A. MARTINS
1, S. AZEVEDO
1, F. RAIMUNDO
1, L. CARVALHO
2&M. MADEIRA
31 Dep. Edafologia, Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro (UTAD), Apart. 1013, 5001-801. Vila Real, Portuga.
2 Centro de Química-Vila Real, Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro (UTAD), Apart. 1013,5001-801. Vila Real, Portugal.
3. Departamento de Ciências do Ambiente, Instituto Superior de Agronomia, Tapada da Ajuda, 1349-017. Lisboa, Portugal.
Resumo
Estudou-se a perda de peso e a dinâmica de nutrientes de folhas e agulhas senescentes de Castanea sativa (CS), Pinus pinaster (PP), Pseudotsuga menziesii (PM) e Pinus nigra (PN) durante 3,1 a 3,5 anos, bem como a composição química e estrutural entre 391 a 518 dias. A folhada foi colocada em saquetas de nylon, 15 por recolha, distribuídas por 3 locais do povoamento respectivo. Utilizaram-se 3 amostras compostas por recolha, para determinação de C, N, P, K, Ca e Mg, e uma amostra composta por recolha (em duplicado) para os compostos estruturais (substâncias solúveis em n-hexano e em álcool e água, lenhina de Klasson, lenhina solúvel, celulose e hemicelulose). Os teores de N eram mais elevados em PM e CS (14,5 e 12,1 g kg-1) com implicações na razão C/N (39,0, 47,0, 122,2 e 147,6, para PM, CS, PN e PP). As agulhas de PM apresentavam o máximo teor de Ca (9,1 g kg-
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) e de compostos solúveis em álcool e água (384 g kg-1 contra 119 a 160 g kg-1 nas restantes espécies), mas o teor mais baixo em holocelulose (253 g kg-1, contra ±500 g kg-1 nas restantes espécies). A razão lenhina/N decresceu segundo PP>PN>PM>CS, (71,2, 58,3, 20,5 e 20,3) e a razão holocelulose/lenhina situou-se entre 0,9, mínimo, em PM e 1,9 a 2,1 para as outras espécies. As taxas de decomposição para todo o período de estudo, seguindo o modelo exponencial negativo, decresceram segundo, CS>PN>PM>PP (-0,35, -0,27, -0,18 e -0,16), com valores mais elevados no primeiro ano em CS (-0,60) e PM (-0,28). Os constituintes solúveis e hemicelulose decresceram acentuadamente com o decorrer da decomposição, enquanto a lenhina e a celulose apresentaram grande estabilidade,
nomeadamente nas agulhas de PP e PM. Os nutrientes em geral decresceram durante o processo de decomposição, mas, com quantidades remanescentes finais mais elevadas para N e P (41 a 121 % e 32 a 104 %) e, mais baixas para K, Ca e Mg, (17 a 60%, 29 a 60 % e 25 a 59%). Este decréscimo foi acompanhado de uma diminuição acentuada da razão C/N, sobretudo em PP e PN, com valores finais de 53,2 47,1.
Abstract
Decomposition of senescent leaves and needles of Castanea sativa (CS), Pinus pinaster (PP), Pinus nigra (PN) and Pseudotsuga menziesii (PM) was studied during 3.1 to 3.5 years for weight loss and nutrient concentration evolution, and during 391 to 518 days for the evolution of chemical structural compounds. Leaffall was placed inside litterbags, 15 per sampling data, located on 3 places in each stand. Three composed samples were used for C, N, P, K, Ca and Mg analysis and one composed sample (two replications) for chemical structural compounds (non polar extractable compounds, alcohol and water soluble compounds, Klasson lignin, soluble lignin, cellulose and hemicelulose). The highest contents of N were measured in PM and CS, respectively 14.5 and 12.1 g kg-1, with implications on the C/N ratio (39.0, 47.0, 122.2 and 147.6, respectively for PM, CS, PN and PP). Highest contents of Ca (9,1 g kg-1) and of alcohol and water soluble compounds (384 against 119 a 160 g kg-1 to other species) were measured on PM needles; which showed the lowest contents of holocelulose in PM (253 g kg-1 against about 500 g kg-1 in the other species). The lignin Klasson/N ratio decreased according to PP>PN>PM>CS, (71.2, 58.3, 20.5 and 20.3), and the holocelulose/lignin ratio ranged from 0.9 (PM) to 1.9-2.1 in the other species. Decay rates, according to the negative exponential model, were ordered according to CS>PN>PM>PP (respectively -0.35, -0.27, -0.18 and -0.16), but with higher values during the first year for CS (-0.60) and PM (-0.28). Soluble compounds and hemicelulose strongly decreased during the decomposition, while lignin and cellulose amounts showed a low variability, mainly in PP and PM needles. Nutrient amounts decreased during the decomposition process, but remaining quantities for N and P (41 to 121 % and 32 to 104 %) were higher than those of K, Ca and Mg (respectively 17 to 60%, 29 to 60 % and 25 to 59%). A strong decreasing of C/N ratio was observed especially for PP and PN, where reached f 53.2 and 47.1.
Introdução
Os nutrientes absorvidos anualmente em sistemas florestais são em grande parte resultantes do processo de decomposição da folhada, o que confere a este processo um papel fundamental no fluxo de nutrientes para o solo, na transferência de energia entre plantas e solo e no funcionamento destes sistemas, em particular em solos de baixa fertilidade. Quantidade de folhada produzida e taxa de libertação de nutrientes no decurso do processo de decomposição condicionam em grande parte aquele fluxo, estando o último processo muito dependente da actividade biológica, por seu
lado condicionada entre vários factores, pelas condições climáticas, pela composição química e estrutural da folhada e pela disponibilidade de nutrientes no meio (Miller et al., 1996; Fisher & Binkley, 2000; Kavvadias et al. 2001; Santa-Regina & Gallardo, 1995; Murias, 2005). Por outro lado, em sistemas florestais mediterrânicos, o papel da decomposição da folhada no fluxo de nutrientes assume uma importância acrescida tendo em conta a degradação da vegetação arbustiva e dos solos por fogos, por cultivo intensivo e por excesso de pastoreio (Kavvadias e tal. 2001). No tocante à influência da natureza da folhada na sua decomposição, teor elevado em lenhina e baixo em N conduz geralmente a taxa de decomposição mais lenta e a maior imobilização de N, do que folhadas com baixo teor em lenhina e elevado teor em N (Hendricks e Boring 1992). Face à inexistência de informação dessa índole para a Região Norte de Portugal, desenvolveu-se um estudo contemplando povoamentos de duas espécies nativas (Castanea sativa Miller (CS) e Pinus pinaster Aiton (PP)) e duas espécies exóticas, Pinus nigra Arnold subsp. laricio (PN) e Pseudotsuga menziesii (Mirbel), Franco var. menziesii (PM)), onde se observou a evolução da perda de peso e das concentrações em nutrientes e em compostos químicos estruturais durante o processo de decomposição de folhas e agulhas senescentes das espécies referidas, visto esses órgãos constituírem a proporção dominante das respectivas folhadas (83, 78, 68 e 55 %, respectivamente para PM, CS, PP e PN) (Martins et al., 2006). Outros estudos inerentes a estes povoamentos, incidindo sobre a produção de folhada e concentração em nutrientes na mesma, as características das camadas orgânicas e minerais do solo e decomposição de folhada, foram já objecto de publicação (Azevedo, 1997; Fonseca, 1997; Martins et al., 1999; Cortez et al. 2005; Martins et al., 2006).
Material e métodos
O estudo desenvolveu-se em quatro povoamentos situados na Serra da Padrela, próximo de Vila Pouca de Aguiar (longitude 7° 36´ 43´´ a 7° 38´ 29´´ W, latitude 41° 29´ 24´´ a 41° 30´ 38´´ N), altitude entre 800 e 900 m, em encostas com declive entre 10 % e 40 % e exposição entre W e NW. A temperatura média anual da área de estudo é de 11,3 °C e a precipitação media anual é de 1381 mm. Os solos correspondem a Umbrissolos húmicos, (PM e CS), Umbrissolos háplicos (PN) e Cambissolos dístricos, (PP) (FAO, 1998), derivados de xistos. Utilizaram-se folhas e agulhas senescentes, que foram colocadas em saquetas de nylon com 20x10 cm (litterbags) e malha de 1mm (CS, PP e PN) e de 0,5 mm (PM) e depositadas no subcoberto de cada povoamento para observação dos processos referidos. Para cada espécie foram utilizadas 15 saquetas por data de recolha, distribuídas por três locais por povoamento. Em cada recolha o material individual de cada saqueta foi seco a 75 oC, pesado e retirada uma parte para incineração a 450 oC durante 6 horas e determinação de C e de cinza. A parte restante das 15 amostras, agrupou-se em 3 amostras compostas por 5 amostras iniciais cada, resultando 3 amostras por espécie e por recolha para determinação de N, P, K, Ca e Mg por metodologia padrão. Para o estudo da evolução da composição estrutural das folhadas ao longo do processo, utilizou-se uma amostra composta por cada recolha, com duas repetições no trabalho analítico. Determinaram-se os compostos solúveis em n-hexano e em álcool e água,
lenhina de Klasson, lenhina solúvel, celulose e hemicelulose. Para determinação das taxas de decomposição seguiu-se o modelo exponencial negativo de Olson (Olson, 1963; Wieder e Lang, 1982).
Na análise dos resultados utilizaram-se as massas remanescentes quer dos nutrientes quer dos compostos estruturais, de acordo com metodologia seguida por Wesemael (1993).