Variabilidade espacial do carbono e outros atributos do solo em uma área destinada ao reflorestamento no Rio Grande do Norte

• Main Author: Gilma Amparo Reina Sánchez
• Other Authors: Carlos Eduardo Pellegrino Cerri
• Language: Portuguese
• Published: Universidade de São Paulo 2010
• Subjects: Carbono; Física do solo; Geoestatística; Modelagem de dados; Química do solo; Reflorestamento.; Geostatistics; Modeling; Semi-arid region.; Soil physical chemical and biological properties
• Online Access: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11140/tde-17092010-175805/

O solo é um importante sumidouro de carbono (C) atmosférico, uma vez que concentrações de CO2 da atmosfera podem ser atenuadas através de mecanismos de sequestro de C no solo. Nesse contexto, solos sob clima semi-árido estão sendo atualmente avaliados como potenciais sequestradores de C, sobretudo no processo de recuperação de áreas degradadas. No entanto, ainda há carência de informações referentes aos mecanismos envolvidos no sequestro de C. Adicionalmente, há incertezas nas estimativas dos estoques de C pela falta de conhecimento sobre sua variabilidade espacial devido à complexidade dos processos físicos, químicos e biológicos que influenciam o ciclo do referido elemento. As variações espaciais do C no solo estão relacionadas a fatores naturais e induzidos pelo homem e essas variações apresentam-se em diferentes escalas espaciais. Por tais motivos a presente pesquisa teve como objetivo avaliar a variabilidade espacial do C e de outros atributos físicos, químicos e biológicos do solo numa área de 100 ha destinada ao reflorestamento na região semi-árida do Rio Grande do Norte. Para tanto, foi estabelecida uma grade regular de 644 pontos amostrais espaçados de 40 m numa área localizada no município de Angicos (RN), pertencente à Universidade Federal Rural do SemiÁrido. Foram coletadas 1932 amostras de solo nas profundidades 0-0,1; 0,1-0,2; e 0,2-0,3 m para determinações de C, areia, silte, argila, pH, Na, P, Ca, Mg e K. Para determinar o C da biomassa microbiana (Cmic) foram utilizadas 156 amostras referentes à camada 0-0,1m. Com relação à densidade do solo (Ds) foram coletadas 246 amostras nas três profundidades mencionadas anteriormente. Adicionalmente, foram efetuados os seguintes cálculos: estoques de C, saturação por bases (V %), CTC (CTC(T)), saturação por Al (m) e soma de bases (SB). Os resultados foram submetidos à análise estatística descritiva clássica, seguida de análise geoestatística. O solo da área apresenta predominância de textura muito arenosa, baixa CTC e teores de C e Cmic; altos valores de Ds, acidez elevada e médios teores P e bases disponíveis. Estes resultados são comuns em solos de região semi-árida sob Caatinga em decorrência das condições climáticas desfavoráveis. Na análise descritiva a maioria dos atributos avaliados apresentou normalidade na sua distribuição. Os coeficientes de variação (CV) foram classificados como médios para a maioria dos atributos, a dependência espacial foi moderada com média geral dos alcances de 135 m. A maioria dos atributos ajustou-se ao modelo esférico. Na avaliação da eficiência dos modelos ajustados, tanto a validação interna como a externa apresentaram comportamentos semelhantes. A modelagem aplicada permitiu estimar o alcance e a magnitude das dependências espaciais. Por meio da krigagem foi efetuada a interpolação dos dados e gerados os mapas de variabilidade espacial para os atributos físicos, químicos e biológicos estudados. Os resultados obtidos nesta pesquisa ressaltam a importância do entendimento da variabilidade espacial do C e outras propriedades do solo, informações que servem como ponto de referência inicial (linha de base) e tem implicações importantes para futuras avaliações do impacto no sequestro de C e do potencial produtivo de Jatrofa na região semi-árida do Nordeste Brasileiro. === Soil is an important carbon (C) sink, since atmospheric CO2 concentrations can be attenuated by soil C sequestration. In this context, soils under semi-arid conditions are being evaluated as potential soil C sinks, mainly considering the process of rehabilitation of degraded areas. However, little information is available on the mechanisms associated with soil C sequestration. Moreover, there are uncertainties on soil C stocks estimates because of the lack of knowledge about its spatial variability due to the complexity of physical, chemical and biological processes that directly influence soil C cycle. Soil C spatial variability is associated with a series of natural and human-induced factors and those variations can be expressed in different spatial scales. Therefore, the main objective of the present study was to evaluate the spatial variability of C and soil physical, chemical and biological attributes in a 100 ha area destined to reforestation in the semi-arid region of Rio Grande do Norte (RN), Brazil. In order to do that, a regular grid (40 x 40 m) of 644 sampling points was defined in an area located in the city of Angicos (RN) that belongs to the Universidade Federal Rural do Semi-Árido. Samples from the 0-0,1; 0,1-0,2; e 0,2- 0,3 m soil layers were collected in each sampling point totalizing 1932 soil cores that were used for the following analyses: C, sand, silt, clay, pH, Na, P, Ca, Mg and K. For microbial biomass C, 156 samples were used from the 0-0,1 m soil depth. Samples for soil bulk density (total of 246 samples) were collected in the three mentioned soil layers. Additionally, the following calculations were performed: soil C stocks, base saturations, cation exchange capacity and aluminum saturation. The results were analyzed using classical descriptive statistics and geostatistics. The soil at the studied area is very sandy and presented low values of cation exchange capacity, C content and microbial biomass; high values of bulk density and soil acidity and medium values of P content and available bases. Those results are typical for soils under native vegetation at the semi-arid region due to unfavorable climatic conditions. From the descriptive analyses, the majority of the studied attributes presented normal distribution. The coefficients of variation (CV) for the majority of the studied attributes presented medium values; the spatial dependence was moderated with mean range value of 135 m. The majority of the attributes were fitted by the spherical model. Assessment of model adjustment efficiency was performed through internal and external validations and both presented similar trends. The application of modeling technique provides estimations of the range and the spatial dependence magnitude of the evaluated soil attributes. Using kriging techniques, analytical results were interpolated and maps were generated to show the spatial variability of the soil physical, chemical and biological properties. The results from the present study stressed the importance of adequately understand C and other soil properties spatial variability. Such information has important implications for future assessments of soil C sequestration and is useful for potential production of Jatropha in the semi-arid condition of the Brazilian northeast region.