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UNIVERSIDADE DE CUIABÁ
DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS AMBIENTAIS
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIAS AMBIENTAIS
DINÂMICA DO EFLUXO DE CO2 NO SOLO EM DUAS
ÁREAS DE COMPOSIÇÕES FITOFISIONÔMICAS
DISTINTAS
MARIZETH DE FRANÇA DIAS
GEORGE LOUIS VOURLITIS
Orientador
CUIABÁ, MT
JUNHO 2015
UNIVERSIDADE DE CUIABÁ
DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS AMBIENTAIS
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIAS AMBIENTAIS
DINÂMICA DO EFLUXO DE CO2 NO SOLO EM DUAS
ÁREAS DE COMPOSIÇÕES FITOFISIONÔMICAS
DISTINTAS
MARIZETH DE FRANÇA DIAS
Dissertação apresentada ao Programa
de Pós-Graduação em Ciências
Ambientais da Universidade de Cuiabá,
como parte dos requisitos para obtenção
do título de Mestre em Ciências
Ambientais.
GEORGE LOUIS VOURLITIS
Orientador
CUIABÁ, MT
JUNHO 2015
UNIVERSIDADE DE CUIBÁ
DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS AMBIENTAIS
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIAS AMBIENTAIS
FOLHA DE APROVAÇÃO
TÍTULO:DINÂMICA DO EFLUXO DE CO2 NO SOLO EM DUAS ÁREAS DE
COMPOSIÇÕES FITOFISIONÔMICAS DISTINTAS
AUTOR: MARIZETH DE FRANÇA DIAS
Dissertação defendida e aprovada em 19 junho de 2015,pela comissão julgadora:
_______________________________________________
Dr. George Louis Vourlitis
CaliforniaState San Marcus-CSUM/Universidade de Cuiabá
_______________________________________________
Dr. Osvaldo Borges Pinto Jr
Universidade de Cuiabá – Mestrado Ciências Ambientais
________________________________________________
Dra. Luciana Sanches
Universidade Federal de Mato Grosso
Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental
DEDICATÓRIA
O momento chegou, e neste hora quero agradecer à todos que
participaram e conviveram comigo nesta etapa tão importante da
minha vida.
Dedico aos meus pais Julião Figueiredo Dias e Eleutéria Zuita de
França Dias, aos meus irmãos Cristina, Juliano, Edson, Danielle e
Grabriely, que puderam acompanhar de tão perto a realização e as
dificuldades para realização desse sonho.
E a Ronei Lídio e Phelipe in memorian que mesmo na ausência
ficariam felizes pela conclusão com êxito de mais esta etapa da
minha vida.
AGRADECIMENTOS
Ao meu orientador Professor Dr. George Louis Vourlitis por compartilhar de seus
conhecimentos e orientação para a concretização deste trabalho.
Ao Prof. Dr. Osvaldo Pinto Júnior na co-orientação, dedicação, incentivo, paciência
e contribuições na elaboração deste trabalho.
Ao Prof. Dr. Carlo Ralph pela oportunidade de participar deste mestrado e assim
melhorar as perspectivas de crescimento na comunidade acadêmica.
Aos professores do Mestrado em Ciências Ambientais - UNIC, que nos
proporcionaram momentos de reflexão e crescimento.
A todos os professores do Programa Pós-Graduação em Física Ambiental - PPGFA -
UFMT pelo auxílio em que sempre estiveram dispostos a ajudar.
A amiga Adriana Queiroz pela primeira ajuda recebida para iniciação do mestrado.
A Edna Carneiro pela parceria e acompanhamento nas coletas de campo, análises de
laboratório e nas idas à Poconé.
Aos colegas de sala, pelo comprometimento e companheirismos na execução das
tarefas propostas e aos momentos de lazer em que estivemos juntos.
E por fim obrigada a Deus, por permitir que tudo fosse concretizado a seu tempo.
Mude, mas comece devagar,
porque a direção é mais importante
que a velocidade.
Você certamente conhecerá coisas melhores
e coisas piores do que as já conhecidas,
mas não é isso o que importa.
O mais importante é a mudança,
o movimento,
o dinamismo,
a energia.
Só o que está morto não muda!
CLARICE LISPECTOR
SUMÁRIO
INTRODUÇÃO ........................................................................................................... 1
2.REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ................................................................................. 5
2.1 Descrição do Pantanal Mato-Grossense ............................................................. 5
2.1.1 O Pantanal de Poconé .................................................................................... 10
2.2 Efluxo de CO2 do solo ...................................................................................... 10
2.2.1 Dióxido de carbono equivalente (CO2e)........................................................ 13
2.3 Temperatura e Umidade do Solo ...................................................................... 14
2.4 Serrapilheira ..................................................................................................... 14
2.5 Biomassa de Raízes .......................................................................................... 15
2.6 Matéria Orgânica e pH ..................................................................................... 16
2.7 DENSIDADE DO SOLO ................................................................................. 18
3. MATERIAL E MÉTODOS ................................................................................... 20
3.1 Descrição da área de estudo ............................................................................. 20
3.2 Metodologia ...................................................................................................... 21
3.2.1 Análise de dados ............................................................................................ 24
4. Resultados e Discussões ......................................................................................... 25
4.1 Temperatura do solo ......................................................................................... 25
4.1.1 Temperatura do solo no Cerradão ................................................................. 25
4.1.2 Temperatura do solo no Acuri ....................................................................... 27
4.2 Serrapilheira do solo ......................................................................................... 29
4.2.1 Serrapilheira do solo no Cerradão ................................................................. 29
4.2.2 Serrapilheira do solo no Acuri ....................................................................... 30
4.3 Umidade do solo ............................................................................................... 31
4.3.1 Umidade do solo no Cerradão ....................................................................... 31
4.3.2 Umidade do solo no Acuri ............................................................................. 33
ix
4.4 Densidade de Raiz ............................................................................................ 35
4.4.1 Densidade de raiz no Cerradão ...................................................................... 35
4.4.2 Densidade de raiz no Acuri ........................................................................... 36
4.5 pH ..................................................................................................................... 38
4.5.1 pH no Cerradão ............................................................................................. 38
4.5.2 pH no Acuri ................................................................................................... 40
4.6 Carbono ............................................................................................................ 41
4.6.1 Carbono no Cerradão ..................................................................................... 41
4.6.2 Carbono no Acuri .......................................................................................... 43
4.7 Densidade do solo ............................................................................................ 44
4.7.1 Densidade do solo no Cerradão ..................................................................... 44
4.7.2 Densidade do solo no Acuri .......................................................................... 46
4.8 Efluxo de CO2 do solo ...................................................................................... 46
4.8.1 Efluxo de CO2 do solo em área de Cerradão ................................................. 46
4.8.2 Efluxo de CO2 do solo em área de Acuri ...................................................... 48
5. Conclusão ............................................................................................................... 51
6. Referências Bibliográficas: .................................................................................... 53
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 - Sub - regiões do Pantanal Brasileiro na Bacia do Alto Paraguai. SILVA E
ABDON (1998) ........................................................................................................................ 6
Figura 2 - Esquema do Ciclo Biogeoquímico do carbono em ecossistemas terrestres. Fonte:
(Gonçalves, 2012) .................................................................................................................. 12
Figura 3 - Localização da área de estudo. .............................................................................. 20
Figura 4 - Equipamentos de coleta de dados de Efluxo de CO2, densidade de raízes e
temperatura do solo. ............................................................................................................... 22
Figura 5 - Média mensal e erro padrão da temperatura do solo (ºC) em área de Cerradão.
(Tratamentos: A=Retirada;B=Acúmulo;C=Controle) ........................................................... 26
Figura 6 - Média mensal e erro padrão da Temperatura do solo (ºC) em área de Acuri.
(Tratamentos: A=Retirada;B=Acúmulo;C=Controle) ........................................................... 28
Figura 7 - Média mensal e erro padrão de Serrapilheira produzida (g/m2) na área de Cerradão
no tratamento retirada. ........................................................................................................... 29
Figura 8 - Média mensal e erro padrão de Serrapilheira produzida (g/m2) na área de Acuri no
tratamento retirada. ................................................................................................................ 31
Figura 9 - Média mensal e erro padrão de Umidade do solo (%) em área de Cerradão.
(Tratamentos: A=Retirada;B=Acúmulo;C=Controle) ........................................................... 33
Figura 10 - Média mensal e erro padrão de Umidade do solo ( %) em área Acuri.
(Tratamentos: A=Retirada;B=Acúmulo;C=Controle) ........................................................... 34
Figura 11 - Média mensal e erro padrão de Densidade de raíz (g/dm3) em área de Cerradão.
(Tratamentos: A=Retirada;B=Acúmulo;C=Controle) ........................................................... 35
Figura 12 - Média mensal e erro padrão de Densidade de raíz (g/dm3) em área de Acuri.
(Tratamentos: A=Retirada;B=Acúmulo;C=Controle) ........................................................... 38
Figura 13 - Média mensal e erro padrão do pH do solo em área de Cerradão. (Tratamentos:
A=Retirada;B=Acúmulo;C=Controle) ................................................................................... 39
Figura 14 - Média mensal e erro padrão do pH do solo em área de Acuri. (Tratamentos:
A=Retirada;B=Acúmulo;C=Controle) ................................................................................... 40
Figura 15 - Média mensal e erro padrão de Carbono do solo (g/kg)em área de Cerradão.
(Tratamentos: A=Retirada;B=Acúmulo;C=Controle) ........................................................... 42
Figura 16 - Média mensal e erro padrão de Carbono do solo (g/kg) em área de Acuri.
(Tratamentos: A=Retirada;B=Acúmulo;C=Controle) ........................................................... 43
Figura 17 - Média e erro padrão de Densidade do solo (g/cm3) em área de Acuri e Cerradão
............................................................................................................................................... 45
Figura 18 - Média mensal e erro padrão de Efluxo de CO2 do solo g(CO2) m-2
h-1
em área de
Cerradão. (Tratamentos: A=Retirada;B=Acúmulo;C=Controle) ........................................... 47
Figura 19 - Média mensal e erro padrão de Efluxo de CO2 do solo g(CO2) m-2
h-1
em área de
Acuri. (Tratamentos: A=Retirada;B=Acúmulo;C=Controle) ................................................ 50
LISTA DE TABELAS
Tabela 1- Análise de variância para área de Cerradão. ......................................................... 27
Tabela 2 - Análise de variância para área de Acuri............................................................... 27
Tabela 3 - Matriz de Correlação de Pearson da área de Acuri, em relação aos tratamentos
observados no estudo. ............................................................................................................ 36
Tabela 4- Matriz de Correlação de Pearson da Área de Cerradão, em relação aos tratamentos
observados no estudo. ............................................................................................................ 41
LISTA DE SIMBOLOS
IPCC - Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas
CO2 - Dióxido de Carbono
CO2e - Dióxido de Carbono equivalente
CH4 - Metano
N2O - Oxido Nitroso
ICV - Instituto Centro Vida
PH - Potencial Hidrogeniônico
C - Carbono
PPM - Parte Por Milhão
RPPN - Reserva Particular do Patrimônio Natural
SESC - Serviço Social do Comércio
PVC - Policloreto de vinila
GWP - Potencial de dano global
T - Temperatura
Eh - Potencial de redução
xiv
RESUMO
DIAS, M. F. Dinâmica do Efluxo de CO2 no solo em duas áreas de composições
fitosionômicas distintas. Cuiabá, 2015, 53f. Dissertação (Mestrado em Ciências
Ambientais) Departamento de Ciências Ambientais, Universidade de Cuiabá.
O presente trabalho tem como objetivo medir as emissões de efluxo CO2e suas
interações com os tratamentos e o tempo em duas áreas com características
fisionômicas distintas no Pantanal norte de Mato Grosso, identificadas como
Acurizal e Cerradão.Também foram realizadas medidas de temperatura do
solo,umidade do solo, densidade de raiz, pH, serrapilheira produzida,carbono e
densidade do solo. As áreas foram divididas em três tratamentos de blocos
inteiramente casualizados, com seis repetições, identificadas como: controle, adição
e retirada de serrapilheira.Foi utilizado a análise de variância de medidas repetidas
para o tratamento dos dados (Anova Two-Way), para testar as diferenças entre os
tratamentos (T), os meses (M) e a interação TxM.O efluxo na área de Cerradão foi de
0,93±0,09g(CO2) m-2
h-1
para o tratamento controle, para adição 1,28±0,16 g(CO2)
m-2
h-1
e retirada 0,72±0,10 g(CO2) m-2
h-1
. No Acuri o efluxo apresenta-se no
tratamento controle 0,95±0,11 g(CO2) m-2
h-1
, adição 1,26±0,16g(CO2) m-2
h-1
,
retirada 0,83±0,09g(CO2) m-2
h-1
. A análise de variância mostrou haver diferença
entre o efluxo por tratamento e por mês, para área de Cerradão, considerando a área
de Acuri observou-se o mesmo comportamento, entretanto não houve interação entre
o mês e o tratamento como foi observado na área de Cerradão.Para a temperatura
houve interação por tratamento e mês, porém foi observada menor significância para
o tratamento, a interação entre mês e tratamento somente foi observado para o
efluxo, temperatura e carbono. Na área de Acuri houve diferença entre os
tratamentos para o efluxo as demais variáveis não foram significativas, mensalmente
não foram encontradas diferenças apenas na variável densidade de raiz, as demais
ocorreram variação mensal,ainda assim não houve interação entre tratamento e mês
para esta área para nenhuma das variáveis observadas. Para o Coeficiente de
Correlação de Pearson na área de Cerradão observou-se relação linear e inversa,
porém fraca no tratamento retirada para a variável carbono do solo, na área de Acuri
a variável densidade de raiz no tratamento controle apresentou correlação inversa e
fraca. Encontrou-se diferentes valores de efluxo para os distintos tratamentos
proposto, quem sabe em função das condições da vegetação que podem influenciar
na adição de carbono no solo, com a presença maior de serrapilheira na área de
cerradão, pode ter se tornado a diferença para encontrar maior quantidade de efluxo,
posto que adicionam carbono no solo através da decomposição da matéria orgânica.
Palavras chave:Ciclo do carbono, Dinâmica do ecossistema, Produtividade do
ecossistema
xv
ABSTRACT
DIAS, M. F. Dynamics of CO2 efflux in the soil in two different ecosystems
compositions. Cuiabá, 2015 53f. Dissertation (Master in Environmental Sciences)
Department of Environmental Sciences, University of Cuiabá.
This study aims to measure the emissions of CO2 efflux and their interactions with
the treatments and time into two areas with different physiognomic characteristics in
the northern Pantanal of Mato Grosso, identified as Acurizal and Cerradão. Also soil
temperature measurements were made, soil moisture, root density, pH, produced
litter, carbon and bulk density. The areas were divided into three randomized blocks
treatments with six replications, identified as: control, addition and litter removal. It
used a repeated measures analysis of variance for the processing of data (Two-Way
ANOVA) to test differences between treatments (T), month (M) and the TxM
interaction. The efflux in Cerradão area was 0.93 ± 0.09 g (CO2) m-2
h-1
for control
treatment, for adding 1.28 ± 0.16 g (CO2) m-2
h-1
and removed 0.72 ± 0.10 g (CO2)
m-2
h-1
. In Acuri efflux presents itself in the treatment control 0.95 ± 0.11 g (CO2) m-
2 h
-1, adding 1.26 ± 0.16 g (CO2) m
-2 h
-1, withdrawing 0.83 ± 0.09 g (CO2) m
-2 h
-
1.The analysis of variance showed no difference between treatment and efflux for a
month to Cerradão area considering the area Acuri observed the same behavior,
however there was interaction between the month and the treatment as noted in
Cerradão area. For temperature by treatment interaction was observed and month but
less significance was observed for treatment, the interaction between weeks and
treatment was observed only for the efflux temperature and carbon. In Acuri area
were no differences between treatments for efflux other variables were not
significant monthly differences were found only in the variable root density, the
other occurred monthly variation, there was still no interaction between treatment
and month for this area none of the observed variables. For the Pearson correlation
coefficient in Cerradão area showed a linear and inverse relationship, but weak in
treatment withdrawal for soil carbon variable in Acuri area of the root density
variable in the control treatment showed an inverse and weak correlation. Met
different efflux values for the different treatments proposed, perhaps depending on
the vegetation conditions that can influence the addition of carbon in the soil, with
the largest presence of litter in the savanna area, it may have become the difference
to find efflux larger amount,, since add carbon in the soil through the decomposition
of organic matter.
Keywords: Carbon Cycle, ecosystem dynamics, ecosystem productivity
INTRODUÇÃO
O desenvolvimento sustentável, tema muito discutido na atualidade, traz
muitos questionamentos e desafios a respeito da concretização desse ato.
Observamos que em relação ao atendimento das necessidades humanas e ao uso dos
recursos naturais, o contínuo crescimento da agricultura, uso de técnicas agrícolas,
abertura de novas áreas para pastagens com o desmatamento, queimadas, modificam
a estrutura natural dos biomas e também o modo de vida das pessoas.
Essas modificações ficam atreladas as diferentes reações em que o meio
ambiente se expressa diante dessas interferências. Acompanhar e identificar esses
processos é uma estratégia de verificação, mudanças como é o efeito estufa, processo
consolidado mediante a tantas mudanças nos recursos naturais, conhecer sobre essas
movimentações faz com que possamos estar atentos à nossas atitudes.
Outra interferência está ligada nas constantes mudanças climáticas, e suas
origens tem ligações com atitudes humanas, que acabam interferindo no processo
natural dos ecossistemas em equilíbrio originando mudanças que aparecem no meio
ambiente, impactando principalmente no seu próprio meio de vida.
O aumento da temperatura da Terra é um dos destaques dessas mudanças
como é demonstrado pelo IPCC (IPCC, 2014).O aumento de CO2, CH4 e N2O é
causado pelas emissões antropogênicas sobre a utilização de combustíveis fósseis
como fonte de energia e de uso da terra e mudanças de uso da terra, em particular a
agricultura.Adicionalmente, a queima de combustíveis fósseis retira carbono de um
compartimento isolado e passa a incorporá-lo no sistema (GONÇALVES, 2012;
MOREIRA & SIQUEIRA, 2006).
A adoção de tecnologias sustentáveis visa a melhor gestão dos recursos
naturais, visto que é marcante o aumento no uso da terra tanto qualitativamente
quanto quantitativamente que tem propiciado o aumento das emissões dos gases
efeito estufa. Estudos tem demonstrado que mudanças no uso da terra como: redução
do desmatamento, recuperação de pastagens degradadas, adoção de plantio direto
podem diminuir emissões de gases de efeito estufa, e tem sido usado como norteador
na mitigação dessas emissões (CERRI, 2012).
2
As modificações no uso da terra tem interferido, nas emissões de gases de
efeito estufa para a atmosfera, segundo IPCC (IPCC, 2014) emissões de CO2
antropogênicas para a atmosfera foram 555 ± 85 PgC (1 PgC = 1.015 g C ) entre
1750 e 2011. Desse montante, a queima de combustíveis fósseis e produção de
cimento contribuiu com cerca de 375 ± 30 PgC e mudança no uso da terra (incluindo
desmatamento, florestamento e reflorestamento) contribuiu 180 ± 80 PgC. Além
disso é provável que essas mudanças climáticas ainda ocorram, e afetem em algum
grau outros aspectos de nossa economia: água, saúde, produção de alimentos e
energia.
A microbiota do solo é a principal responsável pela decomposição dos
compostos orgânicos, pela ciclagem de nutrientes e pelo fluxo de energia do solo, a
biomassa microbiana e sua atividade têm sido apontadas como as características mais
sensíveis às alterações na qualidade do solo, causadas por mudanças de uso e práticas
de manejo (TRANINN et al, 2007).
A respiração do solo provém principalmente da raiz e das atividades
microbianas. A respiração do solo é importante no cálculo do balanço de carbono da
vegetação e da taxa de rotatividade de matéria orgânica do solo, bem como para a
compreensão de fontes e sumidouros de carbono em ecossistemas terrestres em face
da mudança climática global (JIA, 2006).
A biomassa microbiana pode ser enquadrada como o compartimento central
do ciclo do C e representa considerável reservatório de nutrientes no solo e atributo
fundamental para o estudo de ciclagem de nutrientes em diferentes ecossistemas
(GAMA RODRIGUES & GAMA RODRIGUES, 2008).
As estimativas de emissões de carbono de acordo com o SEEG - Sistema de
estimativa de emissões de gases do efeito estufa, em 2013, no Brasil foram de
1.567.679.179(tCO2е),entre 1990 e 2012, a mudanças de uso da terra foi responsável
pela emissão de 28 bilhões de toneladas de carbono equivalente (tCO2e),
correspondentes a 61% do total de emissões brasileiras nesse período. O
desmatamento na Amazônia e do Cerrado contribuíram com mais de 92% das
emissões de mudanças de uso da terra. Nesses 22 anos, no entanto, ocorreu uma
redução de 42% das emissões do setor de mudanças do uso da terra, saindo de
0,82bilhão (tCO2e) em 1990 para 0,48 bilhão (tCO2e) em 2012. Em Mato Grosso as
3
emissões ficaram em 147.737.603(tCO2e) desses, as principais categorias que
contribuíram com as emissões foram: mudanças no uso da terra, agropecuária e
energia. Segundo Instituto Centro de Vida, (2012) as emissões de CO2 no estado
foram geradas principalmente no bioma Amazônia (78%), seguido do cerrado (19%)
e pantanal (3%). A conversão de área de vegetação nativa em pastagens nos três
biomas, representou 73% dessas emissões, enquanto a conversão para área agrícola
representou 23%, e as demais mudanças de uso da terra cerca de 4%.
Ainda são incipientes estudos na região do Pantanal mato-grossense que
podem contribuir para entendimento do cenário atual das emissões de CO2, e atuação
da respiração autótrofa e heterótrofa (BUTLER, 2011), mas no entanto a dinâmica
das emissões gasosas ao longo dos tempos tem causado preocupação em relação ao
crescente acúmulo desses gases na atmosfera, em se tratando de um gás que contribui
com o efeito estufa, conhecer melhor como é o comportamento do CO2 no solo do
Pantanal,suas interações e contribuições com o meio ambiente são importantes.
Na região do Pantanal pode-se observar interferências, cuja mudanças de
cenários trazem novas realidades que nos faz investigar o processo de outras formas
estratégicas de uso dos recursos naturais e ambientais disponíveis, de forma a mitigar
essa tendência de mudança climáticas
O Pantanal Mato-Grossense (POTT, 1994) é a maior planície savânica
inundável, está inserida na bacia do Alto Paraguai possui uma característica
intrínseca à região, de possuir período de longas cheias, onde solo permanece
inundado por vários períodos do ano, proporcionando a formação de um solo
hidromórfico. Cerca de 1/3 a 1/2 do pantanal é de inundação fluvial e o restante por
precipitação. Engloba um mosaico de diferentes habitats e sustenta grande
diversidade vegetal, animal e de solos (BEIRIGO, 2011).
As mudanças climáticas vêm intensificando as alterações ambientais, e diante
de um cenário com várias modificações e interferências ainda não conhecidas e
avaliadas, procura-se uma compreensão das variáveis que estão interferindo no
processo da respiração do solo no pantanal.
Trazendo essas considerações para um entendimento que consiga elucidar tais
fatores, o objetivo geral deste trabalho foi: quantificar o efluxo de CO2 do solo e suas
interações com os tratamentos e o tempo em dois ambientes com gradientes
4
vegetacionais distintos (Acurizal e Cerradão) por apresentar representatividade da
fitofisionomias da região. E para isso tem-se como suporte os seguintes objetivos
específicos:realizar medições de Efluxo de CO2 no solo do Cerradão e Acurizal, com
diferentes quantidades de serrapilheira no solo; Quantificar a densidade de raiz nos
diferentes tratamentos; Medir a temperatura e quantificar a umidade do solo nas duas
áreas de estudo; Determinar a densidade do solo; Quantificar a serrapilheira
produzida mensalmente e verificar qual a sua possível contribuição no efluxo do CO2
do solo; Acompanhar o pH do solo e Determinar Carbono nos distintos tratamentos e
em cada área de estudo.
5
2.REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
2.1 Descrição do Pantanal Mato-Grossense
O Pantanal é uma planície de inundação periódica composta por uma das
áreas úmidas de maior importância do globo, está localizado na região central da
América do Sul (Brasil, 2010). A planície pantaneira situa-se na depressão do Alto
Paraguai, delimitado a oeste pela cordilheira dos Andes e a leste pelo Planalto
Central Brasileiro (FERNANDES, 2010). O bioma Pantanal ocupa uma área de
aproximadamente 150.355km2, representando área total do Brasil de 1,76%,em Mato
Grosso ocupa 7% e em Mato Grosso do Sul 25% (IGBE, 2004). O clima é do tipo
quente, com o semestre de inverno seco, apresentando um regime de precipitação
marcadamente estival, que define o caráter estacional, Aw segundo classificação
climática de Köppen (CADAVID-GARCIA, 1984). As altitudes na planície do
Pantanal variam entre 80 e 190 m acima do nível do mar, caracterizando uma região
deprimida circundada por planaltos (ASSINE, 2003). Para (HASENACK, 2003) a
precipitação anual fica entre 1000 e 1500 mm e temperaturas do ar oscilando entre
26°C nas porções mais elevadas e 29°C nas porções mais baixas.
O Pantanal é uma bacia sedimentar tectonicamente ativa, caracterizada por
uma dinâmica sedimentar que produz mudanças constantes na paisagem. As
planícies do Pantanal compõem parte de uma unidade geomorfológica denominada
Depressão rio Paraguai. Embora a denominação Pantanal derive da palavra pântano,
o Pantanal não é um grande pântano. É uma planície alagável (Wetland) que
experimenta extensa e prolongada inundação sazonal que se prolonga de janeiro a
junho, mas com picos de inundação máxima em meses distintos em diferentes
compartimentos geográficos da planície (ASSINE, 2003). A planície do Pantanal foi
subdividida (SILVA & ABDON, 1998) (figura 1) em sub-regiões fundamentando na
heterogeneidade de paisagens e na intensidade e duração da inundação, dentre elas:
Cáceres, Poconé, Barão de Melgaço, Paraguai, Paíaguas, Nhecolândia, Abobral,
Aquidauana, Miranda, Nabileque, Porto Murtinho.
6
Figura 1- Sub-regiões do Pantanal Brasileiro na Bacia do Alto Paraguai. Fonte:
SILVA & ABDON (1998)
O material de origem dos solos é formado por sedimentos, silticoarenosos,
argiloarenosos, e arenoconglomeráticos semiconsolidados a consolidados, da
formação Pantanal. Há ainda uma diversidade única de solos, frequentemente com
mineralogia 2:1, cuja morfologia reflete as condições do regime hídrico de cada
microambiente: Planossolos, Plintossolos, Gleissolos, Cambissolos Flúvicos
Luvissolos, Neossolos Flúvicos e Quartzarênicos, que se distribuem de acordo com
as feições geomórficas encontradas, sendo na grande maioria deles afetados por
processos redoximórficos (BEIRIGO, 2011).
7
Parte significativa dos solos do Pantanal permanece saturada ou alagada por
períodos que podem variar de alguns dias a vários meses, como resultado das
inundações sazonais. Por isso, a ocorrência de solos hidromórficos é generalizada em
toda região (CORINGA, 2012).
As variações sazonais da precipitação e da evapotranspiração causam a
flutuação no lençol freático, propiciando, desta forma alternância nas condições de
redução e oxidação. Durante o período de inundação do Pantanal, ocorrem mudanças
nas reações físico-químicas devido à processos redoximórficos, com redução da
concentração de oxigênio dissolvido na solução do solo e em consequência dos
valores de Eh e aumento do pH (BEIRIGO, 2008).
A fauna e flora do Pantanal são influenciados pelos quatro biomas que o
contornam, Floresta Amazônica, Mata Atlântica, Chaco e Cerrado. Entretanto,
existem adaptações de algumas espécies características da região (EMBRAPA,
2006). Assim possui tanto elementos essencialmente florestais como de áreas mais
abertas e, de forma geral, sua flora e fauna são típicas do bioma cerrado, ambiente
predominante no Pantanal. Entretanto, apesar de o Pantanal poder ser considerado
como uma extensão do bioma Cerrado, muitas espécies que vivem nos cerrados dos
planaltos de entorno nunca adentram a planície pantaneira, o que corrobora a idéia de
que o Pantanal funciona tanto como barreira ecológica quanto como corredor de
dispersão para muitas espécies (FERNANDES, 2010).
O cervo-do-pantanal, Blastocerusdichotomus, juntamente com o jacaré
Cainancrocodilusyacare, o tuíuiu, Jabiru mycteria e outras aves Ciconiformes são
representantes típicos da fauna do Pantanal não pela ocorrência exclusiva, mas como
no caso no cervo-do-pantanal, por apresentarem concentração populacional notáveis.
A anta, Tapirus terrestres é outro exemplo desta característica, sendo uma espécie de
ampla distribuição, e comum nas áreas úmidas e florestas da região(CORDEIRO,
2004).
A vegetação do Pantanal é muito variada, principalmente em função da
inundação e do solo. Segundo (POTT,1994) essas variações determinam a grande
quantidade de fitosionomias do Pantanal e estão divididas em:
Floresta semidecídua (mata) - Área não inundável/cordilheira. Poucas espécies
forrageiras no seu interior, com predominância da palmeira acuri (Scheelea
8
phalerata). Nas bordas ocorrem uma diversidade de espécies como Arrabidaeasp,
Cecropiapachystachya e Smilaxfluminensis.
Savana florestada (cerradão) - Área não inundável/cordilheiras. Vegetação
xeromorfa sobre cordões arenosos (antigos diques fluviais), cuja composição
florística é bastante heterogênea, destacando-se as espécies Scheelea phalerata,
Diospyros hispida, Annona dioica.
Savana arboreal (campo-cerrado) - Áreas pouco sujeitas à alagamento. Zona
transicional entre 'cerrado' e 'campo limpo. Formação natural ou antropizada.
Vegetação savânica, com estrato herbáceo (Mesosetumchaseae e Axonopuspurpusii,
etc.) entremeados de plantas lenhosas (Byrsonimaorbyniana, Curatella americana e
Annona dioica, etc.
Capões/murundus - Elevações do terreno de forma circular ou elíptica onde
predomina vegetação arbórea, normalmente rodeados por áreas de campos.
Savana gramíneo-lenhosa (campo limpo) - Áreas de campo, sujeitas à inundação
periódica, com predominância de gramíneas de pequeno porte e espécies uliginosas.
Savana gramíneo-lenhosa('capim vermelho, rabo-de-burro) -Áreas de campo com
predominância do capim vermelho ou rabo-de-lobo (Andropogonhypogynus) e capim
rabo-de-burro (Andropogonbicornis).
Savana gramíneo-lenhosa (fura-bucho) -Área de campo com predominância do
capim fura-bucho (Paspalumcarinatum).
Savana gramíneo-lenhosa (caronal)- Áreas de campo, situadas em mesorelevo
mais elevado, portanto pouco alagáveis. Ocorre predominância de capim carona
(Elyonurusmuticus), associados com algumas gramíneas, leguminosas e arbustos.
Baías permanentes - Lagoas subcirculares de dimensões e formas variadas que
possuem água durante o ano todo. Apresentam algumas plantas aquáticas submersas
como Eichhorniaazurea e Salviniaauriculata. As áreas de borda variam de acordo
com o nível de precipitação e época do ano. Nestas áreas ocorrem gramíneas
hidrófilas preferidas pelo gado e várias ciperáceas.
Baías de água salobra (salinas) - Lagoas subcirculares, sem vegetação no interior e
predominância de Paspalumvaginatum nas bordas.
9
Baías temporárias - Lagoas subcirculares de dimensões e formas variadas que
secam em determinadas épocas do ano. A cobertura vegetal é dinâmica durante o
ano, destacando-se espécies uliginosas.
Vazantes e baixadas - Vazantes são vias de drenagem não seccionadas, formando
extensas áreas periodicamente inundadas, enquanto 'baixadas' referem-se aos
pequenos desníveis do mesorelevo. Nestas áreas ocorrem gramíneas hidrófilas e
várias ciperáceas.
A presença de cordilheiras que se apresentam na paisagem como elevações
dos terrenos/aterros, era utilizada como mini-refúgios para a fauna e para as
populações indígenas, o homem também contribuiu através do manejo ambiental. Os
acuris estão presentes nesses aterros como na região de Poconé, onde os índios
Guatós retiravam mudas desta palmeira e transplantavam para lugares próximos, com
o objetivo de proteger os aterros da ação das águas durante as cheias periódicas, e
onde o solo era mais fértil (OLIVEIRA, 2000).
Ambientes de floresta nativa, notadamente aqueles estabelecidos em solos de
baixa fertilidade natural, como é o caso do Pantanal, têm sua manutenção fortemente
associada ao equilíbrio entre a cobertura vegetal e os processos biogeoquímicos do
solo (CARDOSO, 2009).
Em meados do séc. XVIII chegam os bandeirantes em busca de escravos para
as plantações do sudeste do Brasil e para a extração do ouro. O Pantanal foi
subdividido em grandes latifúndios. Nesse mesmo século iniciou-se definitivamente
o povoamento do Pantanal pelos colonizadores luso-brasileiro. Assim no final do séc.
XVIII e início do séc. XIX inicia aquilo que hoje é considerado a atividade
econômica tradicional do Pantanal, que é a criação extensiva de gado com o
aproveitamento dos seus campos nativos. Entretanto, durante as últimas décadas,
mudanças nas políticas econômicas têm aumentado a pressão sobre o Pantanal. A
pecuária tradicional, que perdurou por mais de 220 anos, vem sendo substituída
sistematicamente pela pecuária baseada na plantação de gramíneas exóticas, que vem
causando a substituição de áreas campestres nativas e a conversão de florestas em
campos (FERNANDES, 2010).
A deterioração das condições físicas de solo sob pastagem é atribuída ao
pisoteio do gado, que causa compactação, expressa pelo aumento da densidade, da
10
microporosidade e da resistência do solo, à penetração, e da redução do espaço
poroso total, da macroporosidade e dos valores das propriedades hidráulicas, o que
propicia menor capacidade de infiltração da água no solo e o aumento da
susceptibilidade à erosão (COLLET, 2009).
2.1.1 O Pantanal de Poconé
Segundo FERNANDES (2010) a sub-região do Pantanal de Poconé cobre
11% do Pantanal Brasileiro, com uma área de 17.945 km2. É caracterizada por
períodos de inundação entre dezembro e maio e de seca entre junho e novembro, com
estação chuvosa se estendo de outubro a abril.
Assim como ocorre nas diferentes sub-regiões do Pantanal, na região de
Poconé há uma ampla variedade de habitats (Fernandes, 2010) e, dentro de uma
distância de poucas dezenas de metros, pode mudar o tipo de vegetação. A vegetação
da região é influenciada por diversos fatores, como o tipo do solo, o stress pelo fogo,
a intensidade de pastejo pelo gado, a limpeza manual ou mecanizada de áreas para a
pecuária e a amplitude e a duração da inundação. Áreas de cerrado predominam na
região, ocorrendo também habitats florestais e campo limpos, além de habitats
aquáticos.
2.2 Efluxo de CO2 do solo
O solo é uma coleção de corpos naturais, constituídos de partes sólidas,
líquidas e gasosas, tridimensionais,dinâmicos, formados por minerais e orgânicos
que ocupam a maior parte do manto superficial das extensões continentais do nosso
planeta, contém matéria viva e podem ser vegetados na natureza onde ocorrem, e
eventualmente, terem sido modificados por interferência antrópicas (EMBRAPA,
2006).
De acordo com Dias (2006), o CO2 é produzido na superfície do solo,
principalmente pela participação de microorganismos na decomposição aeróbia da
matéria orgânica, e pela respiração de raízes, a qual é denominada de respiração do
11
solo. Entretanto, os solos tropicais, que apresentam umidade e temperatura elevadas,
oferecem condições bastante propícias para produção de CO2, pois favorecem a
decomposição da matéria orgânica, a respiração das raízes e a respiração microbiana,
aumentando a emissão do CO2 solo para atmosfera. Desta forma o balanço de C no
solo é dependente da relação entre as adições de C fotossintetizado pela planta (parte
área e raízes) a as perdas de C para a atmosfera resultantes da oxidação microbiana
do C orgânico à CO2 (ZANATA, 2008).
O carbono (C) na forma de gás carbônico (CO2) atmosférico entra na
biomassa terrestre via fotossíntese (produtividade primária bruta), e metade desse
valor é logo liberado como CO2 pela respiração das plantas. Esse carbono é
armazenado na biomassa vegetal (produtividade primária líquida) e entra no solo via
senescência ou exsudação. Ao mesmo tempo, a respiração heterotrófica e fogo
retornam uma quantidade equivalente à produtividade primária líquida para a
atmosfera fechando o ciclo (FERREIRA, 2013).
Somando a isso é confirmado por (GONÇALVES, 2012) no ciclo
biogeoquímico terrestre do carbono em que as moléculas oxidadas inorgânicas de
dióxido de carbono presentes no compartimento atmosférico (CO2), na presença de
luz, são transformadas em moléculas mais complexas e reduzidas, ou seja, com
maior valor energético, que são os compostos orgânicos. Essa matéria orgânica passa
a fazer parte da vegetação e em seguida pode fluir pela teia alimentar até os
consumidores e por fim chega aos organismos decompositores no solo. As reações
químicas de respiração realizadas pelos organismos (produtores, consumidores e
decompositores) por sua vez devolvem parte do CO2 assimilado pelos vegetais pela
fotossíntese de volta para atmosfera (Figura 2).
Qualquer alteração dos fluxos de entrada e saída de carbono de carbono dos
reservatórios naturais poderá afetar de modo acentuado a composição da atmosfera,
aumentando as taxas dos gases de efeito estufa. Essa alteração afetará o balanço de
carbono nos ecossistemas terrestres, através da influência nas taxas de fotossíntese e
respiração, bem como, os processos climáticos, quer seja em escala local, regional e
/ou global (DIAS, 2009).
12
Figura 2 - Esquema do ciclo biogeoquímico do carbono em ecossistemas terrestres.
Fonte: Gonçalves (2012), adaptado
Coelho (2005) relata que o efluxo de CO2 da superfície do solo é
provavelmente o sistema mais amplamente usado de estimativa da taxa de respiração
do solo in situ. No entanto, a respiração do solo, e efluxo de CO2, não são sinônimos.
A respiração do solo vem a ser a oxidação da matéria orgânica do solo, e inclui a
respiração das raízes e organismos do solo. O efluxo de CO2 é a liberação de CO2
para a atmosfera e, portanto, depende da produção de CO2 no solo e do processo
físico de fluxo de gás para fora do solo(difusão). Gases e água competem pelo espaço
poroso do solo. Quando parcial ou totalmente preenchido por água, a disponibilidade
de gases para os microorganismos é menor (MOREIRA & SIQUEIRA, 2006).
A respiração do solo, ou respiração edáfica, é a somatória das liberações de
CO2 para a atmosfera, resultante de vários processos que ocorrem na serrapilheira,
superfície e camadas mais profundas do solo (KEPLER, 1990). O termo "respiração"
se divide em dois: "respiração autotrófica" (CO2 liberado diretamente pelas plantas
como produto de sua própria atividade metabólica),e "respiração heterotrófica" (CO2
respirado por herbívoros, detritívoros, e de níveis tróficos mais altos, à medida que
consomem e quebram matéria orgânica (MALHI, 2009).
Segundo Davidson (2002), a respiração do solo é um dos maiores e mais
importantes fluxos de carbono de um ecossistema terrestre, podendo ser medida, por
vários métodos, como o de covariância de vórtices turbulentos que permite medir a
13
respiração do ecossistema e o uso de câmaras colocadas sobre o solo que permite
uma medida direta da respiração que ocorre dentro das camadas do solo e da
serrapilheira.
O efeito do aquecimento do planeta provocado pelos gases de efeito estufa,
sendo o CO2 o principal deles, é de extrema importância para a vida na Terra. Porém
o aumento nas concentrações desses gases e seus resultados podem gerar
consequências que vão além do limite da capacidade que os ecossistemas podem
suportar (GONÇALVES, 2012).
O fluxo de C do solo para atmosfera não tem sido abordado de forma ampla
temporal e espacialmente. Estes fluxos de carbono podem ser na forma de CO2, CH4
e outros compostos voláteis, sendo o CO2 o mais importante em termos de massa -
principalmente através da queima da vegetação e da respiração das raízes e
microorganismos do solo (SALIMON, 2003). O metano se origina principalmente da
digestão anaeróbia da matéria orgânica.
2.2.1 Dióxido de carbono equivalente (CO2e)
Dióxido de carbono equivalente é uma unidade métrica que converte o
potencial de aquecimento global de gases que provocam o efeito estufa, (chamados
de GEE) em termos equivalentes a toneladas de CO2. A tonelada de emissão de CO2
é multiplicada pelo potencial de aquecimento de outros gases, como o óxido nitroso,
o metano e o ozônio(Instituto de pesquisa Ambiental da Amazônia, 2015). O
potencial de dano (Global Warming Potential - GWP) de cada gás significa quanto
(ou quanto menos) um gás aumenta o efeito estufa em 100 anos comparada com a
mesma quantidade de CO2 emitida ao mesmo tempo. A molécula de dióxido de
carbono tem por definição valor é igual 1 neste índice, o metano 23, óxido nitroso
298.Isto equivale dizer que o (CH4) tem um potencial 23 vezes maior que o CO2 de
causar dano ao ambiente, ou seja, emitir 1 kg de metano tem o mesmo efeito que
emitir 23 kg de CO2 (EIDELMAN et al, 2009).
14
2.3Temperatura e Umidade do Solo
Temperatura e umidade do solo são fatores que intrinsicamente influenciam
na intensidade da respiração do solo. CARVALHO (2012) menciona que a umidade
do solo tende a ser maior quando a temperatura do solo é baixa e vice-versa.
A taxa de transferência do CO2 é controlada pelos seguintes fatores:a) sua
taxa de produção no solo; b) os gradientes de temperatura; c) sua concentração na
interface solo-atmosfera; d) as propriedades físicas do solo; e e) as flutuações da
pressão atmosférica no ambiente (SOTTA, 1998).
Contribuindo para o entendimento da respiração do solo, EKBLAD (2005)
cita não só a temperatura e umidade do solo, mas também a umidade do ar, ou seja,
que as condições do tempo também podem influenciá-la.
As taxas de respiração também aumentam com a temperatura devido à
sensibilidade das enzimas, renovação de proteínas e necessidade energética das
reações de respiração (CORREIA, 2013).
Altas temperaturas podem comprometer o estoque de carbono no solo
estimulando a atividade microbiana e aumentando tanto a quantidade de tecido
vegetal presentes, quanto a quantidade de matéria orgânica decomposta, podendo
tornar mais veloz a liberação de CO2 e CH4 para a atmosfera por meio da respiração
do solo. Emissões crescentes, podem em contrapartida, contribuir para um maior
aquecimento global (COMISSION, 2011)
A umidade do solo exerce grande influência nas emissões de CO2. A umidade
do solo pode tanto favorecer como inibir a produção de CO2, havendo teoricamente
uma umidade ótima que máxime a respiração (CHAVEZ, 2008). Assim um solo com
deficiência de água pode reduzir ou eliminar o crescimento bacteriano. Por outro
lado, uma umidade excessiva restringe a transferência de oxigênio, reduzindo a
atividade dos microorganismos aeróbios (PADRÃO, 2004).
2.4 Serrapilheira
Constituída por material de origem vegetal (folhas mortas, galhos, troncos,
flores, frutos e sementes) e animal (restos de animais e material fecal), depositado na
15
superfície solo, que ao decompor-se supre o solo e a raízes com nutrientes e com
matéria orgânica (MARTINS, 2001). Grande parte dos nutrientes dentro do
ecossistema esta presente na parte aérea da vegetação, ocorrendo forte interação
entre a vegetação e o solo, por meio da ciclagem de nutrientes, em que o acúmulo de
serrapilheira exerce importante função, por ser a mais significativa forma de
transferência de nutrientes (MARTINS & RODRIGUES, 1999). Uma cobertura
vegetal densa produz maior quantidade de serrapilheira (SILVA et al. 2007). O
estoque de serrapilheira é regulado pela quantidade de material que cai e pela sua
decomposição na superfície do solo (MOREIRA & SIQUEIRA, 2006).
Na serrapilheira, os organismos mortos através de uma interação complexa de
atividades físicas e biológicas são decompostos em partículas grandes, daí em
partículas menores e, finalmente, em pequenas moléculas, como o dióxido de
carbono, água de componentes minerais. (VALENTINE, 2005).
A serrapilheira é o local perfeito para as atividades decompositoras dos
microorganismos como fungos e bactérias. A serrapilheira mantida na superfície e
que constitui uma fonte de carbono orgânico e de nutrientes no solo, varia menos em
temperatura, mantendo o ambiente mais equilibrado (OSAKI, 2008). As folhas são
as estruturas mais facilmente decomponível e predominante na serrapilheira
(ARAÚJO et al., 2011)
2.5Biomassa de Raízes
O crescimento e o desenvolvimento dos sistemas radiculares dependem das
interações entre fatores bióticos e abióticos dos ecossistemas (FREITAS, et al
2005).O crescimento radicular é maior em áreas com alta concentração de nutrientes
e relativamente menor em áreas consideradas pobres em nutrientes (BLAIR &
PERFECTO, 2001).
A liteira e as raízes finas no solo são as principais fontes de matéria orgânica
no solo, contribuindo com a ciclagem biogeoquímica nos ecossistemas florestais
(LIMA, 2008). Uma vez formada no solo a decomposição desta matéria orgânica
acontece mais lentamente; ainda assim é uma das maiores fontes de CO2 no solo
(CHENG, 1999; SOTTA, 1998).
16
A grande parte da biomassa das raízes finas (<2mm) está concentrada nos
primeiros 30 cm do solo, onde perfazem 72,8% da biomassa radicular média,
indicando ser as raízes dessa espessura as principais responsáveis pelos processos de
absorção de água e nutrientes, essa grande quantidade de raízes está relacionada com
a presença da camada de serrapilheira, que funciona como isolante térmico, evitando
o superaquecimento do solo e a perda de água por evapotranspiração, essa camada
orgânica resultante da decomposição dos resíduos vegetais é a principal fonte de
nutrientes para as raízes (WITSCHORECK, 2003).
Os diferentes componentes da respiração do solo podem afetar a capacidade
de redução ou armazenamento de CO2 em ecossistemas (MANCHON, 2013),
atualmente são conhecidas técnicas específicas para separação da respiração
heterotrófica e autotrófica (decomposição da matéria orgânica, respiração de
microorganismos, processos fermentativos,respiração das raízes e seus simbiontes
etc.) Butler et al (2010).
As raízes finas frequentemente contribuem para a maior parte da
produtividade abaixo da superfície do solo e sua expectativa de vida varia de
semanas a anos, dependendo da espécie e das condições ambientais (JACKSON et
al, 1996).
2.6 Matéria Orgânica e pH
A matéria orgânica do solo é um atributo decisivo na definição da qualidade
do solo, e é justamente na superfície do solo onde se encontra a maior quantidade de
matéria orgânica, sendo que a superfície do solo esta mais exposta à ação antrópica.
A função mais importante da matéria orgânica é incorporar e estocar nitrogênio e
carbono e outros elementos (BARROS, 2013).
Machado (2001) se refere à matéria orgânica como um termo um tanto quanto
simples para expressar a intrincada mistura de carbono orgânico, ácidos húmicos,
substâncias orgânicas diversas e suas associações com os minerais do solo, onde,
para sua formação em todos os ecossistemas terrestres, tem-se a decomposição
biológica de resíduos orgânicos mortos, tais como: plantas, animais e
microorganismos do solo. Assim também o tipo de vegetação e as condições
17
ambientais são os fatores determinantes da quantidade e da qualidade do material que
cai no solo (MOREIRA & SIQUEIRA, 2006)
A fração viva que forma a matéria orgânica do solo inclui os
macroorganismos (15-30%), constituído por minhocas, ácaros, entre outros, e pela
biomassa microbiana (60-80%), formada por vírus, bactéria, fungos, entre outros,
que corresponde a menos de 4% do carbono orgânico total do solo e, finalmente,
pelas raízes (5-10%). A fração não viva é formada pelos resíduos e metabólitos de
planta, de animais e microorganismos, correspondendo à maior parte do carbono
orgânico total do solo, cerca de 98%. Formada por substâncias não húmicas (30% de
carbono do húmus), constituída pelos ácidos orgânicos, e substancias húmicas (70%
do carbono do húmus), formada pelos ácidos húmicos, flúvicos e húmicas
(MACHADO, 2005; ROSCOE &MACHADO, 2002). A biomassa microbiana do
solo corresponde a 5% da matéria orgânica do solo, por ter um curto tempo de
resistência, ela é alterada rapidamente, respondendo às modificações provocadas nos
sistemas ambientais.
Segundo Cerri, Davidson, Bernoux, & Feller (2004), o solo se constitui em
um compartimento chave, no processo de emissão e sequestro de C, evidenciando
que, globalmente, há duas ou três vezes mais carbono (C) nos solos (1500-2000 Pg),
em relação ao estocado na vegetação (470-655 Pg), e cerca do dobro, em comparação
com a atmosfera (730 Pg). Portanto, manejos inadequados podem mineralizar a
matéria orgânica e transferir grandes quantidades de gases do efeito estufa para a
atmosfera.
A matéria orgânica do solo desempenha um papel central na regulação da
produtividade vegetal nas regiões tropicais. Os processos de decomposição e
mineralização dos resíduos vegetais são responsáveis pela principal fonte de
nutrientes para as plantas nos ecossistemas naturais e nos agroecossistemas
introduzidos e raramente fertilizados (SANCHEZ et al., 1989, CONCEIÇÃO et al.,
2005).Como é o caso do Pantanal, cujas florestas nativas estão estabelecidas e solos
de baixa fertilidade natural e têm sua manutenção fortemente associada ao equilíbrio
entre a cobertura vegetal e os processos bioquímicos do solo (CARDOSO et al.,
2009),a avaliação das propriedades do solo que estimam a sua qualidade assume
18
importante papel no monitoramento de sua conservação, sob pena de degradação do
solo comprometer irreversivelmente a sustentabilidade dos agroecossistemas.
Na decomposição dos materiais orgânicos no solo, os microorganismos atuam
como transformadores, e essa quebra geralmente na forma de polímeros em materiais
solúveis são absorvidos pelas células microbianas (MOREIRA & SIQUEIRA, 2006).
A matéria orgânica, por ser sensível as modificações que ocorrem no solo e
pela sua influência nos atributos essenciais, tem sido considerada como indicador -
chave de qualidade do solo. Ela atua na ciclagem de nutrientes, formação de
agregados, infiltração e retenção de água, entre outros. Aumenta a fertilidade do solo,
contribui com o fornecimento de cargas negativas e propícia a retenção de cátions,
tornando-se um componente fundamental na capacidade produtiva desses solos
(NETTO, 2008).
Em solos submersos, o oxigênio é deplecionado pela respiração de
microorganismos e raízes e o dióxido de carbono é acumulado, esse acúmulo
modifica o pH do meio, afetando o potencial redox do solo e transformações dos
nutrientes (PONNANPERUMA, 1972).
O pH do solo regula as reações químicas e tem um efeito sobre o crescimento
e proliferação de microorganismo, bem como sobre a respiração do solo. O solo pode
se tornar ácido devido à liberação de ácidos orgânicos e maior absorção radicular de
cátions do que ânions. Devido ao efeito adverso do pH baixo sobre a atividade
microbiana do solo, solos com pH 3 produz de 2 a 12 vezes menos CO2 do que solos
com pH 4. A produção de CO2 geralmente aumenta com o pH inferior a 7, e diminui
o pH em solos acima de 7 (LUO & ZHOU, 2006).
2.7 Densidade do solo
A densidade representa a relação entre o peso das partículas sólidas do solo e
o volume total do solo seco, sendo expressa em g cm-3
.
Solos com maiores teores de matéria orgânica, por exemplo, apresentam
densidades menores, em torno de 0,90 g cm-3
. Os solos arenosos, que são menos
porosos, podem ter densidades superiores a 1,50 g cm-3
. Compactação do solo, pelo
tráfego de máquinas agrícolas sobre o terreno aumenta a sua densidade, o que pode
19
dificultar a permeabilidade da água, dificultar o crescimento das raízes das plantas e
diminuir o espaço poroso, diminuindo, assim, o ar do solo, que é a fonte de oxigênio
para as raízes e microorganismos (MEURER, 2006).
20
3.MATERIAL E MÉTODOS
3.1 Descrição da área de estudo
A região de estudo encontra-se localizada no Pantanal norte de Mato Grosso,
município de Poconé, no Parque Baía das Pedras, com área de 4.500 hectares dentro
da Estância Ecológica Serviço Social do Comércio -SESC Pantanal (RPPN); O local
de estudo localiza-se nas coordenadas geográficas16º30'30''S e 56º24'2''O referente
ao Cerradão e 16º30'15''S e 56º24'15''O à área de Acuri.
Figura 3- Localização da área de estudo no estado de Mato grosso da área de
Acurizal e Cerradão.
O clima típico da região é AW (ALVARES, 2014) segundo a classificação
climática de Köppen, apresentando sazonalidade característica, com uma estação
chuvosa (outubro-abril) e outra seca (maio-setembro). A temperatura média do ar na
21
RPPN SESC Pantanal oscila entre 22 a 32ºC e a precipitação média anual entre 1100
e 1200 mm, com o total do mês mais seco inferior a 40 mm (HASENACK et al.,
2003).
São reconhecidas na RPPN Sesc Pantanal sete fisionomias vegetais: Cerrado
stricto sensu, Cerradão, Cambarazal, Campo com murundus, Floresta Estacional com
acuri, Campo e outras fisionomias com ecótonos (HASENACK et al., 2003)
Dessas fisionomias presentes, foram escolhidas duas: uma das áreas
estudadas a vegetação é marcada pela presença da Floresta semidecídua com
predominância da Scheelea phalerata (Arecaceae) popularmente conhecida como
palmeira Acuri,onde não ocorre inundação; e na outra o Cerradão com característica
de plantas associadas ao clima mais seco como a Diospyros híspida, popular fruta-
de-boi, podendo ocorrer inundação no período chuvoso.
O solo da região estudada é classificado como Planossolo Háplico Eutrófico
Típico, segundo CARVALHO (2013).
Foram realizados acompanhamentos mensais iniciados no mês de fevereiro de
2014 até Fevereiro 2015,nas áreas de fitofisionomias de Acuri e Cerradão, foram
delimitadas a área em 12 blocos, sendo 6 blocos em cada área experimental,
compostos por 3 tratamentos de 2m2 cada, esses tratamentos receberam denominação
especifica de: área de controle (C), área com adição de serrapilheira (+) e área com
retirada de serrapilheira (-); sendo esta, retirada mensalmente da área do tratamento
(-) e depositada na área de adição de serrapilheira (+). Estes blocos foram escolhidos
ao acaso e divididos da seguinte forma:blocos denominados de 1 a 6 pertencentes ao
Cerradão, e de 7 a 12 pertencentes ao Acurizal, ou seja, cada área possuía 6
repetições por tratamento.
3.2 Metodologia
A área de estudo foi constituída de 12 blocos com 3 tratamentos inteiramente
casualizados, num total de 36 pontos de amostragem. Em cada ponto foram
realizadas mensalmente medidas de: efluxo de CO2, temperatura do solo, coleta de
serrapilheira, coleta de solo para análise de carbono, umidade, pH, densidade do solo
e densidade de raízes.
22
No campo as medidas de efluxo de CO2 foram realizadas utilizando um
analisador de gás infravermelho portátil (EGM-4 PP-SYSTEM U. K.), que calcula as
emissões de CO2 provenientes do solo, este possui conexão com uma câmara de
fluxo de CO2 do solo(SRC-1, PP-SYSTEM U. K.) com 1170 cm3 que cobre 78,5 cm
2
de solo a cada medida. Para a leitura do efluxo essa câmara foi ajustada na superfície
do solo de modo que não houve passagem de ar do ambiente externo para o interno
conforme figura 4.
Figura 4- Equipamentos de medição de efluxo de CO2 do solo, densidade de raizes e
medida de temperatura do solo.
Colocando-se uma câmara de circuito fechado de volume conhecido (1170
cm3) sobre o solo e medindo a razão de aumento da concentração de CO2 dentro
desta câmara, quantificou-se o fluxo de CO2 do solo, conforme da equação 1.
𝑅𝑠 =𝐷𝐶
𝐷𝑇×𝑉
𝐴
(1)
23
em que, Rs é a razão de fluxo de CO2 do solo(fluxo de CO2/unidade de área/unidade
de tempo), DT é o tempo decorrido de medida, DC é a diferença de concentração de
CO2 no tempo decorrido, V é o volume total do sistema e A área do solo exposto à
medida , a unidade de medidas foi g/CO2m-2
h-1
.
A temperatura do solo foi medida utilizando um termômetro digital portátil
marca Nicety, modelo DT804, onde a haste foi introduzida no solo no mesmo
instante das medidas de efluxo de CO2, na profundidade de 10 cm.
Quantificou-se a serrapilheira recolhendo todo o material depositado no
tratamento retirada durante todo o mês, em seguida a mesma foi pesada e adicionada
no tratamento acúmulo.
Procedeu-se a coleta do solo no mesmo ponto da medição de efluxo, retirando
aproximadamente 0,86 dm3 de solo a 10 cm de profundidade, utilizando para isso um
molde de PVC (anel de PVC) conforme ilustrado na figura 4.
Foi introduzido no solo o molde de PVC onde a amostra foi recolhida, no
laboratório realizou-se a separação da raiz do solo, onde utilizou-se uma peneira
(4mm), em seguida as raízes foram lavadas, pesadas e colocadas em estufa por 72
horas, ou até atingir peso constante, foi utilizada a equação (2) para o cálculo da
densidade da raiz:
𝐷 =𝑚
𝑣
(2)
em que D é a densidade, m é a massa (g) de raiz contida no molde de PVC, V é
volume do molde (m3).
Com o solo utilizou-se o método gravimétrico para determinar a umidade, as
amostras foram acondicionadas em cápsulas de alumínio, pesadas e colocadas em
estufa não ventilada por 24 h a 105º C, até atingir peso constante para obtenção do
teor de água.
A umidade do solo (US) foi obtida da diferença entre a massa úmida (mµ) e a
massa seca (ms), dividida pela massa seca, para se obter a proporção de massa de
água (ma) por massa de solo seco (ms). Em seguida conforme equação 3multiplicou-
se por 100, obtendo-se a porcentagem de água da amostra em massa seca.
24
𝑈𝑆 =𝑚𝑢 −𝑚𝑠
𝑚𝑠 𝑥 100
(3)
Para determinar a matéria orgânica utilizou-se o método da oxidação via
úmida com dicromato de potássio em meio sulfúrico, com titulação utilizando
solução padrão de sulfato ferroso amoniacal. Utilizou-se o fator 1,724, para converter
matéria orgânica em Carbono.
Com pHmetro marca Tecnal, modelo mPA-210p foi medido o pH do solo,
com de um eletrodo combinado imerso em suspensão solo:líquido (1:2,5).
A densidade do solo foi realizada com a amostra do solo indeformado em
anel de alumínio de 100,13 cm3, a 5 cm de profundidade, após a coleta o mesmo foi
colocado em estufa com circulação de ar a 105ºC, por no mínimo 72 h, a densidade
foi calculada por:
𝐷𝑠 =𝑃𝑠
𝑉𝑐 (4)
em que Ds é a densidade do solo; Ps é o peso seco do solo dentro do anel e Vc é o
volume do anel. A análise de densidade do solo foi realizada no mês de fevereiro de
2015 em três tratamentos para cada área de estudo.
As análises foram seguidas de acordo com a metodologia descrita em
EMBRAPA (1997).
3.2.1 Análise de dados
Os parâmetros para análise do efluxo de CO2do solo foram submetidos à
análise de variância de medidas repetidas (Repeated Measures Anova) para testar as
diferenças entre os tratamentos, os meses, e a interação desses. Para testar a diferença
entre os tratamentos foi submetido a análise de variância de medidas repetidas
(Repeated Measures Anova) para testar o efeito dos tratamentos (T), os meses (M), e
a Interação (TxM) usou-se os intervalos de confiança para testar as diferenças entre
as médias.
25
4. Resultados e Discussões
Os resultados foram obtidos de duas áreas fitofisionomias distintas do
Pantanal Norte Matogrossense: Cerradão e Acurizal, onde observou-se o efeito dos
tratamentos, do tempo e a interação do tempo sobre o tratamento.
As médias e os erros de todas as variáveis estudadas com seus respectivos
tratamentos estão descritos nos gráficos abaixo.
4.1 Temperatura do solo
4.1.1 Temperatura do solo no Cerradão
A temperatura é um fator preponderante nas atividades das reações e
atividades microbiológicas, sendo uma variável importante para o acontecimento das
atividades microbianas e grande responsável pela variação diária de efluxo CO2,
SOTTA (1998).
A temperatura foi um parâmetro de pouca variação observado durante as
medições realizadas para esta variável, mesmo diante de diferentes tratamentos a
média anual não variou muito, ficando na média de 26,12ºC.
No mês de dezembro foi encontrada a maior temperatura do solo no
tratamento retirada de serrapilheira (Figura 5A), registrando o valor de 34,16 ºC o
que pode ter sofrido interferência por este ser um período chuvoso.A temperatura de
23,51ºC(5B) foi medida no tratamento acúmulo e foi a menor temperatura durante o
estudo, no período de seca, o que é característico para o mês de agosto. As taxas de
atividades microbianas são mais propicias em temperatura próximas a 28ºC
(MOREIRA & SIQUEIRA, 2006)
Na área de cerradão a média e o erro padrão da temperatura do solo foi de
27,35±0,18ºC para área de controle, no acúmulo de serrapilheira foi 27,38±0,22ºC e
na retirada 27,5±0,23ºC.Nos meses de março e maio/14não foram realizadas medidas
devido a área encontrar-se alagada.
26
Entre os tratamentos não foi encontrado diferenças nas medidas de
temperatura do solo. Mas no entanto a temperatura exerce uma forte influência sobre
o efluxo devido a atividade microbiana do solo (MOREIRA &SIQUEIRA , 2006).
Figura 5- Média mensal e erro padrão da temperatura do solo (ºC) em área de
Cerradão. (Tratamentos: A=Retirada; B=Acúmulo; C=Controle)
A análise de variância, Tabela 1, evidenciou que os tratamentos têm efeito
sobre a temperatura (T2,15=4,29*). O efeito do tempo (M9,135=198,48***), sobre a
temperatura, também se mostrou significativo, ou seja, existiu diferenças entre os
meses no período de estudo. A análise mostrou que houve interação entre os
tratamentos e os meses (TxM18,135=5,95***), portanto não se pode afirmar que a
variação da temperatura observada no estudo, foi um efeito do tempo ou dos
tratamentos estudados.
27
Tabela 1- Análise de variância para área de Cerradão.
Efluxo
g(CO2) m-2
h-1
Umidade
(%)
Temperatura
10cm(ºC)
Carbono
(g/dm3)
Dens. de
Raiz (g/dm3) pH
Tratamento T2,15 58,14*** 0,08 4,29* 0,29 0,28 0,04
Mês M9,135 22,92*** 52,17*** 198,48*** 28,81*** 5,86*** 2,45*
Interação TxM18,135 3,17** 1,25 5,95*** 2,70*** 0,73 1,36
* correlação significativa ao nível de 5% (p<0,05)
** correlação significativa ao nível de 1% (p<0,01)
***correlação significativa ao nível de 0,1% (P<0,001)
4.1.2 Temperatura do solo no Acuri
A temperatura do solo também tem se mantido constante na área de Acuri.
Sendo 26,51 ± 0,27ºC no controle, no acúmulo 26,52 ± 0,21ºC e na retirada 26,53 ±
0,24ºC.
No tratamento acúmulo de serrapilheira (Figura 6B) foi encontrada a maior
temperatura.
Temperaturas maiores para a mesma região foram encontradas por
CARVALHO (2013) com média de 27,02 ± 2,45ºC e por BRANDÃO (2012) com
valor de 27,20 ± 2,01ºC no Pantanal.
Tabela 2- Análise de variância para área de Acuri.
Efluxo
g(CO2)
m-2
h-1
Umidade
(%)
Temperatura
10cm(ºC)
Carbono
(g/dm3)
Dens.
de Raiz
(g/dm3) pH
Tratamento T2,15 15,41*** 2,71 0,02 0,10 1,77 2,09
Mês M10,150 22,93*** 117,77*** 198,91*** 198,91*** 12,38 16,37***
Interação TxM20,150 1,70 1,04 0,79 0,55 1,95 0,78
* correlação significativa ao nível de 5% (p<0,05)
** correlação significativa ao nível de 1% (p<0,01)
***correlação significativa ao nível de 0,1% (P<0,001)
Essa pequena diferença de temperaturas encontrada nas duas áreas podem ser
apontadas pelas quantidade de serrapilheira presente, em que percebe-se que na área
de Acuri o solo esteve mais exposto à radiação solar, com quantidade menor de
serrapilheira depositada, já no Cerradão percebemos um volume maior de
serrapilheira no solo onde esta contribui para manter a temperatura do solo,
28
funcionando como um isolante térmico o que possibilitou temperaturas maiores do
que na área de Acuri, o que também já foi objeto de pesquisa de NUNES (2003). A
serrapilheira não afeta diretamente no efluxo, mas sim na qualidade do solo.
O efeito do tratamento com a temperatura, Tabela 2, na área de acuri
(T2,15=0,02) não exerce influência para os tratamentos, mas em relação ao tempo
(M10,150=198,91***) as repetições e interações mensais possui 0,1% de significância,
existindo variação entre os meses de estudo. A interação tratamento e mês não foi
observada de forma significativa para esta área.
Figura 6- Média mensal e erro padrão da Temperatura do solo (ºC) em área de Acuri.
(Tratamentos: A=Retirada; B=Acúmulo; C=Controle)
29
4.2 Serrapilheira do solo
4.2.1 Serrapilheira do solo no Cerradão
A cada período mensal a serrapilheira produzida foi retirada do tratamento
retirada (-) e adicionada no tratamento acúmulo (+). Considerando que a área de
cerradão possui uma cobertura vegetal mais densa (SILVA, 2007) isso refletiu nos
maiores valores de serrapilheira encontrado para essa área.
Figura 7- Média mensal e erro padrão da Serrapilheira produzida(g/m2) na área de
Cerradão no tratamento retirada.
A média total da serrapilheira produzida na área de cerradão para o
tratamento retirada foi 1378,67±178,30 g/m2.
A produção de serrapilheira esteve relacionada com as estações do ano. No
mês de agosto/14 foi coletado o maior volume de serrapilheira, no período de seca
em que caem maior quantidade de folhas e galhos das árvores. Já em abril/14 onde
encontramos o período chuvoso com consequentemente menor perda de folhas,
gerando menor quantidade de serrapilheira. Enquanto BRANDÃO (2012) apresentou
30
períodos diferentes para maior produção de serrapilheira no Pantanal, em abril/2011
com produção máximo e dezembro com produção mínima.
A serrapilheira apresenta quantidades de nutrientes significativos que são
mineralizados pela atividade microbiana, principalmente pelos fungos (OSAKI,
2008).
4.2.2 Serrapilheira do solo no Acuri
Enquanto para área de Acuri podemos notar que a cobertura vegetal possui
vários espaços vazios de vegetação, apresentando densidade grande da palmeira
acuri, justificando assim o menor volume de serrapilheira encontrada para essa área.
Notamos que nos primeiros cinco meses de coleta, (Figura 8), encontramos
valores próximos de 500g/m2 serrapilheira, no entanto a média total foi
1156,26±177,36 g/m2. A partir de agosto houve um crescimento substancial na
produção de serrapilheira, onde neste período de estiagem ocorre maior despensa de
folhas, isto se deve ao fato de que as plantas perdem suas folhas no período seco,
estratégia usada para evitar a perda de água PINTO JR (2007).
Nas duas áreas em agosto houve aumento na serrapilheira produzida, sendo
na área de cerradão a maior produção.
31
Figura 8- Média mensal e erro padrão da serrapilheira produzida(g/m2) na área de
Acuri no tratamento retirada.
4.3 Umidade do solo
4.3.1 Umidade do solo no Cerradão
A umidade do solo é diretamente afetada pela sazonalidade no regime das
precipitações (SILVA JR, 2013). Ela é um fator importante, pois ajuda a regular as
atividades dos microorganismos e a limitar a distribuição destes dentro de um
ecossistema (ODUM, 1998).
A coleta de amostras para umidade do solo foi realizada à 10 cm de
profundidade, registramos maiores valores para o mês de abril/2014, onde
encontramos para área de retirada de serrapilheira(9A) do cerradão 52,75% de
umidade.
32
No momento em que há uma mudança de cenário referente à estação das
chuvas podemos perceber que no mês de outubro/2014 é o menor valor encontrado
de % de umidade do solo no cerradão, figura 9, evidenciando o período de seca.
A umidade do solo tem relação direta com a quantidade de efluxo afirma
DIAS (2006), verificamos que quando a umidade é baixa, o efluxo do solo também é
baixo e o inverso também é verdadeiro. É o que foi constatado nos meses de julho a
outubro/2014, nestes meses tivemos valores mais baixos de umidade do solo e
consequentemente tivemos os valores mais baixos para o efluxo de CO2.O aumento
da umidade (BUNNELL et al. 1977) ocasiona também o aumento do efluxo de CO2
do solo, porém o excesso de água no solo, causa uma barreira para a troca de CO2 e
O2, ou ambos, entre o solo e atmosfera provocando uma queda no efluxo de CO2.
O efeito dos tratamentos (T2,15=0,08) com umidade do solo na área de
Cerradão, Tabela 1, não foi significativa, mas em relação ao tempo
(M9,135=52,17***) a umidade foi significativa mensalmente. A interação dos
tratamentos com tempo (TxM18,135=1,25) não apresentou significância.
33
Figura 9- Média mensal e erro padrão da Umidade do solo(%) em área de
Cerradão. (Tratamentos: A=Retirada; B=Acúmulo; C=Controle)
4.3.2 Umidade do solo no Acuri
Por se tratar de um solo, com pouca vegetação de espécies forrageiras
presente, e possuir altitude de aproximadamente 1m maior que a do cerradão, a
radiação solar atinge o solo devido aos espaços vazios deixados pela vegetação,
tornando um solo com pouca umidade em relação a área de cerradão, e isso faz com
que o fluxo de CO2 possa passar para atmosfera com maior facilidade.
34
Figura 10- Média mensal e erro padrão da Umidade do solo (%) em área Acuri.
(Tratamentos: A=Retirada; B=Acúmulo; C=Controle)
Encontramos valores menores para as medidas de umidade para área de acuri
nos três tratamentos, e em outubro/2014 no período de seca, a umidade foi a menor
durante todo o ano.
O efeito do tratamento da umidade (T2,15=2,71) na área de acuri, Tabela 2,
não foi significativo, no entanto o efeito do tempo sobre a umidade
(M10,150=117,77***) demonstrou ocorrer significância. O mesmo já não aconteceu
quando ocorre a interação (TxM20,150=1,04).
35
4.4 Densidade de Raiz
4.4.1 Densidade de raiz no Cerradão
A densidade de raiz verificada nos tratamentos, na maioria dos meses
evidenciam que no tratamento acúmulo de serrapilheira (Figura 11B) existe maior
densidade de raiz tanto na área de Cerradão como no Acurizal, no entanto apesar de
existir diferenças nos tratamentos, esta não foi suficiente para indicar que ocorreu
diferenças estatísticas entre os tratamentos observados.
Figura 11- Média mensal e erro padrão da Densidade de raiz (g/dm3) em área de
Cerradão. (Tratamentos: A=Retirada; B=Acúmulo; C=Controle)
BLAIR E PERFECTO (2001), diz que a proporção de raízes finas é maior em
substratos mais ricos do que em substratos mais pobres de nutrientes. Diante disto o
36
tratamento de acúmulo de serrapilheira apresentou maior quantidade de raiz, porém
não foi observado efeito entre os tratamentos.
As raízes possuem vital importância para os vegetais, pois além das funções
de fixação, absorção e condução de água e nutrientes, representam uma das
principais fontes de matéria orgânica para o solo, influenciando a atividade
microbiana e processos de decomposição (CHENG, 1999).
O efeito do tratamento, Tabela 1, de densidade de raiz (T2,15=0,28) não
demonstrou ocorrer significância, perante o efeito do tempo (M9,135=5,86***)
evidenciamos que os meses são significativos pois encontramos diferenças entre os
meses, já da interação do tratamento com o mês não foi significativa.
4.4.2 Densidade de raiz no Acuri
Em agosto verificamos a maior média mensal, figura11, de densidade de raiz
na área de Cerradão, de modo igual para o Acurizal, figura 12, ambas encontradas no
período de seca. Neste mês também se evidenciou a maior quantidade de
serrapilheira depositada, o que contribui por tornar disponível a matéria orgânica
para o crescimento da raiz.
Na tabela 3, a Matriz de Correlação de Pearson representa a força da relação
existente entre os tratamentos mais significativa e é verificada no tratamento controle
para a variável de densidade de raiz, uma correlação linear inversa, porém fraca.
Tabela 3- Matriz de Correlação de Pearson da área de Acuri, em relação aos
tratamentos observados no estudo.
Tratamentos
Variáveis Controle Adição Retirada
Efluxo CO2 solo g(CO2)m-2
h-1
1 1 1
Umidade do solo (%) 0,3099 0,0682 0,3754
Temperatura do solo (ºC) -10cm 0,3629 0,4296 0,0593
Carbono do solo (g/Kg) 0,0218 0,2065 -0,032
Densidade raiz (g/dm3) -0,5492** -0,2716 -0,0514
pH 0,106 -0,095 0,2663 **correlação significativa ao nível de 1%(p<0,01)
37
Para a área de acuri o tratamento acúmulo de serrapilheira apresentou valores
maiores de densidade de raiz, bem como a umidade do solo para o tratamento
acúmulo foi maior, devendo ser o tratamento de acúmulo de serrapilheira
responsável por apresentar maior quantidade de matéria-orgânica sendo que este
recebe um volume maior de serrapilheira, onde microorganismos realizam a
decomposição nos resíduos orgânicos que estão presentes neste tratamento.
A densidade de raiz foi maior no tratamento de acúmulo de serrapilheira,
porém não foi observado interação entre os tratamentos.
Na Tabela 2 o efeito do tratamento da densidade de raiz na área de acuri
(T2,15=1,77), o efeito do tempo (M10,150=12,38), e a interação (TxM20,150) não foram
significativos para essa variável.
38
Figura 12 - Média mensal e erro padrão da Densidade de raiz(g/dm3) em área de
Acuri. (Tratamentos: A=Retirada; B=Acúmulo; C=Controle)
4.5 pH
4.5.1 pH no Cerradão
O pH da solo influência na capacidade da vegetação em absorver os
nutrientes, em um solo com pH ácido ocorre dificuldades quanto à disponibilidade de
nutrientes. Os horizontes superficiais de solos em clima mais úmidos são geralmente
ácidos devido à lixiviação de bases e decomposição da serrapilheira (MOREIRA &
SIQUEIRA,2006).
39
Figura 13- Média mensal e erro padrão do pH do solo em área de Cerradão.
(Tratamentos: A=Retirada; B=Acúmulo; C=Controle)
Na área de cerradão ocorre inundação, esta pode causar mudanças no pH do
solo (SOARES, 2009). A precipitação provoca o acréscimo de íons H+ originados
pela hidrólise da água no solo na presença de substâncias acidificantes (LARCHER,
2000).
O pH foi uma variável de pouca mudança, apresentando valores de mínimo
5,06 (Figura 13A) e máximo de 5,61(Figura 13B) para área de cerradão, valores
identificados como fortemente ácido, para os tratamentos a média anual foi a mesma,
ficando em de 5,3.
Para a variável pH os efeitos dos tratamentos (T2,15=0,04) não foi
significativo, Tabela 1, o efeito do tempo(M9,135=2,45*) foi significativo ocorrendo
40
variação mensal do pH durante os meses de estudo. Para a interação do tratamento
com o mês (TxM18,135=1,36) não se evidenciou significância com a reprodução nos
meses e entre os tratamentos.
4.5.2 pH no Acuri
Registramos pH de 6,01 até 6,41 para área de acuri, caracterizado como
ligeiramente ácido.
Figura 14- Média mensal e erro padrão do pH do solo em área de Acuri.
(Tratamentos: A=Retirada; B=Acúmulo; C=Controle)
Percebemos que não ocorre inundação nesta área, e isso reflete para
encontrarmos valores maiores de pH em relação à área de cerradão. Porém,
41
condições de acidez no solo atuam negativamente nas atividades da microbiota do
solo, principalmente dos microorganismos (GRAHAM, 1991).
Na Tabela 2 o efeito do tratamento (T2,15=2,09) para o pH não foi
significativo. Porém o efeito do tempo (M10,150=16,37***) mostrou que durante o
período de estudo para os meses houve modificação significativa para o pH. A
interação do tratamento com o mês não foi significativa para esta variável.
4.6 Carbono
4.6.1 Carbono no Cerradão
O carbono é uma das variáveis estudadas que sofre interferências das outras
como o pH e umidade, sendo o pH ácido diminui a absorção dos nutrientes e uma
área com muita umidade inibi a decomposição da serrapilheira.
O carbono nos tratamentos foi na retirada de serrapilheira 24,09±0,92 g/kg,
no acúmulo 24,37±0,86 g/kg e no controle 23,98±0,85 g/kg.
Na tabela 4, a Matriz de Correlação de Pearson entre as variáveis observadas
no estudo para os tratamentos não demonstrando interação forte com os tratamentos.
Apenas no tratamento retirada de serrapilheira observou-se uma relação linear
inversa, porém fraca.
Tabela 4- Matriz de Correlação de Pearson da Área de Cerradão, em relação aos
tratamentos observados no estudo.
Tratamentos
Variáveis Controle Adição Retirada
Efluxo CO2 solo g(CO2)m-2
h-1
1 1 1
Umidade do solo (%) 0,01777 -0,0780 0,0445
Temperatura do solo (ºC )-10cm 0,11463 -0,0787 0,0280
Carbono do solo (g/Kg) 0,01437 0,0792 -0,4301**
Densidade raiz (g/dm3) -0,0474 -0,0010 -0,0609
pH 0,1775 0,0307 -0,0446 ** correlação significativa ao nível de 1%(p<0,01)
42
Figura 15 - Média mensal e erro padrão do Carbono do solo(g/kg)em área de
Cerradão. (Tratamentos: A=Retirada; B=Acúmulo; C=Controle)
A maior média do carbono no solo nos três tratamentos (Figura 15A) foi na
retirada de serrapilheira, nesta área o solo é mais fértil, suscetível a encontrar mais
carbono.
Considerando o efeito dos tratamentos, o carbono (T2,15=0,29) não interagiu
significativamente. Com o efeito do tempo (M9,135=28,81***) o carbono foi
mensalmente representado de forma variável. A interação tratamento e tempo Tabela
1, (TxM18,135=2,70***) foi significativa, porém não foi possível definir qual possui
maior influência.
43
Os menores valores de carbono no Cerradão são justificados por fatores que
não favorecem a transformação da serrapilheira como: um pH ácido e muita umidade
são verificados nessa área de cerradão.
4.6.2 Carbono no Acuri
Encontramos um outro cenário na área de Acuri, onde os fatores principais
que determinam o carbono estiveram mais favoráveis: apresentando um pH
ligeiramente ácido e menor umidade do solo em relação à área de cerradão,
indicando maiores valores de carbono do solo na área de acuri.
Figura 16 - Média mensal e erro padrão do Carbono do solo(g/kg) em área de Acuri.
(Tratamentos:A=Retirada; B=Acúmulo; C=Controle)
44
A média anual do carbono no tratamento de retirada de serrapilheira foi
27,11±0,76 g/kg, no acúmulo 27,76±0,74 g/kg, e controle 27,55±0,76 g/kg.
No tratamento retirada de serrapilheira houveram menores valores de
carbono, devendo-se ao fato de que mensalmente a serrapilheira depositada durante o
mês era transferida para o tratamento acúmulo, e isso fez com o tratamento acúmulo
apresenta-se maior valor de carbono.
O efeito dos tratamentos (T2,15=0,10) sobre o Carbono,Tabela 2, não foi
significante. O efeito do tempo (M10,150=198,91***) sobre o carbono apresentou
variação significante. As interações do tratamento com o mês não demonstraram
significância.
4.7 Densidade do solo
4.7.1 Densidade do solo no Cerradão
A densidade do solo esta relacionada com a quantidade de matéria orgânica
que este possui, a área de cerradão possui quantidade menor de matéria orgânica e
apresentou também valores menores para a densidade do solo, fato contrário
apresentado por (MEURER, 2006).
45
Figura 17- Média e erro padrão de Densidade do solo (g/cm3) em área de Acuri e
Cerradão
Se o solo apresentou menor densidade fica mais favorável para este liberar o
efluxo para a atmosfera, pois existe compactação menor do solo, e esses espaços
vazios favorecem a saída do gás, conforme ocorrido na área de cerradão.
A densidade do solo, foi 1,17 g/cm3 no tratamento retirada de serrapilheira,
neste tratamento estiveram presentes menores quantidades de matéria orgânica, e este
fator colaborou para apresentar maiores (MEURER, 2006).
Os solos do Pantanal possuem a característica de apresentar textura arenosa
(CARDOSO, 2011), retendo cerca de 5 a 10% de seu volume (MEURER, 2006), por
isso atingindo essa característica de solo menos denso em área onde a fitofisionomia
encontra-se descrita como cerradão.
46
4.7.2 Densidade do solo no Acuri
Na área de acuri, considerando que o solo possui maior quantidade de matéria
orgânica, consequentemente encontraríamos uma densidade menor nesta área, no
entanto isso não foi verificado (Figura 17) pois temos resultados maiores para
densidade na área de acuri.
Outro fator importante para densidade, foram as atividades exercidas nessa
área antigamente, onde esta, foi utilizada para a criação de gado. Neste tratamento do
gado, ocorreu a compactação solo, através da ação do pisoteio do gado no solo
(FERNANDES, 2010). O grau de compactação provocado pelo pisoteio animal pode
ser influenciado pela textura, pelo sistema de pastejo, pela altura de manejo da
pastagem, pela quantidade de resíduo vegetal na superfície e pela umidade do solo
(LANZANOVA et al., 2008).
4.8 Efluxo de CO2 do solo
4.8.1 Efluxo de CO2 do solo em área de Cerradão
As medidas começaram a ser realizadas no período chuvoso em fevereiro de
2014, e estendeu-se até fevereiro de 2015, observou-se maiores medidas de efluxo de
CO2 no tratamento acúmulo de serrapilheira, devendo a este cenário apresentar maior
quantidade de carbono, (Figura 18B), oriunda de uma quantidade mais espessa sobre
o solo de serrapilheira acumulada, na área de cerradão. Logo valores menores estão
presentes nos tratamentos de retirada de serrapilheira o que indica menor atuação da
mesma.
No tratamento controle na área de cerradão a média anual do efluxo de CO2
foi 0,93±0,09g(CO2) m-2
h-1
, em seguida podemos verificar um aumento no efluxo
para 1,28±0,16g(CO2) m-2
h-1
para o tratamento de acúmulo e uma diminuição para
0,72±0,10g(CO2) m-2
h-1
para a área onde acontece a retirada de serrapilheira. SILVA
JUNIOR (2013) encontrou 0,55±0,07g(CO2) m-2
h-1
na Floresta Nacional de
Caxiuanã. CARVALHO (2013) registrou valor de 0,54±0,30g(CO2)m-2
h-1
na mesma
47
região do presente estudo. Enquanto BRANDÃO (2012) em área do cerrado no
Pantanal encontrou 0,63±1,69g(CO2) m-2
h-1
. PINTO JR (2007) encontrou valores de
0,87±0,66g(CO2) m-2
h-1
em área do cerrado na Floresta de Transição Amazônica,
valores maiores encontrados devendo-se considerar a umidade da floresta.
Figura 18 - Média mensal e erro padrão de Efluxo de CO2 do solo g(CO2) m-2
h-1
em
área de Cerradão. (Tratamentos: A=Retirada; B=Acúmulo; C=Controle)
O efeito dos tratamentos (T2,15=58,14***) para a variável efluxo é
significante,Tabela 1, ocorrendo forte atuação entre os tratamentos. O efeito mensal
(M9,135=22,92***) também foi significativo, verificamos que esta variável é
48
reproduzida de forma distinta durante os meses de estudo. Para o efluxo a interação
(TxM18,135=3,17**) têm influência tanto nos tratamentos quanto no tempo.
A temperatura é uma variável que colabora com as reações microbianas no
solo, ela foi uma das condições que propiciaram para uma produção no efluxo do
CO2 do solo.
A matéria orgânica tem papel importante na produção de CO2, pois pela
decomposição dos resíduos orgânicos gera-se grande quantidade de CO2 para
atmosfera (MOREIRA & SIQUEIRA, 2006), o que se pode verificar no tratamento
acúmulo de serrapilheira os maiores valores.
Butler (2012) demonstra que a respiração do solo nos ecossistemas de cerrado
esta intimamente ligado ao regime de precipitação e consequentemente a
disponibilidade de água no solo. Em áreas alagadas a tendência do gás é ficar preso,
devido ao preenchimento dos poros do solo com água, e ainda com a lenta
decomposição orgânica (MOREIRA & SIQUEIRA, 2006), no entanto no período
chuvoso de novembro de 2014 encontramos 2,22g(CO2) m-2
h-1
, apresentando o
maior valor encontrado de efluxo para o período de estudo, apesar de estar no
período de chuva, o solo estava úmido, mas a área não estava alagada.
A água no solo também influi na aeração, pH da solução de forma indireta,
através do aumento da concentração CO2, além da difusão dos materiais dissolvidos
(MOREIRA & SIQUEIRA, 2006).
A densidade de raiz corroborou para fornecer um volume maior de efluxo de
CO2, já que são as principais fontes de matéria orgânica.
A área de cerradão encontra-se com vegetação mais presente e conservada, ou
mais reconstituída.
O efluxo variou estatisticamente entre os três tratamentos
4.8.2 Efluxo de CO2 do solo em área de Acuri
Na área de Acuri a vegetação é mais esparsa, o local é mais alto em relação
ao cerradão, não ocorrendo períodos em que a região fique alagada, destaca-se
também o tratamento acúmulo (Figura 19B) de serrapilheira por apresentar valores
maiores de efluxo de CO2, conforme DAVIDSON et al (2002), a deposição de
49
serrapilheira exerce relevante influência sobre o efluxo de CO2, assim qualquer fator
que altere essa deposição pode afetar a taxa de respiração e o balanço de carbono.
A média anual de efluxo de CO2foi no tratamento retirada de serrapilheira de
0,83 ± 0,09g(CO2) m-2
h-1
, para o tratamento adição de serrapilheira 1,26 ±
0,16g(CO2) m-2
h-1
, e para o controle 0,95± 0,11g(CO2) m-2
h-1
.Nos meses de março e
maio na área de Cerradão e maio no Acuri não foram realizadas medições devido a
área estar alagada.
Na tabela 2, o efeito dos tratamentos(T2,15=15,41***) para variável efluxo foi
significativo, ocorrendo diferenças entre os tratamentos de forma significativa. O
efeito do tempo (M10,150=22,93***) para o efluxo foi significativo em função de estar
distintamente durante o período de estudo, contudo área de acuri não foi constatada
interação entre tratamento e tempo.
Em escala temporal a temperatura do solo e a umidade são descritos pela
literatura como os fatores abióticos com maior influência sobre o efluxo de CO2 do
solo em diversos ecossistemas (BUTLER, 2012).
50
Figura 19- Média mensal e erro padrão de Efluxo de CO2 do solo g(CO2) m-2
h-1
em
área de Acuri. (Tratamentos: A=Retirada; B=Acúmulo; C=Controle)
A umidade na área de acuri foi variável que contribuiu para encontrarmos
maiores valores de matéria orgânica, demonstra que a respiração do solo aliados ao
pH que possibilitou a decomposição desses resíduos orgânicos, gerando picos de
emissão de efluxo de 1,94g(CO2) m-2
h-1
no mês de dezembro.
A área de acuri não apresenta a maior quantidade de serrapilheira depositada,
porém destaca-se a maior quantidade maior de carbono em relação ao cerradão, o
que se pode sugerir que nesta área houve maior interação da biomassa microbiana na
decomposição deste material.
51
5. Conclusão
A respiração do solo é uma interação de muitos fatores, percebemos que essas
interações num dado momento favorecem ou não no efluxo do CO2 para a atmosfera.
Foram realizadas medições de efluxo de CO2 para as áreas de a área de
Cerradão no tratamento controle encontramos média anual 0,93±0,09g(CO2) m-2
h-1
,
no tratamento acúmulo 1,28±0,16g(CO2) m-2
h-1
e 0,72±0,10g(CO2) m-2
h-1
para
retirada de serrapilheira.
Para a área Acuri a média anual no tratamento retirada de serrapilheira de
0,83 ± 0,09(CO2) m-2
h-1
, para o tratamento adição de serrapilheira 1,26 ± 0,16g(CO2)
m-2
h-1
, e para o controle 0,95± 0,11g(CO2) m-2
h-1
.
Na área de estudo do cerradão, o efeito dos tratamentos na variável efluxo
mantém nível de significância 0,1%, seguido da temperatura 5%. As outras variáveis
não mantiveram reprodução significativa nos tratamentos.
O efeito do tempo sobre as variáveis, demonstrou que mensalmente
mantiveram o nível de significância de 0,1%, com exceção do pH 5%.
Para a interação tratamento com o tempo, a temperatura e o carbono
demonstraram nível de significância 0,1%, porém não identificamos qual o efeito é
mais forte, tratamento ou o tempo.Com o efluxo acontece o mesmo, porém com 1%
de significância.
O efeito dos tratamentos sobre a variável efluxo na área de Acuri é aquele que
demonstra maior nível significância, se repetindo de forma diferente entre os
tratamentos. Esta possui através de suas repetições, condições de ser reproduzida de
maneira diferente independente dos tipos de tratamentos ao nível de 0,1%, a
interação desta variável acontece entre e nos tratamentos. As demais variáveis não
foram significativas.
O efeito do tempo com suas devidas repetições demonstra que o efluxo, a
umidade, a temperatura, o carbono e pH são variáveis que foram acompanhadas
mensalmente em cada tratamento, os resultados estatísticos demonstram existir
interação de variabilidade mensal das variáveis, e que os resultados das análises
foram mantendo a sua reprodutibilidade, já que possui significância ao nível de
52
0,1%. Apenas a densidade de raiz não seguiu o mesmo padrão de propagação
mensal.
A Matriz de Correlação de Pearson para o cerradão observou-se relação linear
e inversa, porém fraca no tratamento retirada para a variável carbono do solo. Na
área de Acuri foi observada a mesma relação com a variável densidade de raiz no
tratamento controle.
Enfim o efluxo entre as áreas, os tratamentos e os meses de análise foi
reproduzido independente das condições das variáveis ambientais das áreas
estudadas,não obtivemos dados que foram significativos para as mesmas, com
exceção da temperatura 5%. Encontramos diferenças no efluxo para os distintos
tratamentos proposto, o mesmo foi reproduzido em função dos diferentes tratamentos
e dos meses.
53
6. Referências Bibliográficas:
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