carbono na biomassa e na respiração do solo em plantio ... - Iapar
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CARBONO NA BIOMASSA E NA RESPIRAÇÃO DO SOLO EM<br />
PLANTIO COMERCIAL DE SERINGUEIRAS NO PARANÁ 1<br />
Dalziza de Oliveira 2 , Jomar da Paes Pereira 3 , André Luiz Medeiros Ramos², Paulo<br />
Henrique Caramori 2 , Celso Jamil Marur 2 , Heverly Morais 2 , Cláudia Wagner-<br />
Riddle 4 , Paul Voroney 4<br />
INTRODUÇÃO<br />
Desde a Convenção <strong>do</strong> Clima e a assi<strong>na</strong>tura <strong>do</strong> Protocolo de Kyoto, o<br />
interesse pelo estu<strong>do</strong> de fluxos de CO 2 entre ecossist<strong>em</strong>as terrestres e a<br />
atmosfera cresceu substancialmente, principalmente <strong>em</strong> sist<strong>em</strong>as florestais das<br />
áreas tropicais e sub-tropicais <strong>do</strong> globo. Nessas áreas o crescimento das árvores<br />
é mais acelera<strong>do</strong>, resultan<strong>do</strong> <strong>em</strong> maiores taxas de fixação de <strong>carbono</strong> e<br />
conseqüente r<strong>em</strong>oção de CO 2 da atmosfera.<br />
O Brasil é um <strong>do</strong>s primeiros países <strong>em</strong> desenvolvimento a criar regras<br />
específicas para obtenção de créditos de <strong>carbono</strong> dentro <strong>do</strong> Mecanismo de<br />
Desenvolvimento Limpo (MDL), espinha <strong>do</strong>rsal <strong>do</strong> Protocolo de Kyoto para reduzir<br />
as <strong>em</strong>issões mundiais de gases <strong>do</strong> efeito estufa. Os MDL´s são projetos entre os<br />
países desenvolvi<strong>do</strong>s com compromisso de redução de <strong>em</strong>issões e os países <strong>em</strong><br />
desenvolvimento, s<strong>em</strong> compromissos de <strong>em</strong>issão (MAN YU, 2002). Entre as<br />
atividades elegíveis para projetos de MDL estão o aumento da eficiência<br />
energética, o uso de fontes renováveis de energia e os projetos de florestamento e<br />
reflorestamento. O pagamento <strong>do</strong>s créditos <strong>carbono</strong> para projetos de<br />
florestamento e reflorestamento, contu<strong>do</strong>, depende da quantificação das taxas de<br />
fixação de <strong>carbono</strong> <strong>em</strong> tipo de sist<strong>em</strong>a florestal.<br />
_______________________________________________<br />
1 Pesquisa realizada com o apoio fi<strong>na</strong>nceiro <strong>do</strong> Inter-American Institute for Global Change Research (Instituto Inter-Americano para<br />
Pesquisas <strong>em</strong> Mudanças Climáticas – IAI)<br />
2Pesquisa<strong>do</strong>res <strong>do</strong> IAPAR – Áreas de Ecofisiologia e Fitotecnia - Rod. Celso Garcia Cid, km 375 – Caixa Postal 481, CEP 86001-970,<br />
Londri<strong>na</strong>, PR. E-mail: dalziza@iapar.br, cjmarur@iapar.br andrelmr@iapar.br, caramori@iapar.br, heverly@iapar.br<br />
,<br />
3Pesquisa<strong>do</strong>r da EMBRAPA atuan<strong>do</strong> junto à equipe <strong>do</strong> IAPAR, <strong>em</strong> Londri<strong>na</strong>, PR. E-mail: jomar@iapar.br<br />
4Pesquisa<strong>do</strong>res e professores da Universidade de Guelph, no Ca<strong>na</strong>dá (University of Guelph, Department of Land Resource Science, Guelph,<br />
Ontário, Ca<strong>na</strong>dá, N1G 2W1). E-mail: cwagnerr@uoguelph.ca, pvoroney@uoguelph.ca
2<br />
Experimentos de campo com sist<strong>em</strong>as agroflorestais conduzi<strong>do</strong>s no<br />
INSTITUTO AGRONÔMICO DO PARANÁ - IAPAR durante os últimos 15 anos<br />
mostraram que plantações de seringueira (Hevea brasiliensis) são indicadas para<br />
a recuperação de <strong>solo</strong>s degrada<strong>do</strong>s, contribu<strong>em</strong> para a geração de <strong>em</strong>pregos no<br />
campo e proporcio<strong>na</strong>m receita para os produtores a partir <strong>do</strong> sexto ano de <strong>plantio</strong><br />
(PEREIRA et al., 1994). A seringueira t<strong>em</strong> ainda o atrativo de ser uma espécie<br />
potencial para uso <strong>na</strong>s áreas de reserva legal <strong>do</strong> Esta<strong>do</strong> <strong>do</strong> Paraná.<br />
Vislumbran<strong>do</strong>-se as potencialidades de uso da seringueira <strong>em</strong> projetos<br />
de reflorestamento e também <strong>em</strong> composição de áreas de reserva legal, ambos<br />
elegíveis para obtenção de créditos de <strong>carbono</strong> buscou-se, através deste estu<strong>do</strong>,<br />
quantificar o potencial das plantações de seringueira para seqüestrar <strong>carbono</strong><br />
atmosférico por meio da quantificação <strong>do</strong> <strong>carbono</strong> fixa<strong>do</strong> <strong>na</strong> <strong>biomassa</strong> e <strong>do</strong><br />
<strong>carbono</strong> <strong>em</strong>iti<strong>do</strong> através da respiração <strong>do</strong> <strong>solo</strong>.<br />
DETERMINAÇÃO DA BIOMASSA E DO ESTOQUE DE CARBONO<br />
NAS SERINGUEIRAS<br />
O estu<strong>do</strong> da <strong>biomassa</strong> vegetal e estoque de <strong>carbono</strong> foi realiza<strong>do</strong> <strong>em</strong><br />
um <strong>plantio</strong> de seringueiras (Hevea brasiliensis, clone PB235) localiza<strong>do</strong> <strong>na</strong><br />
Fazenda Gua<strong>na</strong>bara, <strong>em</strong> Para<strong>na</strong>po<strong>em</strong>a, PR, às margens <strong>do</strong> Rio Pa<strong>na</strong>pan<strong>em</strong>a, <strong>na</strong><br />
divisa com São Paulo (latitude 22°43’S; longitude 57°07’W; altitude 400 m). O<br />
clima é subtropical, classifica<strong>do</strong> segun<strong>do</strong> Koeppen como Cfa, com t<strong>em</strong>peratura<br />
média de 22°C e 1500 mm de precipitação anual. O <strong>solo</strong> nesse local é arenoso, <strong>do</strong><br />
grupo <strong>do</strong>s Latossóis Vermelho-Amarelos (85% de areia e 15% de argila), com pH<br />
(<strong>em</strong> CaCl 2 ) igual a 4, conteú<strong>do</strong> médio de Carbono entre 0,5 e 1,0% e topografia<br />
pla<strong>na</strong>.<br />
Amostras para quantificação da <strong>biomassa</strong> de seringueira foram<br />
tomadas a partir de talhões de árvores com 4, 6 e 15 anos de idade, plantadas <strong>em</strong><br />
espaçamento de 8m x 2,5m, <strong>em</strong> fevereiro de 2002. Em cada talhão, o diâmetro à<br />
altura <strong>do</strong> peito (DAP) foi medi<strong>do</strong> <strong>em</strong> aproximadamente 80 árvores, para cálculo <strong>do</strong>
3<br />
DAP médio da população. Os talhões eram de plantação comercial, com plantas<br />
bastante homogêneas quanto ao diâmetro e altura, permitin<strong>do</strong> a amostrag<strong>em</strong> de<br />
quatro árvores com DAP médio por grupo de idade para representar cada talhão.<br />
Uma vez derrubadas, as árvores tiveram sua <strong>biomassa</strong> separada <strong>na</strong>s<br />
seguintes frações: tronco, folhas, galhos (secos, com diâmetro > 4 cm, e com<br />
diâmetro < 4 cm) (Figura 1). Áreas de 1, 4 e 6,25 m 2 foram escavadas ao re<strong>do</strong>r de<br />
cada toco de árvore derrubada para proceder à amostrag<strong>em</strong> da <strong>biomassa</strong><br />
subterrânea para as seringueiras de 4, 6 e 15 anos, respectivamente (Figura 2).<br />
As partes das raízes foram classificadas <strong>em</strong> cavalo <strong>do</strong> toco da raiz, raízes<br />
pivotantes, raízes fi<strong>na</strong>s laterais e raízes soltas (coletadas <strong>na</strong> área escavada).<br />
Ex<strong>em</strong>plo de raiz de uma seringueira de 15 anos após extração é apresenta<strong>do</strong> <strong>na</strong><br />
Figura 3.<br />
Figura 1. Retirada das folhas de uma seringueira de 6 anos, para quantificação da<br />
<strong>biomassa</strong> aérea.
4<br />
Figura 2. Uso de cabo de aço preso a trator para extração da raiz de uma<br />
seringueira de 6 anos.<br />
Figura 3. Raiz de seringueira de 15 anos, mostrada de cabeça para baixo,<br />
comparada à altura <strong>do</strong>s trabalha<strong>do</strong>res que fizeram sua extração.
5<br />
O peso fresco foi determi<strong>na</strong><strong>do</strong> para cada categoria por pesag<strong>em</strong> das<br />
amostras coletadas no local, imediatamente após a derrubada de cada árvore,<br />
conforme proposto por SANQUETA (2002). Foram retiradas sub-amostras de cada<br />
categoria, que foram posteriormente levadas ao laboratório para secag<strong>em</strong> a 60°C<br />
e determi<strong>na</strong>ção <strong>do</strong> peso seco. Devi<strong>do</strong> à desuniformidade <strong>do</strong> conteú<strong>do</strong> de umidade<br />
ao longo <strong>do</strong> tronco e galhos, tomou-se o cuida<strong>do</strong> de sub amostrá-los<br />
corretamente. Por ex<strong>em</strong>plo, discos <strong>do</strong> tronco foram retira<strong>do</strong>s a intervalos de 2m, e<br />
sub-amostras foram tomadas para as porções correspondentes a 1/3 inferior, 1/3<br />
médio e 1/3 superior <strong>do</strong>s galhos. As sub-amostras foram preparadas para análise<br />
através de moag<strong>em</strong>, e o contéu<strong>do</strong> de <strong>carbono</strong> foi determi<strong>na</strong><strong>do</strong> para cada subamostra<br />
no Laboratório de Análises de Solo <strong>do</strong> IAPAR, utilizan<strong>do</strong> o méto<strong>do</strong> de<br />
Walkley-Black conforme descrito por PAGE et al. (1982).<br />
RESULTADOS<br />
As árvores tinham altura média de 6, 8 e 18 m para as idades de 4, 6 e<br />
15 anos, respectivamente. O teor de <strong>carbono</strong> (expresso <strong>em</strong> gramas de <strong>carbono</strong>/<br />
gramas de matéria seca) foi, <strong>em</strong> média, de 56% <strong>na</strong>s folhas, 62% nos galhos<br />
grossos, 60% nos galhos finos. No tronco os teores foram de 63% <strong>na</strong> madeira e<br />
56% <strong>na</strong> casca.<br />
O acúmulo de <strong>carbono</strong> <strong>na</strong> <strong>biomassa</strong> ocorreu a uma taxa de 2<br />
Mg/ha.ano, durante os primeiros 4 anos, e aumentou para aproximadamente 7<br />
Mg/ha.ano no perío<strong>do</strong> entre o 4 o e 15 o anos. O acúmulo total de <strong>carbono</strong> <strong>na</strong><br />
<strong>biomassa</strong> chegou a 90 Mg/ha após 15 anos (Tabela 1). A maior parte <strong>do</strong> <strong>carbono</strong>,<br />
como era espera<strong>do</strong>, proveio <strong>do</strong>s galhos (28-45%) e <strong>do</strong> tronco (35-40%), com 15-<br />
22% oriun<strong>do</strong>s das raízes e ape<strong>na</strong>s 3-12% das folhas (Figura 4).
Tabela 1. Massa seca total e conteú<strong>do</strong> de <strong>carbono</strong>, de acor<strong>do</strong> com a idade <strong>do</strong>s<br />
seringais.<br />
Idade Massa seca Carbono<br />
(anos) (Mg/ha) (Mg/ha)<br />
4 12 7<br />
6 34 21<br />
15 146 90<br />
6<br />
120<br />
Participação no total de <strong>carbono</strong> (%)<br />
100<br />
80<br />
60<br />
40<br />
20<br />
0<br />
4 6 15<br />
Folhas<br />
Galhos<br />
Tronco<br />
Raízes<br />
Idade (anos)<br />
Figura 4. Contribuição percentual das folhas, galhos, troncos e raízes no acúmulo<br />
de <strong>carbono</strong> <strong>em</strong> plantas de seringueira de 4, 6 e 15 anos de idade.<br />
FLUXOS DE CO 2 DO SOLO EM SERINGUEIRA E PASTAGEM<br />
O <strong>carbono</strong> é acumula<strong>do</strong> <strong>na</strong>s plantas a partir da fotossíntese. As taxas<br />
fotossintéticas pod<strong>em</strong> ser estimadas pela quantificação <strong>do</strong>s fluxos de dióxi<strong>do</strong> de<br />
<strong>carbono</strong> (CO 2 ) no ar e no <strong>solo</strong>. Um <strong>do</strong>s méto<strong>do</strong>s utiliza<strong>do</strong>s para estimativa de fluxo<br />
de gases provenientes <strong>do</strong> <strong>solo</strong> é o micrometeorológico, com medida <strong>do</strong> gradiente
7<br />
da concentração de CO 2 acima <strong>do</strong> nível <strong>do</strong> <strong>solo</strong> (Wagner-Riddle et al., 1996).<br />
Outra possibilidade é o uso de câmaras fechadas <strong>em</strong> que se mede diretamente a<br />
concentração de CO 2 usan<strong>do</strong> a<strong>na</strong>lisa<strong>do</strong>res de gás infra-vermelho (IRGA). Essas<br />
câmaras têm si<strong>do</strong> propostas <strong>em</strong> diferentes formas e tamanhos ao longo das<br />
últimas décadas (Rosenberg et al., 1983; Norman et al., 1992).<br />
As medições de fluxo de CO 2 <strong>do</strong> <strong>solo</strong> foram realizadas <strong>em</strong> seringais <strong>do</strong><br />
clone PB-235 com idades de 4, 6 e 15 anos e <strong>em</strong> área de pastag<strong>em</strong> de brachiária.<br />
As leituras foram feitas <strong>em</strong> áreas delimitadas por tubos de PVC com 15 cm de<br />
diâmetro e 15 cm de altura, com 2 cm da borda inferior enterrada <strong>na</strong> superfície.<br />
Em cada seringal, os tubos foram coloca<strong>do</strong>s a partir <strong>do</strong> ponto central entre duas<br />
plantas <strong>na</strong> linha e distancia<strong>do</strong>s a cada 1 metro <strong>em</strong> direção ao ponto central entre<br />
as duas linhas de árvores. Foram instala<strong>do</strong>s, assim, 15 pontos de leitura por<br />
seringal, cobrin<strong>do</strong> uma área de 24 m 2 . Em uma área de pastag<strong>em</strong> próxima <strong>do</strong>s<br />
seringais foram instala<strong>do</strong>s 3 tubos.<br />
Os fluxos de CO 2 <strong>do</strong> <strong>solo</strong> foram obti<strong>do</strong>s com um sist<strong>em</strong>a portátil de<br />
análise de gás a infravermelho (modelo LI-6200), com as adaptações descritas a<br />
seguir. A câmara <strong>do</strong> sist<strong>em</strong>a (utilizada para medição de fotossíntese) foi retirada<br />
<strong>do</strong> sensor head e no seu lugar foi conectada uma placa de acrílico, de 20 cm de<br />
la<strong>do</strong>, revestida com espuma <strong>em</strong>borrachada de 2mm de espessura. Próximo <strong>do</strong>s<br />
pontos de entrada e saída de ar foi instalada uma ventoinha para movimentação<br />
<strong>do</strong> ar, no momento da leitura. O sist<strong>em</strong>a foi programa<strong>do</strong> para que as leituras<br />
foss<strong>em</strong> obtidas com 3 observações de 5 segun<strong>do</strong>s cada. As medições foram feitas<br />
nos dias 11 e 12/02/03 e nos dias 13 e 14/05/03, entre as 7:30 h e 18:00h. No dia<br />
12 de fevereiro procedeu-se, também, a leituras entre as 04:00 e 05:00h.<br />
As adaptações efetuadas para proceder às leituras <strong>do</strong> fluxo de CO 2 <strong>do</strong><br />
<strong>solo</strong> mostraram-se eficientes. Ao contrário <strong>do</strong> sist<strong>em</strong>a <strong>em</strong>prega<strong>do</strong> por Norman et<br />
al., 1992, os tubos são fixa<strong>do</strong>s permanent<strong>em</strong>ente <strong>na</strong> superfície <strong>do</strong> <strong>solo</strong> de mo<strong>do</strong> a<br />
não produzir distúrbios que possam levar a vazamentos durante a leitura. As<br />
leituras feitas <strong>em</strong> um intervalo de poucos segun<strong>do</strong>s também agilizam<br />
sobr<strong>em</strong>aneira o trabalho.
8<br />
Cada valor observa<strong>do</strong> <strong>na</strong>s Figuras 5 e 6 é a média das leituras nos<br />
quinze pontos de cada seringal, e representa, portanto, o fluxo de CO 2 <strong>em</strong> cada<br />
área, nos horários indica<strong>do</strong>s <strong>na</strong>s figuras. Em to<strong>do</strong>s os dias, os fluxos de CO 2<br />
mantiveram-se baixos durante o perío<strong>do</strong> matutino e aumentaram a partir <strong>do</strong> início<br />
da tarde, alcançan<strong>do</strong> os maiores níveis ao fi<strong>na</strong>l desse perío<strong>do</strong>. Nas leituras<br />
realizadas <strong>em</strong> fevereiro, entre os seringais com diferentes idades, os maiores<br />
fluxos foram observa<strong>do</strong>s <strong>na</strong> área com plantas de 15 anos de idade, que estavam<br />
mais desenvolvidas e, conseqüent<strong>em</strong>ente, apresentavam maiores taxas<br />
respiratórias provenientes das raízes e da atividade microbia<strong>na</strong>.<br />
g CO 2<br />
/ m 2 h<br />
5<br />
4<br />
3<br />
2<br />
1<br />
seringal com 4 anos<br />
6 anos<br />
15 anos<br />
pastag<strong>em</strong><br />
0<br />
11/02<br />
08-10h 10-12h 13-15h 16-18<br />
12/02<br />
04-06h 08/10h 10-12h 13-15h 16-18h<br />
Figura 5. Fluxo de CO 2 <strong>do</strong> <strong>solo</strong> (g CO 2 m -2 h -1 ) ao longo <strong>do</strong>s dias 11 e 12/02/2003<br />
<strong>em</strong> seringal de 4 anos, 6 anos e 15 anos , e de pastag<strong>em</strong>.<br />
Em maio, como as leituras <strong>do</strong>s <strong>do</strong>is dias foram similares, optou-se por<br />
apresentar o valor médio para cada horário (Figura 6). Observa-se que as<br />
diferenças entre os seringais de diferentes idades foram muito peque<strong>na</strong>s,<br />
provavelmente <strong>em</strong> função das t<strong>em</strong>peraturas mais ame<strong>na</strong>s nesse perío<strong>do</strong>.<br />
Comparan<strong>do</strong>-se os seringais com a pastag<strong>em</strong>, observa-se, surpreendent<strong>em</strong>ente,<br />
que os maiores fluxos de CO 2 <strong>do</strong> <strong>solo</strong> são provenientes desta última. Tal diferença<br />
não era esperada, uma vez que o conteú<strong>do</strong> de <strong>carbono</strong> no <strong>solo</strong> da pastag<strong>em</strong> era<br />
inferior ao observa<strong>do</strong> <strong>na</strong> seringueira até 40 cm de profundidade. Informações<br />
compl<strong>em</strong>entares dev<strong>em</strong> ser buscadas a fim de identificar a causa dessas<br />
diferenças.
9<br />
g CO 2 / m 2 h<br />
5<br />
4<br />
3<br />
2<br />
seringal com 4 anos<br />
6 anos<br />
15 anos<br />
pastag<strong>em</strong><br />
1<br />
0<br />
08-10h 12-14h 14:30-16h 16-17:30h<br />
Figura 6. Valores médios <strong>do</strong> fluxo de CO 2 <strong>do</strong> <strong>solo</strong> (g CO 2 m -2 h -1 ) nos dias 13 e<br />
14/05/2003 <strong>em</strong> seringal de 4 anos, 6 anos e 15 anos , e de pastag<strong>em</strong>.<br />
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS<br />
DALE, V.H. 1997. The relationship between land-use change and climate change.<br />
Ecological Applications 7(3):753-769.<br />
MAN YU, C. 2002. Caracterização e tipologia <strong>do</strong>s projetos de sequestro de<br />
<strong>carbono</strong> no Brasil. In: Sanqueta, C. R. et al. (editores). As florestas e o <strong>carbono</strong>.<br />
Imprensa Universitária da UFPR. Curitiba, 265p.<br />
NORMAN, J.M., GARCIA, R. e VERMA, S.B. 1992. Soil surface CO2 fluxes and<br />
the carbon budget of a grassland. Jour<strong>na</strong>l of Geophysical Research,<br />
97(17):18845-18453.<br />
PAGE, A.L.; MILLER, R.H., KEENEY, D.R. 1982. Methods of soil a<strong>na</strong>lysis-Part 2:<br />
Ch<strong>em</strong>ical and microbiological properties, 2a. edição. Madison, Wisconsin, USA.<br />
PEREIRA, J. DA P., LEAL, A.C., RAMOS, A.L.M. 1994. Perspectivas da<br />
heveicultura no noroeste <strong>do</strong> esta<strong>do</strong> <strong>do</strong> Paraná. In: S<strong>em</strong>inário sobre sist<strong>em</strong>as<br />
agroflorestais <strong>na</strong> região Sul <strong>do</strong> Brasil, Colombo. EMBRAPA-CNPF, p.231-240.<br />
(EMBRAPA, Doc.26)<br />
ROSENBERG, N.J., BLAD, B.L., e VERMA, S.B. 1983. Microclimate: the biological<br />
environment. John Wiley & Sons. New York. 495
10<br />
SANQUETA, C.R. 2002. Méto<strong>do</strong>s de determi<strong>na</strong>ção de <strong>biomassa</strong> florestal. In:<br />
Sanqueta, C. R. et al. (editores). As florestas e o <strong>carbono</strong>. Imprensa Universitária<br />
da UFPR. Curitiba, 265p.<br />
WAGNER-RIDDLE, C., THURTELL, G.W., KING, K.M., KIDD, G.E., e<br />
BEAUCHAMP, E.G. 1996. Nitrous oxide and carbon dioxide fluxes from a bare<br />
soil using a micrometeorological approach. J. Environ. Qual. 25:898-907.<br />
Citar como:<br />
Oliveira, D., Pereira, J.P., Ramos, A.L.M., Caramori, P.H., Marur, C.J., Morais, H.,<br />
Wagner-Riddle, C., Voroney, P. Carbono <strong>na</strong> <strong>biomassa</strong> e <strong>na</strong> respiração <strong>do</strong> <strong>solo</strong> <strong>em</strong> <strong>plantio</strong><br />
comercial de seringueiras no Paraná. In: Seqüestro de <strong>carbono</strong>: quantificação <strong>em</strong><br />
seringais de cultivo e <strong>na</strong> vegetação <strong>na</strong>tural. Alvarenga, A.P. e Carmo, C.A.F.S., editores.<br />
Viçosa, MG, p:201-214. 2006.