Mineralização de nitrogênio em ecossistemas florestais naturais e implantados do estado de São Paulo

Gonçalves, J. L. M.; Mendes, K. C. F. S.; Sasaki, C. M.

doi:10.1590/S0100-06832001000300009

Resumos

No presente estudo, foram usados povoamentos homogêneos de Eucalyptus grandis e Pinus caribaea var. hondurensis, em diferentes estádios de crescimento, bem como fragmentos de florestas naturais de Cerrado e Mata Atlântica. Amostras de solo (0-15 cm) foram incubadas por períodos sucessivos de 3, 3, 4, 4, 6 e 10 semanas, num total de 30 semanas, sob condições aeróbias e anaeróbias, em laboratório (temperatura igual a 20°C). Em campo, amostras de solo foram incubadas in situ no período do inverno (início da primeira semana de 07/96) e verão (início da segunda semana de 12/96). As quantidades acumuladas de N mineralizado, em condições aeróbias e anaeróbias, mostraram uma relação exponencial com o tempo de incubação. A equação Nt = N0 + b/t ajustou-se melhor aos dados do que a equação proposta por Stanford & Smith (1972), Nt = N0 (1 - e-kt), em que N0 é o N potencialmente mineralizável, Nt são as quantidades acumuladas de N mineralizado e t é o tempo de mineralização. Esta equação superestimou os valores de N0 em vários sítios e condições de incubação, além de não modelar-se adequadamente aos dados. As quantidades totais de N0 (camada 0-15 cm), sob condições aeróbias, foram, em média, de 103 ± 53 kg ha-1 de N e, sob condições anaeróbias, em média, de 281 ± 175 kg ha-1 de N. Acredita-se que as reservas médias de N dos sítios pesquisados sejam suficientes para três a cinco rotações de cultivo (7 anos cada) de E. grandis. Em condições de laboratório, em alguns sítios, as quantidades de N potencialmente mineralizável (N0) foram maiores em solos sob mata nativa. Por exemplo, o N0 estimado num fragmento de cerrado, em condições anaeróbias, 173 mg kg-1 de N no solo, foi superior ao obtido num florestamento de Pinus caribaea var. hondurensis, recém-implantado, 44 mg kg-1 de N no solo, o qual foi semelhante ao N0 obtido em um florestamento de Pinus caribaea var. hondurensis, com 20 anos de idade, 45 mg kg-1 de N no solo. A floresta adulta de eucalipto foi capaz de manter no solo níveis de N0 similares aos da floresta nativa. Tomando por base as razões N0/Nt (Nt é o N total do solo), deduziu-se que apenas 5 a 15% do teor de matéria orgânica do solo é decomponível. Esta variação dependeu das características do solo, principalmente aquelas relacionadas com o teor e qualidade da matéria orgânica do solo (MOS) e sua textura. Relacionando as quantidades de N0 (estimado no laboratório) com as quantidades de N mineralizadas (N M) em campo, verificou-se grande potencial preditivo de N M a partir de N0.

Eucalyptus; Pinus; Cerrado; Mata Atlântica; solo florestal; nitrogênio; mineralização

This study analyzes homogenous stands of Eucalyptus grandis and Pinus caribaea var. hondurensis in different growth stages as well as fragments of natural vegetation of "Cerrado" and Atlantic Forest. The climatic, edaphic and floristic conditions of the chosen areas are representative of the native forests and forest plantations established at the Western plateau of the state of São Paulo. Soil samples (0-15 cm) were incubated under aerobic and anaerobic laboratory conditions by successive periods of 3, 3, 4, 4, 6 and 10 weeks in a total of 30 weeks. In both conditions, the accumulated amounts of mineralized N followed an exponential relationship with the incubation time. The equation Nt = N0 + b/t was better adjusted to the data than the equation proposed by Stanford & Smith (1972), Nt = N0 (1 - e-kt), where N0 is the potentially mineralizable N, Nt is the accumulated amount of mineralized N and t is the time of mineralization. This equation overestimated the values of N0 in several sites and incubation conditions, besides not modeling appropriately to the data. The use of the first equation to model the N mineralization kinetics is suggested. The N mineralization rates stabilized after 8 to 15 weeks of incubation. Under aerobic conditions, the total amounts of N0 (layer 0-15 cm) were in the average of 103 ± 53 kg ha-1 of N, and under anaerobic conditions, in the average of 281 ± 175 kg ha-1 of N. Considering that the N0 values obtained aerobically were underestimated, some of the main reasons may be: (a) the potential harmful effects of soil leaching with saline solution (CaCl2 0,01 mol L-1) on the microbial communities and (b) removal of great amount of soluble organic-N, potentially mineralizable, by leaching. The medium pools of N of the evaluated sites were estimated to be enough for 3 to 5 cultivation rotations (7 years each) of E. grandis. At the end of this period, response to N fertilization will probably be quite significant.

Eucalyptus; Pinus; Brazilian savanna; Atlantic Forest; forest soil; Nitrogen; mineralization

SEÇÃO IV - FERTILIDADE DO SOLO E NUTRIÇÃO DE PLANTAS

J. L. M. Gonçalves^I; K. C. F. S. Mendes^II; C. M. Sasaki^II

^IProfessor do Departamento de Ciências Florestais, Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz - ESALQ/USP. Bolsista do CNPq. E-mail: jlmgonca@carpa.ciagri.usp.br

^IIMestre em Ciências Florestais, Departamento de Ciências Florestais, ESALQ/USP. E-mail: cmsasaki@carpa.ciagri.usp.br

RESUMO

No presente estudo, foram usados povoamentos homogêneos de Eucalyptus grandis e Pinus caribaea var. hondurensis, em diferentes estádios de crescimento, bem como fragmentos de florestas naturais de Cerrado e Mata Atlântica. Amostras de solo (0-15 cm) foram incubadas por períodos sucessivos de 3, 3, 4, 4, 6 e 10 semanas, num total de 30 semanas, sob condições aeróbias e anaeróbias, em laboratório (temperatura igual a 20°C). Em campo, amostras de solo foram incubadas in situ no período do inverno (início da primeira semana de 07/96) e verão (início da segunda semana de 12/96). As quantidades acumuladas de N mineralizado, em condições aeróbias e anaeróbias, mostraram uma relação exponencial com o tempo de incubação. A equação N_t = N₀ + b/t ajustou-se melhor aos dados do que a equação proposta por Stanford & Smith (1972), N_t = N₀ (1 - e^-kt), em que N₀ é o N potencialmente mineralizável, N_t são as quantidades acumuladas de N mineralizado e t é o tempo de mineralização. Esta equação superestimou os valores de N₀ em vários sítios e condições de incubação, além de não modelar-se adequadamente aos dados. As quantidades totais de N₀ (camada 0-15 cm), sob condições aeróbias, foram, em média, de 103 ± 53 kg ha^-1 de N e, sob condições anaeróbias, em média, de 281 ± 175 kg ha^-1 de N. Acredita-se que as reservas médias de N dos sítios pesquisados sejam suficientes para três a cinco rotações de cultivo (7 anos cada) de E. grandis. Em condições de laboratório, em alguns sítios, as quantidades de N potencialmente mineralizável (N₀) foram maiores em solos sob mata nativa. Por exemplo, o N₀ estimado num fragmento de cerrado, em condições anaeróbias, 173 mg kg^-1 de N no solo, foi superior ao obtido num florestamento de Pinus caribaea var. hondurensis, recém-implantado, 44 mg kg^-1 de N no solo, o qual foi semelhante ao N₀ obtido em um florestamento de Pinus caribaea var. hondurensis, com 20 anos de idade, 45 mg kg^-1 de N no solo. A floresta adulta de eucalipto foi capaz de manter no solo níveis de N₀ similares aos da floresta nativa. Tomando por base as razões N₀/N_t (N_t é o N total do solo), deduziu-se que apenas 5 a 15% do teor de matéria orgânica do solo é decomponível. Esta variação dependeu das características do solo, principalmente aquelas relacionadas com o teor e qualidade da matéria orgânica do solo (MOS) e sua textura. Relacionando as quantidades de N₀ (estimado no laboratório) com as quantidades de N mineralizadas (N_M) em campo, verificou-se grande potencial preditivo de N_M a partir de N₀.

Termos de indexação:Eucalyptus, Pinus, Cerrado, Mata Atlântica, solo florestal, nitrogênio, mineralização.

SUMMARY

This study analyzes homogenous stands of Eucalyptus grandis and Pinus caribaea var. hondurensis in different growth stages as well as fragments of natural vegetation of "Cerrado" and Atlantic Forest. The climatic, edaphic and floristic conditions of the chosen areas are representative of the native forests and forest plantations established at the Western plateau of the state of São Paulo. Soil samples (0-15 cm) were incubated under aerobic and anaerobic laboratory conditions by successive periods of 3, 3, 4, 4, 6 and 10 weeks in a total of 30 weeks. In both conditions, the accumulated amounts of mineralized N followed an exponential relationship with the incubation time. The equation N_t = N₀ + b/t was better adjusted to the data than the equation proposed by Stanford & Smith (1972), N_t = N₀ (1 - e^-kt), where N₀ is the potentially mineralizable N, N_t is the accumulated amount of mineralized N and t is the time of mineralization. This equation overestimated the values of N₀ in several sites and incubation conditions, besides not modeling appropriately to the data. The use of the first equation to model the N mineralization kinetics is suggested. The N mineralization rates stabilized after 8 to 15 weeks of incubation. Under aerobic conditions, the total amounts of N₀ (layer 0-15 cm) were in the average of 103 ± 53 kg ha^-1 of N, and under anaerobic conditions, in the average of 281 ± 175 kg ha^-1 of N. Considering that the N₀ values obtained aerobically were underestimated, some of the main reasons may be: (a) the potential harmful effects of soil leaching with saline solution (CaCl₂ 0,01 mol L^-1) on the microbial communities and (b) removal of great amount of soluble organic-N, potentially mineralizable, by leaching. The medium pools of N of the evaluated sites were estimated to be enough for 3 to 5 cultivation rotations (7 years each) of E. grandis. At the end of this period, response to N fertilization will probably be quite significant.

Index terms: Eucalyptus, Pinus, Brazilian savanna, Atlantic Forest, forest soil, Nitrogen, mineralization.

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AGRADECIMENTOS

À Fundação de Amparo à Pesquisa do estado de São Paulo (FAPESP), pelo auxílio financeiro que possibilitou a realização das análises laboratoriais. Às empresas Duratex S.A., Cia. Suzano de Papel e Celulose, Votorantim Celulose e Papel e Ripasa S.A. Celulose e Papel, nas pessoas do Eng^o. Raul Chaves e Téc. José Carlos, Eng^o. José Luiz Gava e Téc. J.R.S. Freitas, Eng^a. Celina Ferraz Valle e Téc. Walmir Franciscatti, e Eng^o. Rogério Salamuni e Téc. Juarez Rodrigues de Lima, respectivamente, pelo apoio logístico nas atividades de campo. À Química Alba Valéria Mazetto, do laboratório de Ecologia Aplicada da ESALQ, pela orientação e ajuda nas análises de laboratório.

LITERATURA CITADA

Recebido para publicação em abril de 1999

Aprovado em abril de 2001

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