-se apenas 361 Mg ha-¹ de magnésio, ou seja, apenas 30% da quantidade de Ca aplicada (Anexo A). Existe um efeito antagônico entre Ca e Mg, ou seja, quando a concentração de cálcio no solo for muito alta, a absorção de magnésio pode ser prejudicada (MOORE et al., 1961; PRADO, 2008; HAVLIN et al., 2016). 44 Os teores de S no solo foram maiores nas doses de lodo de esgoto até 60 cm de profundidade, gerando uma maior absorção desse nutriente para as espécies Capixingui e Canafístula (Tabelas 3, 4, 7, 8 e 9). Existem estudos indicando ganhos significativos nos teores de enxofre de solos arenosos e também na absorção desse elemento por algumas espécies florestais, quando utilizado o lodo de esgoto, indicando que esses resultados podem ser atribuídos a quantidade de matéria orgânica presente nesse fertilizante orgânico, tendo como base os processos de decomposição e mineralização desse material que induzem a liberação de SO4- (FERRAZ et al., 2016; NICHOLSON et al., 2018). CONCLUSÃO De maneira geral, o crescimento geral das espécies foi maior nas doses de lodo de esgoto, demostrando o efeito residual positivo do fertilizante orgânico. Para todas as espécies estudadas, em pelo menos uma das variáveis de crescimento o lodo de esgoto obteve desempenho superior, quando comparado aos demais tratamentos, com exceção do Angico-vermelho. A utilização de lodo de esgoto influenciou positivamente as variáveis de fertilidade do solo até os 40 cm de profundidade. No caso do enxofre, a influência foi até 60 cm. Os teores foliares de fósforo foram influenciados positivamente pelas doses de lodo nas espécies Aroeira, Capixingui e Copaíba. Os teores foliares de cálcio foram fortemente influenciadas pelo lodo, atingindo seus maiores valores nas espécies Aroeira, Capixingui, Angico e Copaíba. Os teores foliares de magnésio foram influenciados positivamente pelas doses de lodo nas espécies Capixingui e Angico. Os teores foliares de enxofre foram influenciados positivamente pelo lodo nas espécies Capixingui e Canafístula. REFERÊNCIAS ABDO, Maria Teresa V. N. et al.. Pioneer tree responses to variation of soil attributes in a tropical semi-deciduous forest in Brazil. Journal Of Sustainable Forestry, [S.L.], v. 36, n. 2, p. 134-147, 2 dez. 2016. Informa UK Limited. http://dx.doi.org/10.1080/10549811.2016.1264880. http://dx.doi.org/10.1080/10549811.2016.1264880 45 ABREU-JUNIOR, Cassio Hamilton et al. Fertilization using sewage sludge in unfertile tropical soils increased wood production in Eucalyptus plantations. Journal Of Environmental Management, [S.L.], v. 203, p. 51-58, dez. 2017. Elsevier BV. http://dx.doi.org/10.1016/j.jenvman.2017.07.074. BATISTA, João Luís F.; COUTO, Hilton Thadeu Z.; SILVA FILHO, Demóstenes F. Quantificação de recursos florestais: árvores, arvoredos e florestas. São Paulo: Oficina de Textos, 2016. BERNARDINO, Daíse Cardoso de Souza et al. 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