Effects of radiation, litterfall and throughfall on herbaceous biomass
production in oak woodlands of Southern Portugal
J. Nunes1, C. Sá1, M. Madeira2 & L. Gazarini1 1
Departamento de Biologia, Universidade de Évora, Apartado 94, 7002-554 Évora e.mail: jdnunes@uevora.pt
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Departamento de Ciências do Ambiente, Instituto Superior de Agronomia, Tapada da Ajuda, 1349-017 Lisboa
RESUMO
Monitorizaram-se características microclimáticas (humidade do solo, temperatura do ar e do solo) sob e fora da influência da copa de Quercus rotundifolia. Além disso simularam-se os efeitos físicos e químicos (radiação, folhada e gotejo) associados à copa das árvores na produtividade da vegetação herbácea. Os tratamentos foram: controlo (T), redução de radiação (RR), aplicação de folhada (F), aplicação de folhada e redução de radiação (FRR), aplicação de gotejo (N) e aplicação de gotejo e redução de radiação (NRR). A temperatura da superfície do solo nas áreas não influenciadas pela copa das árvores foi mais de duas vezes superior à das áreas sob a copa. O teor de humidade à superfície do solo tendeu, por um lado, a decrescer mais rapidamente nas zonas fora da acção da copa das árvores e, por outro, a aumentar mais rapidamente nestas mesmas áreas. A produção anual média de biomassa da vegetação herbácea foi de 159,4, 145,8, 132,2, 126,7, 134,9 e 173,1 g m-2, respectivamente, nos tratamentos C, RR, F, FRR, N e NRR. Os teores em N, P, K, Mg, Mn e Ca da biomassa herbácea foram em geral superiores nos tratamentos com redução de radiação. Ao expressar-se os nutrientes acumulados na vegetação herbácea por unidade de área, o valor máximo, em qualquer dos anos de estudo, verificou-se no tratamento em que se aplicou o gotejo e se reduziu a radiação. O acréscimo na produção de biomassa herbácea ocorrido nalguns dos tratamentos, relativamente ao controlo, para além do possível efeito das diferentes características microclimáticas, poderá ser devido à presença da folhada, bem como dos nutrientes presentes no gotejo.
ABSTRACT
Microclimatic characteristics (soil moisture, and air and soil temperature) were monitored both under and outside the influence of Quercus rotundifolia canopy. The influence of tree cover on biomass production of herbaceous vegetation was studied through the simulation of the physical and chemical effects associated to the tree canopy (radiation, litterfall, throughfall). Treatments were: control (T), radiation shortage (RR), application of leaf litter (F), application of leaflitter and radiation shortage (FRR), application of throughfall (N) and application of throughfall and radiation shortage (NRR). Most of the times, and especially in winter, soil temperature was higher in areas not influenced by the canopies than in those under their influence. Soil moisture tended to decrease faster in the areas outside the canopy influence. Mean annual biomass production of the herbaceous vegetation was 159.5, 145.8, 132.2, 126.66, 134.9 and 173.1 g m-2, respectively, in treatments C, RR, F, FRR, N and NRR. The N, P, K, Mg, Mn and Ca concentrations in the herbaceous biomass were generally higher in the shaded treatments. When the amount of nutrients accumulated in the herbaceous vegetation biomass were expressed on an area basis, the highest values were observed for treatment with throughfall application and radiation shortage. Besides the possible effects of the microclimatic characteristics, differences with respect to herbaceous vegetation production may be explained by the presence of litterfall, as well as by the nutrients present in the throughfall solution.
INTRODUÇÃO
Os montados do Sul de Portugal, o sistema agroflorestal predominante nesta região, podem ser descritos como formações resultantes da justaposição de um sistema arbóreo-herbáceo descontínuo, sobre um sistema herbáceo contínuo (Joffre & Rambal, 1988). Esta descrição, coincide com a utilizada por vários autores na caracterização do sistema agroflorestal designado por savana (Belsky et al., 1989; Jackson et al., 1990; Belsky 1994; Scholes & Archer, 1997), pelo que podemos considerar os povoamentos de Quercus suber L. e Quercus rotundifolia Lam. como sendo do tipo savana (Joffre & Rambal, 1993).
Diversos estudos têm focado os processos inerentes à interacção estrato arbóreo-estrato herbáceo em savanas (Belsky & Amundson, 1998), nomeadamente no que toca à influência da árvore na disponibilidade hídrica e de nutrientes, nas características físicas e químicas do solo e nas alterações ao nível do microclima. Estudos realizados noutros países em sistemas com árvores muito espaçadas de Q. rotundifolia, indicam que estas podem funcionar como “armadilhas” da precipitação e de nutrientes por esta veiculados, na dependência da acção do vento, melhorando, assim, tanto o regime hídrico (Escudero, 1985; Joffre & Rambal, 1988, 1993) como a disponibilidade de nutrientes do solo.
A melhoria do regime e da disponibilidade hídrica do solo sob a copa das árvores é atribuída tanto à intercepção da chuva como à maior acumulação de matéria orgânica no solo, devida à queda de folhada e à senescência das raízes finas das árvores (Escudero, 1985; Joffre & Rambal, 1988, 1993; Rapp et al., 1999). Tais aspectos sugerem que as árvores de Q. suber e de Q. rotundifolia terão um papel fundamental no regime hídrico e nas características do solo sob a respectiva copa, o que poderá assumir grande relevância na produção da biomassa herbácea neste tipo de sistemas. Com efeito, estudos realizados em algumas das nossas zonas de montado têm demonstrado que os solos sob a copa de Q. rotundifolia podem apresentar maior disponibilidade de nutrientes em relação às áreas fora da acção do coberto arbóreo (Baltasar et al., 1983; Nunes et al., 1999).
A interacção entre as árvores e a vegetação sob coberto poderá ter importantes implicações na gestão dos sistemas agroflorestais do tipo montado numa perspectiva de uso múltiplo. No entanto o conhecimento disponível sobre as interacções que ocorrem no sistema árvore-herbáceas são escassos, tornando-se, assim, necessário obter mais informação para melhor conhecer e gerir o sistema montado.
Tendo isto em vista, foram iniciados estudos com vista à avaliação do efeito da folhada, do gotejo e da redução da radiação, devido à presença de árvores de Q.
rotundifolia, na produtividade da vegetação herbácea, assim como do efeito da presença
da árvore nas características microclimáticas. No presente estudo, apresentam-se resultados de produção de biomassa da vegetação herbácea obtidos durante dois anos e os resultados inerentes ás características microclimáticas obtidos durante um ano.
MATERIAL E MÉTODOS
Área experimental
Os estudos experimentais decorreram no Centro de Estudos e Experimentação da Mitra (C. E. E. M.), da Universidade de Évora, conhecido vulgarmente por Herdade da Mitra. O Centro dista cerca de 12 km da cidade de Évora e está enquadrado pelos paralelos de 38 31’ e de 38 32’ de latitude norte e pelos meridianos de 8 00’ e de 8 01’ de longitude oeste de Greenwich.
A área de estudo localiza-se numa região caracterizada por uma temperatura média anual do ar de 15,6 C e uma precipitação média anual da ordem de 650 mm (Reis & Gonçalves, 1985). Corresponde-lhe um clima sub-húmido chuvoso, mesotérmico, com grande deficiência de água no Verão e pequena concentração estival da eficiência térmica (C2 B2 s2 a’), segundo a classificação climática de Thornthwaite,
e um clima mesotérmico húmido com o Verão seco e muito quente (Csa), segundo a de
Köppen (Reis & Gonçalves, 1985).
A área de estudo apresenta um relevo ondulado com declives entre 5 e 16%. A sua litologia corresponde a rochas gnaissóides, a que se associam Solos Litólicos Não Húmicos Pouco Insaturados Normais de Gnaisses (Aguiar & Grilo, 1975). A vegetação consiste num montado de Q. suber L. e Q. rotundifolia Lam., com um estrato arbustivo dominado pela Cistus salvifolius L., acompanhada principalmente por Cistus ladanifer L., Cistus crispus L., Quercus coccifera L., Myrtus communis L. e Arbutus unedo L..
Sistema experimental
Para estudar a acção das árvores espaçadas na formação de biomassa da vegetação herbácea, em 1998/1999 e 1999/2000 simularam-se efeitos físicos e químicos (variação da radiação, gotejo e folhada) associados à presença das copas daquelas. O sistema experimental, constituído por um conjunto de 30 micro-parcelas experimentais (1 m x 1 m) situadas fora da acção da copa das árvores, incluiu os seguintes tratamentos: controlo (T), redução de radiação (RR), aplicação de folhada (F), aplicação de folhada com redução de radiação (FRR), aplicação de gotejo (N) e aplicação de gotejo com redução
de radiação (NRR). Todas as micro-parcelas foram protegidas da acção dos animais por rede metálica. Cada tratamento foi alvo de cinco repetições e as respectivas parcelas foram distribuídas aleatoriamente na área de estudo ( 5000 m2)
A redução da radiação (RR) resultou da cobertura das micro-parcelas com rede de sombreamento, determinando uma percentagem de redução da radiação equivalente àquela que ocorre no sob-coberto da azinheira ( 75%). Nos tratamentos F e FRR aplicou-se nas micro-parcelas uma quantidade de folhada equivalente à determinada na superfície do solo do sob-coberto das árvores da área de estudo. Nas micro-parcelas dos tratamentos N e NRR foram aplicados, em cada ano de estudo, 50 litros (o que equivale a uma precipitação de 50 mm) de solução de gotejo recolhido no sub-coberto de uma azinheira, e cuja concentração em nutrientes é referida em Nunes et al. (1999); aquela solução foi aplicada em cinco ocasiões (10 litros de cada vez). Nos restantes tratamentos aplicou-se uma quantidade equivalente de água destilada.
Amostragens e determinações
A biomassa da vegetação herbácea foi colhida, na primavera de 1999e 2000 em quadrados de 0,25 m2 localizados no centro de cada uma das micro-parcelas, de modo a minimizar o efeito da bordadura. As plantas foram cortadas rente ao solo, removidas imediatamente e transportadas para o laboratório.
A média horária da radiação fotossinteticamente activa (PAR) foi registada em contínuo, por intermédio de sensores PAR colocados á superfície e a 1,20 m da superfície do solo (correspondente ao topo do estrato arbustivo existente na área de estudo), colocados debaixo da projecção vertical da copa das árvores, no quadrante Norte, e fora da acção destas.
A temperatura do solo á superfície e a 20 cm de profundidade, sob e fora da zona de ensombramento da copa das árvores, foi registada em contínuo usando termopares de solo do tipo J (cobre/constantan) da Delta-t.
A humidade do solo foi monitorizada, de quatro em quatro horas e em registo contínuo, através de 20 sondas theta-probe da DeltaT, 10 colocadas na zona do sob-coberto de uma azinheira e 10 na zona fora da acção da copa desta. Cada um destes
grupos de 10 sondas foi por sua vez dividido em 2 subgrupos: um colocado a 6 e outro a 25 cm de profundidade.
Metodologia laboratorial
A totalidade das plantas de cada parcela de cada tratamento foi seca a 60 ºC, em estufa durante 48 horas, para obtenção do respectivo peso seco. Após esta secagem, a partir do material de cada parcela constituiu-se uma amostra composta por tratamento, a qual foi moída num moinho centrífugo com um crivo de malha de 1 mm. O N (Kjeldahl) foi determinado por intermédio de um sistema de destilação Kjeltec Auto 1030 Analyzer. A solubilização dos elementos minerais (K, Mg, Ca, Mn e P) foi efectuada num disgestor CEM Microave Digestion System Model MDS-2000. Para o efeito colocou-se 0,5 g de material em tubos LDV (Line Digestion Venel), em contacto com 10 ml de HNO3 concentrado a 65%. A solução resultante foi evaporada em copos de "Fourneau", solubilizando-se o resíduo pela adição de 10 ml de HCl 3 M. A concentração de Ca, Mg, K, Mn e Na nos extractos foi determinada por espectrofotometria de absorção atómica; a de P foi determinada colorimetricamente (Murphy & Riley, 1962).
Cálculos e métodos estatísticos
Para verificação da natureza das diferenças entre os valores médios horários da radiação fotossintéticamente activa, e entre os valores médios diários do teor de água no solo, efectuaram-se testes t- Student, ou testes U, nos casos em que não foi possível a normalização dos dados (Sokal & Rohlf, 1995). Na comparação entre as produções de biomassa da vegetação herbácea resultante dos diferente tratamentos, testaram-se análises de variância (ANOVA) de classificação simples, tendo-se previamente testado a homogeneidade de variâncias das amostras e procedido à transformação dos dados sempre que necessário e possível através da transformação de Box-Cox. A comparação múltipla de médias foi realizada pelo teste de Student-Newman-Keuls (Sokal & Rohlf, 1995).
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Efeito da copa da árvore na radiação fotossinteticamente activa
A radiação fotossinteticamente activa (PAR) medida durante os meses de Março e Abril de 2001, a 1,20 m do solo, foi significativamente mais elevada nas áreas fora da copa das árvores do que naquelas sob influência destas, excepto no início e no final do dia (Figura 1). O padrão observado para a redução da radiação está de acordo com o constatado por outros autores para áreas de formação de savana (Belsky et al. 1993). Para a PAR medida à superfície do solo, sob influência do ensombramento do estrato arbustivo, esse padrão variou com a hora de medição (Figura 1), sendo significativamente menor nas áreas fora da copa durante a manhã (principalmente no mês de Março) e significativamente maior nas áreas sob-coberto durante o período das 12 às 16 horas. No final do dia as diferenças apenas foram significativas durante o mês de Março. O maior grau de cobertura pelas plantas arbustivas nas áreas fora da influência da copa das árvores deverá ser a razão para os menores valores da PAR determinados à superfície do solo nessas áreas.
Figura 1 - Valores médios horários da radiação fotossinteticamente activa ( mol m-2 s-1) medida a 1,20 m do solo (a) e á superfície do mesmo (b), sob (SC) e fora (FC) da influência da copa das árvores, durante Março (coluna esquerda) e Abril (coluna direita) de 2001. As barras indicam o erro padrão.
(a) 0 200 400 600 800 1000 1200 mol m-2 s-1 SC FC (b) 0 20 40 60 80 100 120 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 horas mol m-2 s-1 SC FC (a) 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 mol m-2 s-1 SC FC (b) 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 horas mol m-2 s-1 SC FC
Efeito da copa da árvore na temperatura do solo
Os valores da temperatura do solo obtidos durante Março e Abril de 2001, à superfície e a 20 cm de profundidade, foram sempre mais elevados nas áreas fora da copa das árvores do que naqueles sob influência da mesma (Figura 2). A diferença de temperatura, à superfície do solo, entre essas áreas foi máxima cerca das 14 horas, sobretudo no mês de Abril, quando os valores sob a copa eram menos de metade daqueles determinados nas áreas fora da influência do coberto arbóreo (Figura 2). Naturalmente, a amplitude térmica à superfície do solo também foi muito menor nas áreas sob o coberto arbóreo do que naquelas fora da influência deste. Um padrão análogo foi encontrado por Rorison (1991) na comparação entre vertentes viradas a norte e a sul e por Belsky (1993) para formações de savana com Acacia tortilis e
Adansonia digitata. Nas áreas fora da influência da copa das árvores, a temperatura do
solo a 20 cm de profundidade também apresentou uma nítida amplitude térmica, mas muito menos acentuada do que a observada na superfície do solo; essa amplitude foi, ainda assim, maior fora do que sob o coberto arbóreo.
Figura 2 - Valores médios horários da temperatura do solo ( C), medida á superfície (a) e a
20 cm de profundidade do solo (b), sob (SC) e fora (FC) da influência da copa das árvores, durante Março (coluna esquerda) e Abril (coluna direita) de 2001.
(a ) 0 5 10 15 20 25 o C S C F C (b ) 0 5 10 15 20 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 h o ra s oC S C F C (a ) 0 5 10 15 20 25 30 o C S C F C (b ) 0 5 10 15 20 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 h o ra s o C S C F C
Efeito da copa da árvore na humidade do solo
Durante o primeiro trimestre de 2000, o teor de água do solo foi superior nas áreas fora da acção da copa das árvores do que naquelas sob a acção desta, tanto na camada superficial (6 cm de profundidade) como à profundidade de 25 cm. No entanto estes valores apenas apresentaram diferenças significativas no dia 14 de Janeiro, na camada superficial, e durante os primeiros oito dias de Fevereiro nas duas profundidades consideradas. O padrão de variação foi em geral semelhante nas áreas sob e fora do coberto arbóreo (Figura 3), verificando-se, porém, uma resposta acentuada aos eventos de precipitação nas áreas sob coberto do que nas outras. O teor de humidade nas áreas de coberto, a 25 cm de profundidade, foi em geral superior ao determinado na superfície do solo, não sendo nítida a sua afectação pelos eventos de precipitação.
Figura 3 - Valores médios diários do teor em água no solo (m3 m-3) a 6 (coluna esquerda) e a 25 cm de profundidade (coluna direita), sob (Sc) e fora (Fc) da influência da copa das árvores, durante os meses de Janeiro (J), Fevereiro (F) e Março (M) de
J 0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 m3 m-3 Fc Sc J 0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 m3 m-3 Fc Sc F 0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 m3 m-3 Fc Sc F 0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 m3 m-3 Fc Sc M 0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 Dias m3 m-3 Fc Sc M 0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 Dias m3 m-3 Fc Sc
Durante o mês de Abril verificou-se uma acentuada variação do teor de humidade, tanto na camada superficial como a 25 cm de profundidade, devida à elevada precipitação distribuída por vários eventos (Figura 8); no dia 13 de Abril o teor de humidade foi significativamente mais elevado na área fora da influência da copa do que na outra. Nos meses de Maio e Junho verificou-se um forte dessecamento do solo, o qual foi mais acentuado na camada superficial do que a 25 cm de profundidade (Figura 4). Além disso, o teor de humidade naquela camada passou a ser mais elevada sob do que fora da influência da copa. Esta inversão não se observou a 25 cm de profundidade, tendo-se verificado nos finais de Junho teores de humidade significativamente mais elevados nas áreas fora da influência do coberto do que nas outras.
Figura 4 - Valores médios diários do teor em água no solo (m3 m-3) a 6 (coluna esquerda) e a 25 cm de profundidade (coluna direita), sob (Sc) e fora (Fc) da influência da copa das árvores, durante os meses de Abril (A), Maio (M) e Junho (J) de 2000. As barras verticais indicam o erro padrão.
A 0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 m3 m-3 Fc Sc A 0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 m3 m-3 Fc Sc M 0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 m3 m-3 Fc Sc M 0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 m3 m-3 Fc Sc J 0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 Dias m3 m-3 Fc Sc J 0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 Dias m3 m-3 Fc Sc
Os valores mínimos do teor de humidade observados na camada superficial do solo, durante o trimestre de Verão de 2000, foram da mesma ordem de grandeza nas duas áreas de estudo consideradas (Figura 5). Isto indica que o coberto arbóreo não influenciou o teor de água mínimo no solo, mas apenas a taxa de perda de humidade do mesmo durante a Primavera e início do Verão (Figura 4). Nas áreas fora da influência da copa foi notória a resposta à ocorrência de eventos pluviométricos nos dias 26 de Julho e 20, 21 e 29 e 30 de Setembro. As variações ocorridas durante Agosto, e para a mesma profundidade, poderão ser atribuídas a variações inerentes aos próprios sensores, dado que durante este mês não se verificaram eventos pluviométricos (Figura 8).
Figura 5 - Valores médios diários do teor em água no solo (m3 m-3) a 6 (coluna esquerda) e a 25 cm de profundidade (coluna direita), sob (Sc) e fora (Fc) da influência da copa das árvores, durante os meses de Julho (J), Agosto (A) e Setembro (S) de 2000. As barras verticais indicam o erro padrão.
À profundidade de 25 cm, o teor em água do solo foi em geral superior à
J 0,00 0,02 0,04 0,06 0,08 0,10 0,12 0,14 0,16 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 m3 m-3 Fc Sc A 0,00 0,02 0,04 0,06 0,08 0,10 0,12 0,14 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 m3 m-3 Fc Sc J 0,00 0,02 0,04 0,06 0,08 0,10 0,12 0,14 0,16 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 m3 m-3 Fc Sc A 0,00 0,02 0,04 0,06 0,08 0,10 0,12 0,14 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 m3 m-3 Fc Sc S 0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 Dias m3 m-3 Fc Sc S 0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 Dias m3 m-3 Fc Sc Fc
árvores (Figura 5); os teores determinados nessa áreas foram significativamente maiores do que os determinados, durante os meses de Julho e Agosto, bem como nos primeiros dez dias de Setembro, nas áreas sob coberto arbóreo.
Figura 6 - Valores médios diários do teor em água no solo (m3 m-3) a 6 (coluna esquerda) e a 25 cm de profundidade (coluna direita), sob (Sc) e fora (Fc) da influência da copa das árvores, nos meses de Outubro (O), Novembro (N) e Dezembro (D) de 2000. As barras verticais indicam o erro padrão.
Durante o humedecimento do solo após o período de estio, os padrões de variação ocorridos apresentaram algumas dissonâncias, reflectindo uma maior rapidez na resposta aos eventos de precipitação nas áreas fora da copa das árvores (Figura 6), com o teor nestas áreas a ser significativamente superior, durante o período que vai de 6 a 25 de Outubro e de 8 a 23 de Novembro. Porém, o teor de água na camada superficial atingiu valores semelhantes para as duas áreas no final do mês de Novembro, princípios do mês de Dezembro, após copiosas e continuadas precipitações (Figura 8). No entanto,
O 0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 m3 m-3 Fc Sc N 0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 m3 m-3 Fc Sc O 0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 m3 m-3 Fc Sc N 0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 m3 m-3 Fc Sc D 0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 Dias m3 m-3 Fc Sc D 0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 Dias m3 m-3 Fc Sc
superiores nas áreas fora da copa das árvores em relação às áreas sob a influência destas.
Os nossos resultados estão em contradição, quer com os determinados para a mesma espécie em Espanha (Joffre & Rambal, 1988, 1993), quer com os determinados para espécies diferentes mas em sistemas semelhantes do tipo savana (Belsky, 1994; Belsky et al., 1989, 1993; Jackson et al., 1990), por não se ter verificado, durante a maior parte do ano, teores de humidade mais elevados nas áreas do sob-coberto do que nas outras. No entanto, Belsky & Amundson (1998) referem que o teor em água do solo sob a copa das árvores, tanto pode ser superior como inferior ao apresentado pelas áreas fora da acção da copa. O padrão encontrado no presente estudo pode ser explicado pelo facto de, no caso vertente, as árvores determinarem uma perda por intercepção da ordem dos 27,1 % da precipitação bruta por unidade de área efectiva de coberto (David, 2000). Os teores de humidade mais elevados sob o coberto arbóreo, durante a fase de secagem, indica que o período de água disponível se dilata, aumentando o período de utilização de água pelas plantas. Tendência semelhante foi constatada para freixos espaçados, no Nordeste Transmontano (E. Pereira, comunicação pessoal).
Biomassa da vegetação herbácea
A produção de biomassa da vegetação herbácea nos diversos tratamentos apresentou um padrão muito semelhante nos dois anos de estudo. Não se encontraram, entretanto, diferenças significativas dessa produção entre tratamentos, dada a grande variabilidade encontrada para cada um deles.
A quantidade de biomassa produzida variou, contudo, com os diferentes tratamentos efectuados, verificando-se uma quebra de produção relativamente ao controlo, nos tratamentos em que se simulou a redução de radiação e esta em simultâneo com a aplicação de folhada (Figura 7). Esta tendência poderá ser explicada pelo efeito limitante resultante da presença física da folhada e da diminuição da intensidade luminosa tal como referem vários autores (Belsky et al., 1989; Scholes & Archer, 1997; Belsky & Amundson, 1998; Panaïotis
et al., 1998).
O acréscimo de biomassa verificado nos diferentes tratamentos no ano 2000, em relação a 1999, deverá ter resultado da maior disponibilidade hídrica durante a
0 1 2 3 T RR F FRR N NRR t ha-1 1999 2000
Figura 7- Valores médios da biomassa da vegetação herbácea (t ha-1) obtida nos diferentes tratamentos em 1999 e 2000; controlo (T), redução de radiação (RR), aplicação de folhada (F), aplicação de folhada com redução de radiação (FRR), aplicação de gotejo (N) e aplicação de gotejo com redução de radiação (NRR). As barras verticais indicam o erro padrão.
Primavera desse ano (Figura 8). O incremento evidenciado no tratamento em que se simulou a aplicação de gotejo em simultâneo com a redução da radiação, poderá ser explicado, para além da maior disponibilidade hídrica já mencionada, por uma maior disponibilidade nutricional devido a um efeito cumulativo da aplicação do gotejo durante os dois anos, conjugadamente com uma menor evapotranspiração resultante do sombreamento (Garnier et al., 1989; Muller & Garnier, 1990; Belsky, 1994; Jackson & Ash, 1998; Anderson et al., 2001). Parece, assim, ocorrer um efeito sinergético entre a aplicação de gotejo e a redução da radiação.
0 25 50 75 100 125 150 175 200 S N J M M J S N J M M J S mm 1998 1999 2000
Figura 8- Valores mensais da precipitação, em mm, ocorrida durante o período de Setembro de
Concentração de nutrientes na vegetação herbácea
A concentração em N, P e K na biomassa herbácea, tanto no ano 1999 como no de 2000, foi nitidamente superior nos tratamentos que incluíram a redução de radiação, isolada ou associadamente com a aplicação de folhada e gotejo, em relação às parcelas em que essa redução não se verificou (Quadro 1). No ano mais pluvioso (2000) os teores dos nutrientes mencionados, em qualquer dos tratamentos, foram menores do que os determinados no ano anterior (menos pluvioso) (Figura 8). Ao contrário do referido para os nutrientes anteriores, as concentrações de Ca e Mg, nos dois anos de estudo, não foram claramente afectadas pela redução da radiação. A concentração de Mn, por seu turno, não foi afectada pelos tratamentos em 1999, mas foi-o em 2000, em que se verificou a tendência referida para o N, P e K.
QUADRO 1- Concentração (mg g-1) de N, P, K, Ca, Mg e Mn na biomassa da vegetação
herbácea dos diferentes tratamentos em 1999 e 2000. Controlo (T), redução de radiação (RR), aplicação de folhada (F), aplicação de folhada e redução de radiação (FRR), aplicação de gotejo (N) e aplicação de gotejo e redução de radiação (NRR). Tratamentos N P K Ca Mg Mn 1999 T 13,65 1,92 13,15 8,03 1,99 0,10 RR 16,98 2,43 13,97 10,01 2,58 0,11 F 12,86 1,98 12,48 8,28 2,09 0,10 FRR 17,09 2,56 16,67 8,62 2,37 0,11 N 15,45 2,42 12,72 9,75 2,45 0,12 NRR 16,25 2,50 14,71 9,95 2,55 0,13 2000 T 10,47 1,49 8,14 8,03 1,71 0,09 RR 12,71 1,50 10,77 6,17 1,76 0,17 F 11,83 1,29 11,90 9,12 1,96 0,03 FRR 14,28 1,66 12,80 9,32 1,81 0,19 N 11,09 1,49 10,07 10.61 1,78 0,04 NRR 13,95 1,48 14,49 8,91 1,94 0,11
Os nossos resultados sugerem que a folhada ou o gotejo das árvores não terá efeito significativo no acréscimo da concentração de N, P e K da vegetação herbácea. Esse acréscimo, como referem vários autores (Belsky et al., 1998; Cruz, 1997), deverá estar sobretudo correlacionado com o efeito positivo do sombreamento na absorção de
A acumulação de N, P, K, Ca e Mg na vegetação herbácea foi máxima no tratamento NRR (aplicação de gotejo e sombreamento), sugerindo um claro efeito sinergético da aplicação do gotejo com a redução da radiação. Esta tendência verificou-se em qualquer dos anos de estudo. No verificou-segundo ano, salienta-verificou-se que a quantidade daqueles nutrientes no tratamento F foi maior do que a determinada no tratamento FRR, o que poderá resultar de um efeito cumulativo da aplicação da aplicação da folhada, devido à lixiviação de nutrientes das folhas (Sá et al., 2000), bem como a uma redução da evaporação superficial. Em 2000, a quantidade de Mn na vegetação herbácea, apenas apresentou expressão nas parcelas sujeitas a redução da radiação (Quadros 2), o que poderá dever-se a uma necessidade de compensação da eficiência fotossintética (Lawlor, 1991), conjugada com o já mencionado efeito benéfico do sombreamento na absorção de nutrientes.
QUADRO 2- Quantidade (kg ha-1) de N, P, K, Ca, Mg e Mn na biomassa da vegetação herbácea, obtida nos diferentes tratamentos em 1999 e 2000. Os tratamentos são os definidos no Quadro 1.
Tratamentos N P K Ca Mg Mn 1999 T 18,64 2,62 17,96 10,97 2,72 0,14 RR 18,25 2,61 15,02 10,76 2,77 0,12 F 18,02 2,77 17,48 11,60 2,93 0,14 FRR 18,30 2,74 17,85 9,23 2,54 0,12 N 20,01 3,13 16,47 12,63 3,17 0,16 NRR 23,40 3,60 21,18 14,33 3,67 0,19 2000 T 12,34 1,75 9,60 9,47 2,02 0,10 RR 12,98 1,53 10,99 6,31 1,80 0,17 F 17,80 1,95 17,91 13,73 2,95 0,04 FRR 15,44 1,80 13,84 10,07 1,96 0,20 N 14,19 1,90 12,88 13,58 2,28 0,05 NRR 22,70 2,39 23,57 14,50 3,15 0,18 CONCLUSÕES
A radiação fotossinteticamente activa (PAR) e a temperatura do solo até a 20 cm de profundidade foram mais baixas nas áreas sob a influência da copa das árvores do que naquelas fora da acção do coberto arbóreo.
O coberto arbóreo afectou apenas o teor de água na camada superficial do solo, onde a perda, na primavera, e a reposição de água, no outono, foram mais lentas do que nas áreas fora da influência daquele coberto.
A produção de biomassa da vegetação herbácea não foi significativamente diferente entre tratamentos, mas tendeu a ser máxima no tratamento em que se reduziu a radiação e se aplicou gotejo.
O possível efeito de diminuição da biomassa das herbáceas devido ao decréscimo da radiação, causado pela presença de árvores de Q. rotundifolia, está associada a uma maior concentração de nutrientes, particularmente N, P e K.
AGRADECIMENTOS
O presente trabalho realizou-se no âmbito dos projectos PAMAF/8004/97 e PRAXIS 3/3.2/AGR/2187/95 e da actividade do Centro de Pedologia (Fundação para a Ciência e a Tecnologia). O primeiro autor aufere de uma bolsa de doutoramento PRAXIS XXI / BD / 18451 / 98
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