Influence of tree species on the herbaceous understory and soil chemical characteristics in a silvopastoral system in semi-arid northeastern Brazil

Influência de espécies arbóreas sobre o sub-bosque herbáceo e características químicas do solo de uma área silvopastoril na região semi-árida do nordeste brasileiro

Abstracts

Studies from some semi-arid regions of the world have shown the beneficial effect of trees in silvopastoral systems, by promoting the formation of resource islands and increasing the sustainability of the system. No data are available in this respect for tree species of common occurrence in semi-arid Northeastern Brazil. In the present study, conducted in the summer of 1996, three tree species (Zyziphus joazeiro, Spondias tuberosa and Prosopis juliflora: ) found within Cenchrus ciliaris pastures were selected to evaluate differences on herbaceous understory and soil chemical characteristics between samples taken under the tree canopy and in open grass areas. Transects extending from the tree trunk to open grass areas were established, and soil (0-15 cm) and herbaceous understory (standing live biomass in 1 m² plots) samples were taken at 0, 25, 50, 100, 150 and 200% of the average canopy radius (average radius was 6.6 ± 0.5, 4.5 ± 0.5, and 5.3 ± 0.8 m for Z. joazeiro, P. juliflora, and S. tuberosa , respectively). Higher levels of soil C, N, P, Ca, Mg, K, and Na were found under the canopies of Z. joazeiro and P. juliflora: trees, as compared to open grass areas. Only soil Mg organic P were higher under the canopies of S. tuberosa trees, as compared to open grass areas. Herbaceous understory biomass was significantly lower under the canopy of S. tuberosa and P. juliflora trees (107 and 96 g m-2, respectively) relatively to open grass areas (145 and 194 g m-2). No herbaceous biomass differences were found between Z. joazeiro canopies and open grass areas (107 and 87 g m-2, respectively). Among the three tree species studied, Z. joazeiro was the one that presented the greatest potential for use in a silvopastoral system at the study site, since it had a larger nutrient stock in the soil without negatively affecting herbaceous understory biomass, relatively to open grass areas.

semi-arid region; caatinga; sustainability; fertility islands

Estudos de algumas regiões semi-áridas do mundo têm apontado o efeito benéfico de certas espécies arbóreas em sistemas silvopastoris, por promoverem a formação de "ilhas de fertilidade do solo" e aumentarem a sustentabilidade da produtividade agrícola. Não existem dados a esse respeito para espécies atualmente em uso no semi-árido brasileiro. Neste trabalho, realizado durante o verão de 1996, em Custódia, PE, foram selecionadas três espécies arbóreas encontradas em pastagens de capim buffel (Cenchrus ciliaris): joazeiro (Zyziphus joazeiro), umbuzeiro (Spondias tuberosa) e algaroba (Prosopis juliflora). Foram avaliadas as diferenças nas características químicas do solo e do sub-bosque herbáceo, entre áreas embaixo da copa das árvores e fora da influência da copa das árvores. Para isso, estabeleceram-se transetos partindo do caule das árvores até às áreas de pastagem sem árvores. Amostras de solo (0-15 cm) e do estrato herbáceo (biomassa viva em parcelas de 1 m²) foram coletadas a distâncias equivalentes a 0, 25, 50, 100, 150 e 200% do raio médio da copa (raio médio igual a 6,6 ± 0,5, 4,5 ± 0,5, e 5,3 ± 0,8 m, para Z. joazeiro, P. juliflora, e S. tuberosa, respectivamente). Níveis mais elevados de C, P, N, Ca, Mg, K e Na no solo foram encontrados sob a copa de Z. joazeiro e P. juliflora em relação às amostras sob pastagem. Somente o P-orgânico e o Mg no solo foram mais elevados nas áreas sob S. tuberosa. A matéria seca do estrato herbáceo foi significativamente menor sob S. tuberosa e P. juliflora (107 e 96 g m-2, respectivamente), quando comparada com a de áreas fora da copa das árvores (145 e 194 g m-2). Nenhuma diferença significativa para a matéria seca foi observada sob Z. joazeiro e áreas sem árvores (107 e 87 g m-2, respectivamente). A espécie Z. Joazeiro foi a que apresentou maior potencial de utilização em um sistema silvopastoril, com base no maior estoque de nutrientes no solo e na manutenção da produção de biomassa do sub-bosque herbáceo em relação à área sob pastagem.

caatinga; região semi-árida; caatinga; sutentabilidade; ilhas férteis

SEÇÃO IV - FERTILIDADE DO SOLO E NUTRIÇÃO DE PLANTAS

Influence of tree species on the herbaceous understory and soil chemical characteristics in a silvopastoral system in semi-arid northeastern Brazil(¹)

Influência de espécies arbóreas sobre o sub-bosque herbáceo e características químicas do solo de uma área silvopastoril na região semi-árida do nordeste brasileiro

R. S. C. Menezes^I; I. H. Salcedo^II

^IPesquisador bolsista do CNPq, Laboratório de Pesquisa de Ecologia Natural, Universidade Estadual do Colorado, Fort Collins, CO, 80523, USA. Telefone: 970-491-2162, Fax: [phone]. E-mail: [e-mail]

^IIProfessor Titular do Departamento de Energia Nuclear, Universidade Federal de Pernambuco. Av. Prof. Luiz Freire, 1000, Cidade Universitária, CEP 50740-540 Recife (PE), Brasil. Telefone: 0XX81-271-8252. E-mail: [e-mail]

SUMMARY

Studies from some semi-arid regions of the world have shown the beneficial effect of trees in silvopastoral systems, by promoting the formation of resource islands and increasing the sustainability of the system. No data are available in this respect for tree species of common occurrence in semi-arid Northeastern Brazil. In the present study, conducted in the summer of 1996, three tree species (Zyziphus joazeiro, Spondias tuberosa and Prosopis juliflora: ) found within Cenchrus ciliaris pastures were selected to evaluate differences on herbaceous understory and soil chemical characteristics between samples taken under the tree canopy and in open grass areas. Transects extending from the tree trunk to open grass areas were established, and soil (0-15 cm) and herbaceous understory (standing live biomass in 1 m² plots) samples were taken at 0, 25, 50, 100, 150 and 200% of the average canopy radius (average radius was 6.6 ± 0.5, 4.5 ± 0.5, and 5.3 ± 0.8 m for Z. joazeiro, P. juliflora, and S. tuberosa , respectively). Higher levels of soil C, N, P, Ca, Mg, K, and Na were found under the canopies of Z. joazeiro and P. juliflora: trees, as compared to open grass areas. Only soil Mg organic P were higher under the canopies of S. tuberosa trees, as compared to open grass areas. Herbaceous understory biomass was significantly lower under the canopy of S. tuberosa and P. juliflora trees (107 and 96 g m^-2, respectively) relatively to open grass areas (145 and 194 g m^-2). No herbaceous biomass differences were found between Z. joazeiro canopies and open grass areas (107 and 87 g m^-2, respectively). Among the three tree species studied, Z. joazeiro was the one that presented the greatest potential for use in a silvopastoral system at the study site, since it had a larger nutrient stock in the soil without negatively affecting herbaceous understory biomass, relatively to open grass areas.

Index terms: semi-arid region, caatinga, sustainability, fertility islands.

RESUMO

Estudos de algumas regiões semi-áridas do mundo têm apontado o efeito benéfico de certas espécies arbóreas em sistemas silvopastoris, por promoverem a formação de "ilhas de fertilidade do solo" e aumentarem a sustentabilidade da produtividade agrícola. Não existem dados a esse respeito para espécies atualmente em uso no semi-árido brasileiro. Neste trabalho, realizado durante o verão de 1996, em Custódia, PE, foram selecionadas três espécies arbóreas encontradas em pastagens de capim buffel (Cenchrus ciliaris): joazeiro (Zyziphus joazeiro), umbuzeiro (Spondias tuberosa) e algaroba (Prosopis juliflora). Foram avaliadas as diferenças nas características químicas do solo e do sub-bosque herbáceo, entre áreas embaixo da copa das árvores e fora da influência da copa das árvores. Para isso, estabeleceram-se transetos partindo do caule das árvores até às áreas de pastagem sem árvores. Amostras de solo (0-15 cm) e do estrato herbáceo (biomassa viva em parcelas de 1 m²) foram coletadas a distâncias equivalentes a 0, 25, 50, 100, 150 e 200% do raio médio da copa (raio médio igual a 6,6 ± 0,5, 4,5 ± 0,5, e 5,3 ± 0,8 m, para Z. joazeiro, P. juliflora, e S. tuberosa, respectivamente). Níveis mais elevados de C, P, N, Ca, Mg, K e Na no solo foram encontrados sob a copa de Z. joazeiro e P. juliflora em relação às amostras sob pastagem. Somente o P-orgânico e o Mg no solo foram mais elevados nas áreas sob S. tuberosa. A matéria seca do estrato herbáceo foi significativamente menor sob S. tuberosa e P. juliflora (107 e 96 g m^-2, respectivamente), quando comparada com a de áreas fora da copa das árvores (145 e 194 g m^-2). Nenhuma diferença significativa para a matéria seca foi observada sob Z. joazeiro e áreas sem árvores (107 e 87 g m^-2, respectivamente). A espécie Z. Joazeiro foi a que apresentou maior potencial de utilização em um sistema silvopastoril, com base no maior estoque de nutrientes no solo e na manutenção da produção de biomassa do sub-bosque herbáceo em relação à área sob pastagem.

Termos de indexação: caatinga. região semi-árida, caatinga, sutentabilidade, ilhas férteis.

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ACKNOWLEDGMENTS

The authors would like to acknowledge the Fundação para o Amparo da Ciência e Tecnologia do estado de Pernambuco (FACEPE) and the Brazilian Council for Research Development (CNPq) for the financial support to this research. We thank the Agropecuária Jaçanã for allowing us to conduct the study in their land and for providing lodging and logistical support during the sampling trips. Special thanks to Clarindo C. Pontes, Pedro A. da Silva Filho, Gilberto E. do Nascimento, Claudenice E. Santos, and Everaldo N. dos Santos for their technical support.

LITERATURE CITED

Recebido para publicação em maio de 1998

Aprovado em junho de 1999

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(1

) Estudo parcialmente financiado pela FACEPE.

Publication Dates

• Publication in this collection
  06 Oct 2014
• Date of issue
  Dec 1999

History

• Accepted
  June 1999
• Received
  May 1998