Crescimento de árvores e produção de litter em Floresta Estacional Semidecidual em resposta à fertilização mineral

Abstract

A Mata Atlântica é um dos biomas mais biodiversos e ameaçados do mundo. Devido à grande extensão territorial, apresenta diferentes fitofisionomias, diversidade de solos, e gradientes de altitude, temperatura e precipitação que são condicionantes ao desenvolvimento das plantas. Dentre essa diversidade de fatores, a presença de solos de baixa fertilidade natural pode ser considerada limitante ao desenvolvimento pleno da sua vegetação. Nesse contexto, o manejo da fertilidade, pela aplicação de fertilizantes minerais, poderia reduzir o provável estresse nutricional imposto por essas condições ambientais. Dessa forma, a presente pesquisa buscou investigar se a aplicação dos macronutrientes nitrogênio (N), fósforo (P) e potássio (K) modifica a dinâmica de crescimento de espécies florestais, a produção de litter e a variação dos atributos químicos do solo em um fragmento florestal em estágio secundário de sucessão na Mata Atlântica. O estudo foi conduzido em um fragmento de Floresta Estacional Semidecidual Montana, localizado no município de Viçosa, Minas Gerais. Foram testadas cinco doses de NPK em delineamento estatístico de blocos ao acaso, com quatro repetições e parcelas de 30,0 x 30,0 m. Cada parcela de 30,0 x 30,0 m foi subdividida em quatro sub-parcelas onde foram realizados os inventários de quatro diferentes estratos da vegetação. Foram realizados inventários em fevereiro de 2022, agosto de 2022 e fevereiro de 2023. Para as árvores com altura > 1,30 m foram avaliados o aumento em diâmetro quadrático e variação no número de indivíduos por classe diamétrica, por tratamento e tempo. Para as plantas com altura < 1,30 m foi avaliado a altura máxima e o número de indivíduos. Para amostragem do litter foi instalado em cada parcela um coletor de 1,0 x 1,0 m a 1,3 m acima do solo, sendo o material recolhido mensalmente. O litter foi seco e classificado em quatro classes de diâmetro. Foi avaliada a produção em massa de matéria seca total e por classe de diâmetro para cada tratamento e no tempo. Além disso, foi calculada a correlação entre a produção de litter e a variação da temperatura no tempo. Foram coletadas amostras de solo nas profundidades de 0 a 10 e 10 a 20 cm para cada parcela, além de doze pontos de controle em áreas externas. As amostras de solos foram analisadas quanto aos atributos químicos Acidez ativa (pH), Saturação por bases (V), Saturação por alumínio (m), Fósforo (P), Potássio (K) e Matéria orgânica (MO) e foram gerados mapas temáticos das distribuições espaciais dos atributos na área e no tempo. Não foram observadas modificações nos componentes do crescimento da vegetação que pudessem ser relacionados à aplicação de fertilizantes, em nenhum dos estratos inventariados. Da mesma forma, não foi verificado o crescimento das árvores no período de doze meses. A Mata da Silvicultura possui predominância de espécies não pioneiras em detrimento de pioneiras em todos os estratos. A produção de litter em massa seca total e na fração com diâmetro menor que 0,6 cm aumentou exponencialmente com o aumento das doses de fertilizantes. Foi verificada correlação positiva da produção de litter com a sazonalidade, sendo as produções maiores nos meses de setembro e outubro. Os atributos edáficos não foram influenciados pela aplicação de fertilizantes. Por outro lado, foi identificada a existência de micro-sítios de fertilidade natural em escala espacial local na área estudada. Dessa forma, é possível concluir que em um intervalo de doze meses, em uma floresta em estágio médio avançado de sucessão não é possível verificar variações significativas no crescimento das plantas como resposta à fertilização mineral. No entanto, a fertilização é capaz de promover a produção de litter e alterar consequentemente o ciclo biogeoquímico. Por fim, a existência de micro-sítios de variação nos atributos edáficos e o feedback da relação solo-planta carecem de estudos a longo prazo e que incluam novas variáveis para serem elucidados. Palavras-chave: Manejo florestal. Fertilizantes. Interação solo-planta.

The Atlantic Forest is one of the most biodiverse and threatened biomes in the world. Due to its large territorial extent, it exhibits different phytophysiognomies, soil diversity, and gradients of altitude, temperature, and precipitation, which condition plant development. Among this diversity of factors, the presence of naturally low-fertility soils can be considered limiting to the full development of its vegetation. In this context, fertility management through the application of mineral fertilizers could alleviate the potential nutritional stress imposed by these environmental conditions. Therefore, this research aimed to investigate whether the application of the macronutrients nitrogen (N), phosphorus (P), and potassium (K) modifies the growth dynamics of forest species, litter production, and variation in soil chemical attributes in a secondary-stage Semideciduous Seasonal Forest fragment of the Brazilian Atlantic Forest. The study was conducted in a fragment of Montane Semideciduous Seasonal Forest located in the municipality of Viçosa, Minas Gerais. A randomized block design with four replications and 30,0 x 30,0 m plots was adopted, to test five NPK doses. Each 30,0 x 30,0 m plot was subdivided into four subplots where inventories of four different vegetation strata were conducted. Inventories were carried out in February 2022, August 2022, and February 2023. For trees with height > 1.30 m, the increase in quadratic diameter and variation in the number of individuals per diameter class were evaluated for each treatment and time period. For plants with height < 1.30 m, maximum height and number of individuals were analyzed. In each plot was installed a 1,0 x 1,0 m litter collector, 1,30 above ground. The material was collected monthly. The litter was dried and classified into four diameter classes. Total dry mass production and production per diameter class were evaluated for each treatment and time period. Additionally, the correlation between litter production and the temperature variation was calculated. Soil samples were collected at depths of 0-10 cm and 10-20 cm for each plot, as well as twelve control points in external areas. Soil samples were analyzed for pH, V, and m chemical attributes, and thematic maps of the spatial distributions of these attributes over time were generated. No modifications in vegetation growth components that could be related to fertilizer application were observed in any of the inventoried strata. Likewise, tree growth was not verified during the twelve-month period. The Mata da Silvicultura fragment predominantly consists of non-pioneer species rather than pioneers in all strata. Total dry mass litter production and in the fraction with diameter less than 0.6 cm increased exponentially with increasing fertilizer doses. A positive correlation between litter production and seasonality was observed, with higher production in September and October. The soil attributes were not influenced by fertilizer application. On the other hand, the existence of local-scale natural fertility microsites was identified in the study area. Thus, it can be concluded that within a twelve-month interval, in a forest at an intermediate-advanced stage of succession, significant variations in plant growth cannot be observed in response to mineral fertilization. However, fertilization can promote litter production and consequently alter the biogeochemical cycle. Finally, the existence of microsites of variation in soil attributes and the soil-plant feedback require long-term studies that include new variables for further elucidation. Keywords: Forest management. Fertilizers. Soil-plant interaction