Caracterização biogeoquímica da serapilheira e de substâncias húmicas do solo sob plantios com espécies florestais nativas e exóticas no sul do Brasil

Abstract

Resumo: A compreensão das relações solo-floresta é importante para subsidiar a manutenção da sustentabilidade florestal. Se, por um lado, as características do solo são responsáveis pela produção florestal; por outro lado, as diferentes espécies florestais podem contribuir de maneira diferenciada para o aporte de fitomassa e nutrientes sobre o solo. A matéria orgânica do solo (MOS) é relacionada diretamente ao material vegetal ou serapilheira que está sendo depositado e que se decompõe, fornecendo nutrientes ao solo e às plantas. O presente trabalho teve por objetivo avaliar o efeito de plantios com diferentes espécies florestais no acúmulo e composição química da serapilheira, na mineralização do nitrogênio e nas características espectroscópicas de ácidos húmicos de solos sob esses plantios. A pesquisa foi realizada em área da Fazenda Experimental da UFPR, em Rio Negro-PR, onde foram selecionadas seis espécies florestais, plantadas em sete povoamentos, na ordem descrita a seguir: Eucalyptus saligna (T1),Castanea sativa (T2), Pinus taeda (T3, Cryptomeria japonica (T4), Ocotea porosa (T5), Pinus taeda (T6) e Araucaria angustifolia (T7). Para caracterizar a fitomassa sobre o solo e os nutrientes nela presentes, foi coletado material de serapilheira acumulada das espécies florestais, no inverno e verão. Nos mesmos pontos de amostragem, foi coletado solo para os ensaios de mineralização do nitrogênio e para a extração de ácidos húmicos desses solos. A acumulação de serapilheira, para algumas espécies, variou entre as estações do ano. E também foram observadas diferenças entre as espécies, quanto ao total de fitomassa acumulada, nas diferentes estações. O Eucalyptus saligna (T1) foi a espécie que mostrou os maiores valores de C em sua serapilheira e ainda apresentou as menores taxas de mineralização do N, em contrapartida a Ocotea porosa (T5) e a Araucaria angustifolia (T7) foram as que apresentaram maior taxa de mineralização do N. As maiores taxas de mineralização ocorreram no verão para todas as espécies abordadas e o efeito da "vantagem doméstica" parece influenciar nessa mineralização, uma vez que a mineralização ocorreu de forma facilitada nas espécies nativas da região. Os ácidos húmicos formados sob solo, à princípio, não se diferenciaram estruturalmente, porém nota-se contribuição da serapilheira na qualidade desses ácidos húmicos (AH), principalmente relacionadas ao C e N. Palavras-chaves: ciclagem de nutrientes, fitomassa, serapilheira, substâncias húmicas, espectroscopia.

Abstract: The understanding of soil-forest relationships is important to support the maintenance of forest sustainability. If, characteristics of the soil are responsible for forestry, on the other hand, the different tree species have different contributions to the intake of dry matter and nutrients to the soil. The soil organic matter (SOM) is directly related to the plant material or litter that is being deposited, which decomposes, providing nutrients to soil and plants. This work aimed to evaluate the effect of stands with different forest species on the accumulation and chemical composition of litter, on nitrogen mineralization and the spectroscopic characteristics of humic acids from soils of these areas. The survey was carried out in the UFPR Experimental Farm in Rio Negro, Paraná state, where six tree species were selected from seven planted stands as follow: Eucalyptus saligna (T1), Castanea sativa (T2), Pinus taeda (T3), Cryptomeria japonica (T4), Ocotea porosa (T5), Pinus taeda (T6) and Araucaria angustifolia (T7). For two years, winter and summer, the litter accumulated and soil were collected from the forest species to characterize the biomass on the soil and the nutrients in it, to provide testing of nitrogen mineralization and for extraction of humic acid. Statistical analyzes were performed with hierarchical comparative testing and using principal component analysis (PCA). The accumulation of litter, for some species, varied between the seasons. In addition, differences were observed between species, as the total biomass accumulated in different seasons. The chemical composition of the litter fractions were different within and between species, but in general follow the order N> Ca> Mg> K> P. Eucalytus saligna (T1) was the species with the highest values of C in litter and the lowest rates of N mineralization. On the other hand, the native species Ocotea porosa (T5) and Araucaria angustifolia (T7) showed the highest rates of N mineralization. The highest rates of mineralization happen in summer for every species studied, and the effect of "home field" or the "home advantage" appears to influence this mineralization. The humic acids formed under ground, at first, did not differ structurally, however the contribution of litter in the quality of humic acids (HA) is noted, mainly related to C and N. Keywords: nutrient cycling, biomass, litter, humic substances, spectroscopy