XVIII Jornada de Iniciação Científica PIBIC CNPq/FAPEAM/INPA Manaus - 2009

PRODUÇÃO DE SERAPILHEIRA E INFLUÊNCIA DE VARIÁVEISMETEOROLÓGICAS NA CICLAGEM DE NUTRIENTES NA RESERVAFLORESTAL ADOLPHO DUCKE.

Cremilda Hibari Sakamoto FUJII1; Ana Rosa Tundis VITAL2; Wolfran Karl FRANKEN3.'Bolsista PIBIC/CNPq; 20rientadora INPA/CPCR; 3Co-orientador INPA/CPCR.

1. IntroduçãoA sustentabilidade de florestas que crescem em solos pobres em nutrientes, como as florestas deregião tropical, deve sua sobrevivência e produtividade à sua alta diversidade vegetal, compostapor espécies adaptadas às condições climáticas e nutricionais do solo. A maior parte dos nutrientesminerais está armazenada na vegetação (biomassa), em comparação com as reservas do solo, Amanutenção dessas florestas exuberantes deve-se a contínua circulação dos nutrientes através darápida reciclagem de matéria orgânica produzida pela própria floresta através dos processos deprodução e decomposição (Luizão & Schubart, 1987; Pinto-Coelho, 2000). A serapilheira ou "Iitter"(em inglês) representa matéria orgânica de origem vegetal e animal que se acumula sobre asuperfície do solo (Lepsch, 2002). O material foliar é o componente principal e quantitativamentedeterminante de toda a serapilheira produzida, representando 70% do total com rápidadecomposição (Pagano & Durigan, 2000; Ferreira et aI. 2006). Ecossistemas florestais tropicaisapresentam a produção de material durante todo o ano, com períodos de maior ou menorintensidade, relacionados a fatores ambientais e genéticos (Delitti, 1989). Uma série de fatoresbióticos e abióticos influencia na produção da serapilheira, inclusive as variáveis meteorológicas.De acordo com Delitti (1989), a tendência de maior produção da serapilheira ocorre nos períodosde deficiência hídrica. A quantidade da serapilheira acumulada é variável de acordo comecossistema considerado e também com seu estágio sucessional, podendo ser menor ou superioràquela produzida anualmente, dependendo da taxa de decomposição (Olson, 1963). A velocidadede decomposição e a taxa de acúmulo de nutrientes na serapilheira dependem principalmente daquantidade e qualidade do substrato e do ambiente. O estudo sobre produção e decomposição daserapilheira associado a variáveis meteorológicas é importante para se entender o funcionamento ea dinâmica dos ecossistemas florestais. O conhecimento dos mecanismos envolvidos nos ciclosbiogeoquímicos em ecossistemas tropicais é de grande relevância para o desenvolvimento deestratégias sustentáveis de desenvolvimento nessas regiões (Pinto-Coelho, 2000). Este estudo tevecomo objetivos ava liar a possível influência das variáveis meteorológicas sobre a produção daserapilheira, estimar a taxa de decomposição e quantificar a transferência de nutrientes em umaárea de floresta natural de terra-firme na Reserva Florestal Adolpho Ducke.

2. Material e MetódosA Reserva Florestal Adolpho Ducke está localizada no km 23 da Rodovia AM - 010 a norte da cidadede Manaus. No interior da reserva, foi escolhida uma parcela de floresta natural de terra firme, nasproximidades da estação meteorológica. A região apresenta duas estações distintas: períodochuvoso, de dezembro a maio, e o período de estiagem, de junho a novembro. A parcela amostralpossui uma área de 2.500m2

, onde foram instalados de forma casualizada, os 6 coletores daserapilheira de 1,Om2 de superfície, altura de 10 cm, com fundo de tela de náilon com malha de1mm, a 30cm de altura do solo. A serapilheira acumulada sobre o solo foi estimada utilizando-seum quadrado de madeira de 0,25m2, onde foram coletadas 3 amostras. As coletas foramrealizadas mensalmente, por onze meses, no período de julho de 2008 a maio de 2009. Asamostras foram pesadas em uma balança semi-analítica e o material foi moído em moinho tipoWiley. As análises químicas foram realizadas no Laboratório Temático de Solos e Plantas da CPCA.Para quantificação de nutrientes os elementos determinados foram os macronutrientes: nitrogênio(N), fósforo (P), potássio (K), cálcio (Ca) e magnésio (Mg) e os micronutrientes: ferro (Fe), zinco(Zn) e manganês (Mn). A transferência de nutrientes foi obtida multiplicando-se a biomassa secadepositada (serapilheira) pela concentração média determinada para cada elemento. A taxa dedecomposição (K) da serapilheira foi estimada a partir da equação proposta por Olson (1963).Foram calculados também, o tempo médio de renovação e o tempo necessário para odesaparecimento de 50% a 95% da serapilheira, segundo Shanks & Olson (1961). Os dados dasvariáveis meteoro lógicas foram fornecidos pelo setor de climatologia da Coordenação de Pesquisasem Clima e Recursos Hídricos - CPCR/INPA.

3. Resultados e discussãoA produção da serapilheira foi estimada em 6,9 tha<a'. Esse valor está dentro dos encontradospor outros estudos realizados na floresta de terra firme da região. Foi verificada a produção

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contínua durante todo o ano, sendo que a quantidade varia conforme o período. A deposição debiomassa alcançou o menor valor no mês de março e a maior no mês de maio de 2009. No períodode transição de estiagem para chuvosa foi observada diminuição da produção de serapilheira,assim como no período de transição de chuvosa para estiagem foi encontrada a maior produção daserapilheira (Figura 1).

1.6

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1,2

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Fioura 1. Producão mensal de seraoüheíra (tha+a").

A média anual da serapilheira acumulada (manta orgânica) foi de 1,46 thala", e a taxa dedecomposição de serapilheira (K) estimada foi de 4,74. Foi encontrado valor próximo no estudorealizado na Reserva Ducke por Alves, 2007 (dados ainda não publicados). Esse constanteencontrado no presente estudo é considerado extremamente alto, segundo o critério de Olson(1963) e superior em relação àqueles estimados nos estudos realizados por Cunha et aI. (1993) eVital et aI. (2004) realizados em Floresta Estacional. O tempo médio de renovação da serapilheiraproduzida foi estimado em 0,21 anos (77 dias). O tempo necessário para desaparecimento de 50%a 95% da serapilheira produzida foi estimado, respectivamente, de 0,15 e 0,63 anos (55 e 230dias). Estes valores estão de acordo com estudo de Alves, 2007 (dados ainda não publicados). Foiobservada uma taxa superior de decomposição da Floresta Tropical de terra firme da Amazônia emrelação à Floresta Estacional, proporcionado por condições favoráveis de umidade, temperatura eintensa atividade de organismos decompositores.

Tabela 1. Taxa de decomposição (1), tempo necessário para desaparecimento de 50% (2) e 95%(3) e tempo de renovação (4) da serapilheira produzida na Reserva Ducke.

Tipos de floresta (K) t 0,5 t 0,05 l/K Referência(anos) (anos) (anos)(1) (2) (3) (4)

Floresta Estacional Decidual 1,16 0,60 2,59 0,86* Cunha et ai. (1993)Floresta EstacionalSemidecidual 1,71 0,41 1,75 0,58 Vital et ai. (2004)Floresta de Terra Firme daAmazônia 4,07 0,17 0,74 0,25 Alves (2007)Floresta de Terra Firme daAmazônia 4,74 0,15 0,63 0,21 Presente estudo

* Valor estimado indiretamente pelos autores.

Foi verificada elevada produção de serapilheira durante os meses mais secos: julho, agosto esetembro, relacionado com a sensibilidade das folhas ao estresse hídrico, confirmando a teoria daliteratura. Com a proximidade da época chuvosa é observada uma diminuição na produção daserapilheira, assim como a produção aumenta com diminuição da precipitação (Figura 2). Osmeses de baixa precipitação apresentam altas temperaturas médias e coincidem com a maiorprodução da serapilheira. A partir do mês de novembro, foi verificada a diminuição da temperaturae também na produção da serapilheira assim como a produção aumenta a partir de mês de abrilpelo aumento da temperatura, com exceção de mês de maio que não apresentou alta temperatura(Figura 3). Em relação à umidade relativa média, foi observado comportamento praticamentesimilar a da precipitação. Nos primeiros quatro meses de baixa umidade, foi observada altaprodução da serapilheira. E diminuição de deposição conforme o aumento da umidade, comexceção de mês de maio que apresentou alta umidade e alta produção da serapilheira (Figura 4).

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Nos meses de maior velocidade média do vento, observa-se alta deposição da serapilheira,possivelmente ocasionada por desprendimento das folhas pela força mecânica de ventos. A partirdo mês de novembro, foi observada a tendência de diminuição da velocidade média do vento e daprodução da serapilheira, com exceção de mês de maio que não apresentou alta velocidade (Figura5).

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Figura 2. Precipitação total mensal eprodução média mensal de serapilheira.

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Figura 3. Temperatura média mensal eoroducão média mensal de seraoilheira.

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Figura 4. Umidade relativa média mensal eprodução média mensal de serapilheira.

Figura S. Velocidade média mensal do ventoe producão média mensal de serapilheira.

No geral, a concentração de todos os macronutrientes contidos na serapilheira acumulada sobre osolo, diminuiu nos meses da estação chuvosa, na qual os processos de decomposição e de perdade nutrientes pela lixiviação são acelerados. A transferência total dos macronutrientes através daserapilheira foi (Kqhala"): N (93,3); P(2,l); K (8,1); Ca (63,6) e Mg (14,1). O retorno dosmacronutrientes através da serapilheira encontra-se na seguinte ordem: N>Ca>Mg>K>P. Atransferência total dos micronutrientes foi (q-hala"): Fe (979,2); Zn (126,9) e Mn (965,3). Oretorno dos micronutrientes através da serapilheira ocorreu na seguinte ordem: Fe>Mn>Zn. Adiferença de ordem encontrada nos outros estudos possivelmente está relacionada à diversidadeda vegetação nos diferentes pontos de coleta que apresenta variação nas concentrações e na

.ciclagem de nutrientes. Em geral, foram encontradas baixas concentrações de nutrientes naserapilheira e estão de acordo com os outros estudos realizados nas florestas pluviais. Isso explicaa importância da serapilheira na ciclagem de nutrientes, apesar de apresentar qualidade nutricionalrelativamente baixa. Isso porque as fisiologias das plantas da região da Amazônia, que se localizasobre o solo de baixa fertilidade, são adaptadas à baixa exigência em nutrientes.

4. ConclusãoFoi encontrada alta taxa de decomposição da serapilheira, em relação aos outros tipos de florestas,apresentando rápida velocidade de mineralização e, consequentemente, rápida assimilação denutrientes por parte da vegetação, mantendo a ciclagem de nutrientes. As variáveismeteorológicas, principalmente a precipitação e a temperatura do ar apresentaram uma intensainfluência sobre a deposição e decomposição da serapilheira e ciclagem de nutrientes na florestatropical. As mudanças climáticas que estão acontecendo atualmente podem influenciar namanutenção do ecossistema florestal que depende fundamentalmente de condições climáticas. E aprópria Floresta Amazônica contribui para manutenção do clima, por ser fonte natural de gases evapor d'água para atmosfera global. A tendência de diminuição da concentração demacronutrientes da serapilheira acumulada sobre o solo (manta) no período chuvoso indica rápidoprocesso de decomposição e liberação de nutrientes ao solo. Os macronutrientes mais importantesem termos de retorno ao solo foram nitrogênio e cálcio, coincidindo com os demais estudos.Mesmo em pequena quantidade, ocorre a reciclagem de elementos importantes para manutençãodo ecossistema florestal. A remoção parcial ou total das árvores através de desmatamento pararealizar cultivo por curto período de tempo e substituição por pastagens, atividades comuns naregião, ocasionam destruição imensa quando praticada em escala maior. Foi possível observar a

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predominância do material foliar na sua composiçao da serapilheira, seguida de galhos finos.Diante do conhecimento sobre a sensibilidade da folha em deficiência hídrica, sabe-se que aprodução excessiva de folhas em decorrência a alta temperatura e baixa precipitação (seca)provocada por aquecimento global pode emitir carbono, por floresta amazônica ser grandereservatório de carbono. É relevante realizar estudos sobre a transferência de carbono através daserapilheira produzida na floresta Amazônica. Ecossistema florestal e o clima estão interligados e éimportante reforçar a preservação da floresta, prática de reflorestamento das áreas degradadas eatividades agrícolas sustentáveis para manter o equilíbrio do meio ambiente.

5. ReferênciasCunha, G.c.; Grendene, L.A.; Durlo, M.A.; Bressan, D.A. 1993. Dinâmica nutricional em FlorestaEstacional Decidual com ênfase aos minerais provenientes da deposição da serapilheira. CiênciaFlorestal, 3 (1): 35-64.

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Ferreira, S.J.F.; Luizão, F. J.; Miranda, S.A.F.; Silva, M.S.R.; Vital, A.R.T. 2006. Nutrientes no soloem floresta de terra firme na Amazônia Central submetida à extração seletiva de madeira. ActaAmazônica, 36 (1): 59-68.

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Pagano, S.N.; Durigan, G. 2000. Aspectos da ciclagem de nutrientes em matas ciliares do Oeste doEstado de São Paulo, Brasil. In: Rodrigues, R.R., Leitão filho, H.F., (Eds). Matas ciliares:conservação e recuperação. São Paulo: EDUSP/FAPESP.p. 109-123.

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