Este documento descreve o método e os procedimentos para realizar um estudo sobre a produção e exportação de nutrientes em uma plantação comercial de Pinus taeda no sul do Brasil. Serão selecionadas árvores representativas para quantificar a biomassa e os nutrientes nos componentes aéreos e radiculares. Também serão coletadas amostras de solo e serapilheira para análise química. Os resultados serão usados para simular o balanço nutricional sob três cenários de manejo florestal e estimar a sustentabilidade

1. 1. Material e Método
3.1 Localização e caracterização das áreas experimentais
O presente trabalho será desenvolvido em uma plantação comercial de Pinus
taeda L. com incremento médio anual (IMA) equivalente a 32 m³ ha-1 ano-1 de madeira
sem casca aos 16 anos de idade (522 m³ ha-1) localizada no planalto serrano do
município de Otacílio Costa, SC ( 27°21'S e 50°05'W, altitude de 856 m). De acordo
com a classificação de Köeppen, o clima é do tipo mesotérmico úmido Cfa, sem
estação seca, temperatura média anual de 13,2 oC e precipitação anual de 1690 mm. O
solo é classificado como Cambissolo Húmico Alumínico léptico (CA5), textura argilosa,
relevo suave ondulado e ondulado, com profundidade de 1,0 m (EMBRAPA, 1999).
Esse sítio possui um histórico longo com plantios florestais, conduzidos pelo
regime de alto fuste, até os 16 anos, em espaçamento 3,0 m x 2,0 m ou 1.667 árvores
ha-1. Atualmente, os plantios são manejados pelo sistema de “cultivo mínimo”, sem
adubação e sistema de colheita caracterizado como de árvore inteira.
3.2 Seleção das árvores e Estudos realizados
De acordo com as características dos plantios explanados no item anterior, a
seleção das árvores a mensurar será baseada no inventário florestal do diâmetro à
altura do peito (DAP). Serão gerados gráficos de distribuição dos dados em classes de
freqüência pelo método estatístico, escolhendo-se 10 árvores do sítio florestal nas
diferentes classes diamétricas da seguinte forma: 4 árvores de DAP médio, 2 árvores
de DAP médio menos 1 desvio padrão (s), 2 árvores de DAP médio mais 1 s, 1 árvore
de DAP médio menos 1,5 a 2 s e 1 árvore de DAP médio mais 1,5 a 2 s.
Com base na seleção das dez árvores supracitadas, instalar-se-ão dentro do
povoamento florestal, 5 coletores em cada árvore para quantificação da produção de
folhedos e transferência de nutrientes. Os coletores serão confeccionados com tela tipo
sombrite (50%), com superfície de 0.25 m² (0.5 m x 0.5m) suspensos a altura de 0.3 m
do solo, conforme metodologia utilizada por Silva (2006). Estas coletas deverão compor
12 meses de medição.
Posteriormente, selecionar-se-ão outras dez árvores para quantificação da
produção de biomassa aérea, nos componentes acícula, galho verde, galho seco,
casca e lenho, raiz fina (< 3 mm) e raiz grossa (≥ 3 mm). Todos estes compartimentos
serão pesados no campo (massa úmida total), sendo coletadas amostras (300 g) para
serem enviadas ao laboratório para determinação da massa seca (secagem em estufa
a 60 ± 2 oC) e realização de análises químicas, visando avaliar a concentração (g kg-1)
e a exportação dos nutrientes (kg ha-1). Os pesos de matérias secas totais de todos os
componentes avaliados serão calculados a partir do peso de matéria fresca total e do
teor de umidade (REIS et al., 1985). Os nutrientes avaliados serão o N, P, K, Ca, Mg e
S nos compartimentos supracitados. As composições químicas serão determinadas
segundo as metodologias propostas por Sarruge e Haag (1974).
Para o compartimento casca serão tomados discos com e sem casca das
árvores abatidas, em intervalos fixos de 2 metros, da base da árvore até a altura em

2. que o diâmetro seja ≤ 3 cm. De posse destas medições, calcular-se-ão os volumes com
e sem casca e, pela diferença entre ambos, será obtido o volume de casca de cada
árvore. Para o cálculo dos volumes de madeira com e sem casca será usada a fórmula
de Smallian.
Em cada árvore será delimitada uma parcela do tamanho do espaçamento de
plantio, isto é, 3 m de largura por 2 m na linha de plantio. Neste espaço, serão
coletados amostra de serapilheira e solo. Para a serapilheira serão coletadas 4
amostras simples por parcela (duas na linha de plantio e duas na entrelinha do plantio),
em três camadas, separadas visualmente em camada não decomposta, pouco
decomposta e decomposta. Após serem homogeneizadas, essas amostras simples
darão origem a uma amostra composta. As amostras serão retiradas com um aro de
aço circular com 2 mm de espessura, 5 cm de altura e 30 cm de diâmetro. Uma das
bordas do aro tem superfície cortante, para facilitar o corte do material depositado nas
margens da área amostrada. As amostras serão secas e analisadas quimicamente
conforme metodologias utilizadas nas amostras dos componentes das árvores.
As amostras de solo serão coletadas com trado holandês nas profundidades de
0-20 cm, 20-40 cm, 40-60 cm, 60-100 cm e 100-150 cm. Cada amostra será composta
por quatro pontos de amostragem, nos mesmos locais de coleta da serapilheira. Na
análise química do solo serão determinados o pH, Matéria Orgânica (M.O.), Acidez
potencial (H + Al), Soma de Bases, Capacidade de Troca Catiônica (CTC), Saturação
de Bases (V%), Saturação por alumínio (m%) e Sulfato. Por fim, serão determinados os
elementos N, P, K, Ca, Mg, S, Cu, Zn, Mn, Fe, Na e B.
Para avaliar a biomassa e o estoque de nutrientes no sistema radicular, ao redor
de cada árvore selecionada, em trincheiras com dimensões equivalentes ao
espaçamento de plantio, serão amostradas raízes grossas (≥ 3 mm) e finas (< 3 mm).
Para a escavação da trincheira, a serapilheira será retirada. Os primeiros 20 cm serão
escavados com enxadas e pás. A terra removida passará por catação manual de
raízes. Dos 20 aos 150 cm, a trincheira, a raiz pivotante e as outras raízes mais
grossas serão retiradas da trincheira pela retroescavadeira equipada com um braço
hidráulico. Ao final, as bordas da trincheira serão acertadas com pá, sendo coletadas
todas as raízes das arvores em um volume de 3,0 m x 2,0 m x 1,0 m.
A biomassa fresca total de raízes será determinada em uma balança com
capacidade máxima para 300 kg. Cerca de 200 g de raízes serão amostradas de cada
árvore, para determinação do peso de matéria seca em estufa a 60 ± 2 °C. Esse peso
total de raízes será calculado a partir de seu peso de matéria fresca total. Todas as
raízes coletadas nestas camadas serão armazenadas em sacos plásticos, para
posterior classificação em laboratório. Todas as raízes coletadas nestas camadas
serão armazenadas em sacos plásticos, para posterior classificação em laboratório.
Para as estimativas das biomassas dos componentes da parte aérea e do
sistema radicular das árvores-amostra, serão utilizados o diâmetro à altura do peito
(DAP) e a altura (H) (SCHUMACHER e HALL, 1933) ou a sua combinação (DAP 2H),
como variáveis independentes para o ajuste dos seguintes modelos testados:
LnY = β0 + β1.LnDAP + β2.LnH + ε (1)

3. LnY = β0 + β1.LnDAP2H + ε (2)
em que:
Ln = Logaritmo neperiano;
Y = biomassa dos componentes, em kg;
X = área seccional do DAP, em m²;
Βi = parâmetros do modelo, para i = 1, 2, e 3;
DAP = Diâmetro a 1.3 m de altura, em cm;
H = altura total, em m; e,
ε = erro aleatório.
Para avaliar a precisão das equações, serão utilizados o coeficiente de
determinação (R²), o erropadrão da estimativa (Sy.x) e a análise gráfica de resíduos
porcentuais (R%), de acordo com Paula Neto (1977):
R% = Yest – Yobs . 100 (3)
Yobs
em que:
Yest = média estimada da biomassa (kg); e,
Yobs = média observada da biomassa (kg).
Para estimar a sustentabilidade da produtividade de madeira em longo prazo,
simular-se-á o balanço nutricional nos compartimentos solo-planta em três níveis de
manejo: i) cenário A – caracteriza o manejo mais conservacionista, em que somente o
lenho será retirado durante a colheita; ii) cenário B – método de manejo em que, além
do lenho, será retirado a casca; iii) cenário C – método de manejo em que serão
retirados na colheita o lenho, a casca, as acículas e os galhos (vivos e mortos) das
árvores abatidas.
Esses cenários exemplificam-se três sistemas de manejo florestal, onde se
buscará avaliar critérios sustentáveis de produção, baseado na exportação de
nutrientes dos componentes florestais. O cenário B é o manejo mais adotado nos
plantios florestais da região. Este cenário, avaliado sob uma ótica comparativa através
dos resultados mais conservacionista (cenário A) ou exaustivo (cenário C) do sistema,
permite avaliar através de balanços nutricionais as diferenças quanto ao número de
ciclos florestais que o sítio comporta.
(Ricardo: Por que foram definidos esses cenários? Qual o cenário praticado na
região?)

4. Nos balanços nutricionais, serão considerados entradas e saídas de nutrientes.
As entradas serão computadas pelo aporte de precipitações coletadas em empresas da
região e os estoques de nutrientes no solo, na biomassa aérea e radicular, incluindo a
serapilheira. As saídas pelos cenários de manejos citados. Neste trabalho, não serão
considerados entradas via fertilizações, por não ser uma prática adota em plantios de
Pinus taeda. Devido a baixa fixação de nitrogênio de vida livre (FISHER; BINKLEY,
1999) e pela baixa presença de leguminosas no sub-bosque, será considerado nula a
entrada de nitrogênio por essas vias. Da mesma forma, não será computada a entrada
via intemperismo de rocha, pois não há informações suficientes para estimar essas
entradas.
Para cada nutriente (N, P, K, Ca, Mg e S) será estimado a entrada de nutrientes
no ciclo de produção florestal (16 anos) via precipitação (entrada do nutriente ciclo -1,
em kg ha ciclo-1) e as saídas, conforme os três cenários supracitados ( saída de
nutriente ciclo-1, em kg ha ciclo-1). Posteriormente, serão computados os estoque de
nutrientes no solo (até 1,0 m de profundidade, estoque de nutrientes no solo, em kg
ha-1) e na floresta (todos os componentes florestais, estoque de nutrientes na floresta,
em kg ha-1).
A determinação do número de rotações de cultivo potenciais com os estoques de
macronutrientes, com extensão de 16 anos, será obtida a partir da seguinte expressão:
NRP = (ENS + ENF) – CNR, (4)
em que:
NRP = número de rotações de cultivo potenciais;
ENS = quantidade do nutriente estocada no solo;
ENF = quantidade do nutriente estocada na biomassa florestal; e,
CNR = quantidade do nutriente retirada pelo sistema de colheita.
Os resultados da equação (4) serão maiores que zero enquanto os estoques de
nutrientes mantiverem-se maiores que as demandas pelos respectivos cenários de
manejo. Por outro lado, serão negativos, quando os estoques forem menores que as
extrações de determinado cenário. Assim, quando o NRP se torna negativo, significa
que o sistema solo-floresta não suporta mais o respectivo cenário.
Com base nessa metodologia pode-se portanto estimar o impacto de 3 cenários
de retirada de madeira sobre a sustentabilidade do sitio florestal pelo uso do conceito
de números de ciclos florestais, padrões necessários para zerar o estoque de cada
nutriente disponível no sistema florestal.
Quanto menor o número de ciclos florestais, mais suscetível é o sitio florestal
àquele nutriente, sendo, portanto, menos sustentável o manejo. Embora, no horizonte
de exaustão observa-se que as produtividades se reduzam, devido a própria exaustão
do sistema; no conceito estabelecido pelo numero de ciclos florestais, considera-se que
as produtividades e remoções dos nutrientes se mantenha, de maneira que expressem

5. um valor de sustentabilidade. Isto posto, mesmo que o número de ciclos não tenham
um significado real em termos absolutos, esta análise possui um grande significado
relativo, na medida que permitem comparar diferentes manejos atuando sobre um
mesmo sistema.