A nova era do uso da madeira, com a interação entre os fatores econômicos, do meio ambiente, empresa e comunidade configura a estrutura onde está atualmente situada a atividade florestal sustentável. Com a evolução dos processos de conscientização e dos movimentos diversos para a preservação da natureza, as restrições legais e os impedimentos burocráticos cresceram de tal forma que tornaram o processo de uso e consumo de madeira oriunda de florestas naturais bastante proibitivos.
Assim, o setor industrial madeireiro da região sul adaptou-se ao processamento e uso da madeira de reflorestamentos, especialmente com o gênero pinus, como forma de não espoliar por completo as florestas nativas e manter um dos fortes setores da economia brasileira, geradora de muitos empregos e benefícios sociais, com impactos ecológicos reduzidos, frente a outras atividades agro-econômicas.
Dentro deste enfoque, a sustentabilidade ambiental é princípio norteador básico para a atividade, sem a qual não será alcançada a sustentabilidade econômica e social a médio e longo prazo. Nenhum setor da economia está tão diretamente ligado aos recursos naturais quanto à atividade florestal, sendo por isso um dos setores que mais se preocupa com a sua manutenção e uso sustentado.
Assim, considerando o volume de pesquisas que existem para outras essências exóticas plantadas na região sul do Brasil, para o Pinus taeda estas não são relativamente freqüentes, fazendo com que pessoas desinformadas se sintam habilitadas a fazer inferências sobre possíveis impactos negativos do cultivo da espécie aos ecossistemas locais, principalmente ao campo nativo, por onde o cultivo se expande, esquecendo de considerar os históricos grandes danos ambientais que outras culturas agro-econômicas também provocam, sem contestação, principalmente ao solo, à água e à vegetação.
As florestas de Pinus eram antigamente consideradas como pouco exigentes em termos nutricionais. Nos EUA esta espécie é considerada pioneira. No Brasil, podem ser observadas plantas de Pinus crescendo em beiras de estrada, com as raízes arraigadas em horizontes sub-superficiais, sem apresentar sintomas de deficiência nutricional a não ser uma menor taxa de crescimento. Porém, plantas crescidas nestas condições certamente não apresentam desenvolvimento economicamente satisfatório.
Nos últimos anos, porém, trabalhos demonstraram existir condições edáficas que podem ser limitantes ao crescimento da espécie. Neste sentido, a necessidade de caracterização dos solos e aspectos nutricionais dos plantios com a espécie se tornou premente, principalmente a partir dos anos 80, visando a não exaustão dos sítios onde haviam plantios.
O conhecimento de aspectos relativos a ecologia da espécie, quanto a exportação e ciclagem de nutrientes, morfologia e química dos horizontes orgânicos, as relações dos povoamentos com o ambiente natural, entre outros, se fazem necessários visando entender o comportamento da espécie e suas inter-relações com os demais elementos naturais.
Solo florestal
A quantidade e a composição química da serapilheira acumulada sobre o solo florestal dependem do tipo de vegetação, de fatores como clima, localização, topografia, solo, idade do povoamento e a variação sazonal e anual da produção de serapilheira pelos elementos arbóreos, assim como o sistema de manejo empregado e a metodologia de avaliação usada.
Sobre os solos sob povoamentos de espécies do gênero Pinus ocorre a formação de uma espessa camada de material orgânico, o qual é formado a maioria por acículas (70%) e o restante por estruturas reprodutivas, ramos, cascas e pedaços do caule, os quais podem apresentar uma lenta decomposição, porém com uma significativa carga de nutrientes sendo devolvidos através deste material ao solo.
Outra grande função da grande camada de serapilheira que se acumula sob povoamentos de Pinus é o fato de a mesma funcionar como uma grande esponja sobre o solo, com capacidade de reter a água da chuva, reduzir a evaporação e as variações bruscas da temperatura do solo, assim evitando a erosão, melhorando a estrutura do solo e promovendo a ciclagem de nutrientes.
A manutenção da produtividade e da perpetuidade dos ecossistemas formados por florestas naturais ou implantadas está intimamente relacionada com o processo de ciclagem de nutrientes.
O processo de ciclagem de nutrientes no ecossistema florestal pode ser caracterizado de três formas: ciclo geoquímico (trocas de elementos minerais entre diferentes ecossistemas), ciclo biogeoquímico ou biológico (trocas químicas entre o solo e a planta) e ciclo bioquímico (translocação de nutrientes que se encontram armazenados em tecidos velhos para os tecidos novos, dentro da própria planta).
A ciclagem biológica de nutrientes é um processo importante na nutrição de Pinus, de forma que os fluxos de entrada, saída e armazenamento de nutrientes nos horizontes orgânicos estão sendo estudados e levados em consideração nas decisões de manejo. Na ciclagem biológica, o fluxo mais estudado tem sido a produção de serapilheira e deposição de nutrientes. As estimativas mostram que a produção de serapilheira poderá variar entre 6,4 e 9,3 Mg ha-1 ano-1.
Existe variação na produção de serapilheira e deposição de nutrientes, comparando sítios de qualidades diferentes, onde as maiores produções de serapilheira foram encontradas no sítio de melhor qualidade embora o teor de nutrientes não tenha sido diferente (menos para K e Mg), as quantidades retornadas foram maiores em virtude da maior massa de serapilheira depositada.
Vários estudos têm demonstrado que a serapilheira produzida se acumula sobre o solo mineral formando um horizonte orgânico espesso, sendo em sua maioria formado por acículas (em torno de 70% e o restante por estruturas reprodutivas, ramos, casca e pedaços de caule) apresentando características morfológicas bem definidas. Este acúmulo é atribuído a dificuldade de decomposição do material e às condições ambientais desfavoráveis para que os processos biológicos se processem numa velocidade mais acelerada, como por exemplo, deficiência hídrica ou mineral, fazendo com que ocorra a estratificação do material em sub-horizontes orgânicos distintos.
Em três povoamentos de Pinus taeda com 17 anos de idade, situados em sítios de baixa, média e boa fertilidade, observaram que a espessura total do horizonte orgânico foi maior no sítio médio (13 cm) e no sítio ruim (12 cm) do que no sítio bom (8 cm) pela decomposição mais lenta nos dois primeiros devido às condições não favoráveis de ambiente.
No horizonte orgânico podem ficar armazenadas grandes quantidades de nutrientes, principalmente N, P e Ca, relativamente a outros componentes da biomassa. Parte destes elementos poderá ficar imobilizada se a decomposição for muito lenta, embora se observe, em povoamentos da espécie, grandes quantidades de raízes finas permeando os horizontes orgânicos, principalmente a partir da camada, estimando-se que possam contribuir, em alguns casos, com até 30% do peso do horizonte. Tal aspecto nutricional representa um importante fluxo de nutrientes reaproveitados diretamente dos horizontes orgânicos, antes da mineralização.
Desta forma, pode-se antever que a decomposição, sendo influenciada por fatores ambientais diversos, não depende somente das características da espécie para ocorrer. Em situações favoráveis, a serapilheira de Pinus apresenta decomposição considerável, disponibilizando nutrientes para a reabsorção, auxiliada por uma variada microfauna de solo, presente em meio à manta em fase de decomposição.
As relações das espécies florestais exóticas com o ambiente natural que a circunda pode ser avaliada através de diversos indicadores no ecossistema. Aspectos como a deposição de serapilheira e a decomposição da mesma, retenção e circulação da água nos povoamentos, presença de um variado sub-bosque de espécies nativas, presença de fauna, além é claro de bom crescimento da espécie de interesse são fatores de interesse econômico-ambiental.
Caracterização do solo
A densidade do solo é produto da relação entre a massa e o volume de uma amostra de solo, sendo uma das características mais importantes da parte física do solo. Valores elevados de densidade podem causar aumento da resistência mecânica à penetração de raízes, redução da aeração, alteração do fluxo de água e calor e da disponibilidade de água e nutrientes para as plantas.
Desta forma, quanto menor for a densidade do solo maior será o número de macroporos. Este aspecto é favorecido pela matéria orgânica, a qual tem densidade menor que a matéria mineral do solo e tem a função de flocular o solo, melhorando a sua estrutura e conseqüentemente diminuindo a sua compactação.
Este aspecto é favorecido em solos florestais, onde o grande aporte de matéria orgânica proveniente das árvores faz com que os mesmos apresentem, ao menos nas camadas superiores, grandes teores da mesma.
Observou-se que a densidade do solo foi relativamente baixa para todas as idades, nas profundidades avaliadas, com nenhum valor superior a 0,89 g cm-3. Para nenhuma das idades avaliadas houve diferença significativa nos valores de densidade do solo entre as profundidades, demonstrando-se uma certa homogeneidade de comportamento físico do solo no perfil. As densidades encontradas no estudo não são consideradas como causa de impedimento ao desenvolvimento do sistema radicular dos indivíduos.
As prováveis causas para este tipo de comportamento da densidade são: grande acúmulo de matéria orgânica na superfície do solo e nas primeiras camadas, esta agindo como agente de descompactação, a ausência do trânsito de máquinas pesadas na floresta, já há alguns anos.
A densidade aparente em solos florestais varia de 0,2 g cm-3 em camadas orgânicas até 1,9 g cm-3 em solos arenosos. Porém, solos arenosos que apresentam densidade maior que 1,75 g cm-3 e argilosos com valor superior a 1,55 g cm-3 podem dificultar ou evitar a penetração de raízes no mesmo.
Densidade do solo (g cm-3) da floresta de Pinus taeda, nas suas diferentes idades e na floresta natural adjacente.
Com relação às diferenças de densidade entre as idades da floresta de pinus e a floresta natural, observou-se valores estatisticamente maiores nesta última, para ambas as camadas. Nas florestas de Pinus taeda, a de 12,5 anos apresentou os menores valores de densidade do solo, apresentado as demais idades valores iguais entre si e intermediários em relação a todos os locais de estudo. Porém, o que se afirmou para as áreas com pinus pode-se também dizer para a floresta natural, ou seja, os valores de densidade do solo, nas camadas avaliadas, não são considerados limitantes à penetração de raízes e ao crescimento dos vegetais.
Os valores de pH (H2O) pouco variaram nos quatro povoamentos de Pinus taeda. Não se fez necessário uma análise estatística para demonstrar a grande paridade existente entre os valores, os quais ficaram entre 4,06 na idade 23,5 anos e 4,34 na idade de 4,5 anos na profundidade de 0 a 5 cm. O mesmo comportamento pode ser observado na segunda camada avaliada (5 a 10 cm), com valores entre 4,10 e 4,30 e na terceira camada (10 a 20 cm), variando de 4,14 a 4,34.
O que fica bastante evidente é a acidez em que se encontra este solo, o que pode ser explicado em função da influência do contínuo recebimento, pelo solo, de significativas quantidades anuais de serapilheira, principalmente acículas, que se acumulam e decompõem lentamente, distribuindo a acidez em profundidade no perfil de solo, levando consigo também os nutrientes que são liberados da serapilheira para o solo por ocasião da decomposição.
Teor de Carbono
Os teores de carbono orgânico no solo apresentaram-se muito semelhantes entre as diferentes camadas avaliadas, com valores entre 94,8 e 113,4 g kg-1. Na floresta natural, a primeira camada apresentou o menor valor, com 69,3 g kg-1 e a segunda camada o maior valor, com 130,3 g kg-1, tendo a última camada um valor intermediário.
Demonstrou-se através dos teores de carbono no solo que a floresta plantada de Pinus taeda, indiferente à idade da mesma, pode apresentar maior riqueza de carbono orgânico em relação às florestas naturais, evidenciando assim também a sua fonte geradora, a serapilheira que é devolvida pelas árvores da floresta, de forma eficiente, colocando a floresta plantada como grande aprisionadora de carbono atmosférico. Tal aspecto também poderá ser observado em relação à concentração de carbono na serapilheira acumulada no solo.
Os teores de matéria orgânica do solo apresentaram-se mais elevados no solo da floresta natural, com teores intermediários para o povoamento de pinus com 12,5 e 23,5 anos e inferiores para os povoamentos de 4,5 e 17,5 anos. São considerados altos, os teores de (MO%) superiores a 5,0% e baixos os inferiores a 2,5%. Desta forma, percebe-se que os níveis de MO% do solo, nas camadas avaliadas são de médios a altos.
Fatores relevantes para tal referem-se ao tipo de solo, caracteristicamente apresentando altos teores de matéria orgânica e elevados teores de alumínio e ao clima da região, frio, o que ocasiona uma baixa atividade dos microorganismos decompositores, os quais não “dão conta” de decompor o grande aporte de serapilheira que ocorre em solos sob estas florestas.
O fato das florestas plantadas de Pinus taeda devolverem ao solo relativamente grande quantidade de matéria orgânica (serapilheira) pode explicar os maiores teores de ferro no solo destas florestas. Os óxidos de ferro são originários da decomposição de minerais primários ferro-magnesianos (olivinas, piroxênios, anfibólios, etc), sendo encontrados principalmente em rochas magmáticas básicas como o basalto. Nesta situação, um dos caminhos que pode ser seguido pelo ferro liberado dos minerais primários pode ser a complexação pela matéria orgânica.
Serapilheira
A biomassa e a composição química dos componentes da serapilheira acumulada no solo dependem do tipo de vegetação, fatores do meio físico (clima, localização, topografia do terreno, variação sazonal, variação anual), sistema de manejo florestal e metodologia empregada.
A idade inicial da rotação de Pinus taeda apresentou valores muito próximos da metade de sua serapilheira acumulada no solo composta por material proveniente das gramíneas nativas da área. O material proveniente das árvores de pinus representou a outra metade, principalmente devido ao estudo ter sido realizado cerca de 6 meses após a primeira desrama neste povoamento, o que representou um significativo aporte de massa seca ao solo.
Com base na comparação dos dados obtidos para as quatro idades da floresta de pinus e para a floresta natural percebe-se que a floresta plantada produz e deposita mais serapilheira que a natural. Desta forma, a potencialidade das florestas plantadas em acumular mais matéria orgânica e conseqüentemente mais carbono, retirado da atmosfera, é maior do que a das florestas naturais da região, sendo mais vantajoso o plantio destas essências ao nível de recuperação da matéria orgânica e conseqüente fertilidade do solo.
A floresta natural avaliada encontra-se em estágio médio de regeneração, tendo evidenciado alguns impactos, principalmente a presença eventual de gado em parte da área e a retirada de indivíduos de maior porte, principalmente de Araucaria angustifolia, em anos anteriores.
Observa-se nas várias condições onde o Pinus taeda é plantado que o mesmo tem uma boa performance em áreas degradadas, apresentando bons níveis de crescimento em áreas de empréstimo de usinas hidrelétricas, onde o horizonte A e em muitos casos também o B foram removidos.
A importância das espécies para a recomposição do solo na área degradada, medida através da quantidade de serapilheira produzida, foi destacada para o P. taeda e para M. scabrella, sendo esta última principalmente em relação às parcelas sem adubação, o que, segundo os autores, induz a planta a realizar uma translocação interna mais rápida dos nutrientes das folhas adultas para as mais jovens, tendo como conseqüência a antecipação do processo de senescência foliar com a queda das mesmas ao solo.
O mesmo comportamento poderia ser esperado para o pinus, uma vez que podem ser observadas plantas de Pinus crescendo em beiras de estrada, com as raízes arraigadas em horizontes sub-superficiais e em solos de baixíssima fertilidade, sem apresentar sintomas de deficiência nutricional a não ser uma menor taxa de crescimento. Porém, plantas crescidas nestas condições certamente não apresentam desenvolvimento economicamente satisfatório.
Nesse sentido, se percebe uma grande importância ecológica do Pinus taeda, a qual ocorre através da grande produção e acúmulo de serapilheira, ajudando na recomposição de solos degradados e devolvendo quantidades significativas de nutrientes ao solo, em se tratando de plantios com finalidade comercial. Para estes casos, não deve ser visto como problema o fato das acículas de pinus depositadas sobre o solo terem uma decomposição relativamente lenta, uma vez que a camada que se acumula protege o solo da ação de agentes de degradação, principalmente a erosão, além de devolver uma grande quantidade de nutrientes ao solo, de forma a compensar a grande retirada de nutrientes que ocorre por ocasião da colheita da madeira nos desbastes e no corte final.
Considerando apenas o material proveniente das árvores de pinus, percebe-se que as acículas foram responsáveis por 63,7% do peso de material depositado no solo, sendo a principal fração formadora da serapilheira.
Na idade 12,5 anos a formação percentual da serapilheira apresentou-se da seguinte forma: acículas (86,3%), galhos (7,9%), material reprodutivo (0,3%) e miscelânea (5,5%). Foi nesta idade que as acículas representaram o maior percentual. A grande quantidade de acículas nesta idade avaliada se deve ao fato de que o povoamento em questão apresentava a carência de operações de desrama e desbaste, fazendo com que boa parte dos galhos que poderiam estar formando a serapilheira ainda se encontravam presos às copas, despidos de acículas, depois de mortos.
A grande quantidade de material acumulado no solo na idade 17,5 anos, proveniente boa parte do desbaste realizado anteriormente favoreceu a existência de uma quantidade muito semelhante de acículas (48,8%) e galhos (43,3%). As demais frações formadoras da serapilheira apresentaram pequenas contribuições, com 0,7% para material reprodutivo e 7,2% para a fração miscelânea.
A idade 23,5 anos apresentou contribuições percentuais para as frações formadoras da serapilheira de forma semelhante à maioria das pesquisas da área, com as acículas perfazendo 57,6%, os galhos com 31,9% e as demais frações com 3,2% para material reprodutivo e 7,3% para a fração miscelânea.
A contribuição da fração acículas variou entre 48,8% na idade de 17,5 anos até 86,3% na idade de 12,5 anos, com uma contribuição média para as quatro idades avaliadas de 64,1%.
Mauro Valdir Schumacher -Engenheiro Florestal, Dr. nat techn - Professor do Departamento de Ciências Florestais – CCR – UFSM - E-mail: schuma@ccr.ufsm.br
Eleandro José Brun - Engenheiro Florestal, Mestrando do PPGEF – UFSM - Professor do Departamento de Ciências Florestais – CCR – UFSM - E-mail: eleandrojbrun@mail.ufsm.br
Flávia Gizele König e Joel Juliano Kleinpaul - Engenheiros Florestais – Mestrandos do PPGEF – UFSM
Isabel Sandra Kleinpaul - Engenheira Florestal |
