Estoque de carbono e fluxos de óxido nitroso e metano do solo em plantios de pinus e floresta nativa

Abstract

Resumo: O cultivo de árvores pode ser uma alternativa de sequestro de carbono na biomassa e no solo, e de diminuição de fluxos de óxido nitroso (N2O) e metano (CH4). Os objetivos deste estudo foram avaliar (1) a influência da idade de plantios de pinus na alocação de carbono no sistema solo-planta, (2) a contribuição do tempo de uso do solo sob florestas de pinus para o estoque de carbono do solo e (3) a magnitude e comportamento dos fluxos de N2O e CH4 em solos sob plantio de pinus com diferentes idades comparativamente à floresta nativa. O trabalho foi desenvolvido em Telêmaco Borba - PR, num Latossolo Vermelho de textura argilosa. Os tratamentos avaliados consistiram de Floresta Estacional Semidecidual (MN), plantios em primeira rotação de Pinus taeda L. com 29 (P29) e 38 (P38) anos e, em segunda rotação, com 1 (P34+1), 9 (P29+9) e 18 (P31+18) anos. O estoque de carbono do solo (COT) foi avaliado até 100 cm de profundidade. O estoque de C na biomassa (parte aérea, raízes e serapilheira), sua distribuição e os fluxos de N2O e CH4 foram avaliados apenas na MN, P34+1, P29+9 e P31+18. O estoque de C no sistema foi maior na MN (335,5 Mg ha-1) e nos plantios de pinus aumentou com a idade, de 138,5 Mg C ha-1 em P34+1 a 267,5 Mg C ha-1 em P31+18. O compartimento solo contribuiu com a maior quantidade de carbono nos sistemas, mas sua importância foi reduzida gradativamente à medida que aumentou a idade dos plantios e também o estoque de carbono na biomassa vegetal, chegando a 50 % no plantio de maior idade. A conversão da MN para pinus diminuiu significativamente o estoque de COT do solo, enquanto que o tempo de uso do solo sob pinus não apresentou efeito significativo. As emissões anuais cumulativas de N2O do solo nos plantios de pinus foram similares aos da MN (média de 0,67 kg N ha-1), exceto no do plantio mais jovem (P34+1), que emitiu mais (3,23 kg N ha-1). Em todos os tratamentos houve influxo de CH4, porém o maior consumo anual ix ix ocorreu no solo da MN (-5,87 kg C ha-1), seguido dos plantios P34+1 e P31+18 (média de -1,85 kg C ha-1). Tanto o fluxo de N2O como de CH4 foram influenciados por atributos físicos e químicos do solo. Os plantios de pinus com 18 anos foram eficientes em mitigar a emissão dos gases de efeito estufa, aumentando o sequestro de carbono na biomassa e o estoque de carbono total no sistema, além de apresentar fluxos equivalentes de N2O e CH4 em relação à floresta nativa. A conversão do ecossistema nativo para floresta plantada reduziu os estoques de C no solo, mas o tempo de uso do solo com plantios de pinus não afetou o conteúdo de carbono no solo, mantendo-se abaixo da floresta nativa.

Abstract: Trees plantations can be an alternative to carbon sequestation into biomass and soil, and to reduction of nitrous oxide (N2O) and methane (CH4) fluxes. The objectives of this study were to asses (1) the age influence of pine plantations on carbon allocation in the system, (2) the contribution of land use time under pine forests to the soil carbon stock, and (3) the magnitude and behavior of N2O e CH4 fluxes in soils under pine plantation with different ages compared to native forest. The study was conducted in Telêmaco Borba - PR, under a clay Red Latosol. Treatments consisted of Semideciduous Forest (MN), Pinus taeda L. plantations with 29 (P29) and 38 (P38) years in first rotation and with 1 (P34+1), 9 (P29+9) and 18 (P31+18) years in the second rotation. The soil carbon stock (COT) was evaluated up to 100 cm depth. The C stock in biomass (shoot, roots and leaf litter), their distribution and N2O and CH4 fluxes were evaluated only in MN, P34+1, P29+9 e P31+18. The overall C stock was higher in MN (335.5 Mg ha-1), while pine plantations it increased over time, ranging from 138.5 Mg C ha-1 in P34+1 to 267.5 Mg C ha-1 in P31+18. The soil compartment contributed as the largest carbon pool in the system, but its importance was gradually reduced over plantations aging and biomass increments so that in oldest plantations it corresponded to half of the overall C stock. The MN conversion to pine significantly decreased the soil COT stock, while the land use time under pine did not present significant effect. The cumulative annual N2O emissions from the soil in pine plantations were similar to those observed in MN (average of 0.67 kg N ha-1), except in younger plantation (P34+1), that presented the biggest emission (3.23 kg N ha-1). All treatments showed CH4 influx, but the biggest annual comsumption ocurred in MN soil (-5.87 kg C ha-1), followed by P34+1 and P31+18 plantations (average of -1.85 kg C ha-1). Both N2O as CH4 fluxes were influenced for physical xi xi and chemical soil properties. The Pinus taeda L. plantations with 18 years were effective in mitigate the greenhouses gases emission, increasing carbon sequestration in biomass and in total system carbon, besides presenting equivalent N2O e CH4 fluxes in relation to native forest. Convertio of native ecosystem into pine plantation decreased the soil C stocks, but after pine establishment the soil carbon stock was maintained, although lower than in native forest.