contribuiÇÃo da serapilheira na dinÂmica de...
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PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO STRICTO SENSU MESTRADO
EM CIÊNCIAS AMBIENTAIS
ANA CAROLINA AMORIM MARQUES
CONTRIBUIÇÃO DA SERAPILHEIRA NA DINÂMICA DE
CARBONO E NITROGÊNIO EM ÁREAS DO PANTANAL
MATO-GROSSENSE
Cuiabá
2018
ANA CAROLINA AMORIM MARQUES
CONTRIBUIÇÃO DA SERAPILHEIRA NA DINÂMICA DE
CARBONO E NITROGÊNIO EM ÁREAS DO PANTANAL
MATO-GROSSENSE
Dissertação apresentada à UNIC, como requisito
parcial para a obtenção do título de Mestre em
Ciências Ambientais.
Orientador: George Louis Vourlitis
Coorientador: Osvaldo Borges Pinto Junior
Cuiabá
2018
FICHA CATALOGRÁFICA
Dados Internacionais para Catalogação na Publicação (CIP) Bibliotecária Elizabete Luciano /CRB1-2103
M357c Marques, Ana Carolina Amorim.
Contribuição da Serapilheira na Dinâmica de Carbono e Nitrogênio em Áreas do Pantanal
Mato-Grossense. /Ana Carolina Amorim Marques. Cuiabá-MT, 2018. 60p. Inclui Lista de Figuras.
Dissertação apresentada à UNIC – Universidade de Cuiabá, como requisito parcial para a obtenção do título de Mestre em Ciências Ambientais.
Orientador: Prof. Dr. George Louis Vourlitis
1.Sazonalidade. 2.Ciclagem de Nutrientes. 3.Hipersazonalidade.
CDU 34:551
ANA CAROLINA AMORIM MARQUES
CONTRIBUIÇÃO DA SERAPILHEIRA NA DINÂMICA DE CARBONO E NITROGÊNIO
EM ÁREAS DO PANTANAL MATO - GROSSENSE
Dissertação apresentada à UNIC, no Mestrado em Ciências Ambientais área de
concentração em Dinâmica Ambiental como requisito parcial para a obtenção do título
de Mestre conferida pela Banca Examinadora formada pelos professores:
_________________________________________
Prof. Dr. George Louis Vourlitis
UNIC
_________________________________________
Prof. Dr. Osvaldo Borges Pinto Junior
UNIC
________________________________________
Prof. Dr. Jonathan Willian Zangeski Novais
UNIC
_________________________________________
Prof. Drª. Carmen Eugenia Rodríguez Ortíz
UFMT
Cuiabá, 26 de março de 2018.
AGRADECIMENTOS
Agradeço a Deus pela saúde e por me guiar sempre;
Aos meus pais e familiares por todo apoio e compreensão nesses dois anos de Mestrado;
Ao Prof. George Vourlitis, meu orientador, pelos ensinamentos, pela paciência e
confiança depositada em mim. Gratidão sempre;
Ao Prof. Osvaldo Borges, meu coorientador e também orientador nas horas em que
precisava, pela amizade, pelos ensinamentos, pela paciência, dedicação e confiança
depositada em mim. Minha eterna gratidão;
A todos os professores do Programa pelos ensinamentos e amizade. Gratidão sempre a
Carlo, Jonathan, Osvaldo Fu, Vítor, Fernando, Higo, Julia, Luciana, Mariceia e Leo;
A professora Carmen e professor Chico da UFMT pelo acolhimento, amizade e paciência
durante o processo das análises químicas dos meus dados;
A Kristie pela paciência e dedicação para realizar as análises químicas dos meus dados;
A minha turminha do Mestrado 2016/1 pela amizade e parceria, em especial as minhas
Amigas e Irmãs de coração Angélica, Nathalia, Aline e Roberta por todo o apoio que me
deram nessa longa jornada. Gratidão eterna;
As minhas parceiras de campo Natalia e Vanessa. Gratidão sempre;
Aos meus amigos da Publicidade em especial Luciano e Pamela, da Biologia (Professores
Vera, Jaime, André e Ruberlei e a turminha da Cutia) e a turma do Mestrado 2015/1
(Douglas, Thiago Fernandes e Thiago Dorazio). Obrigada meus amigos pela amizade,
companheirismo, conselhos e parcerias antes e durante toda essa jornada de conquistas e
emoções. Gratidão sempre;
E a todos que contribuíram de alguma forma para a realização deste trabalho;
A CAPES pelo apoio financeiro para esta pesquisa científica.
SUMÁRIO
LISTA DE FIGURAS ............................................................................................. VIII
LISTA DE EQUAÇÕES ............................................................................................ XI
LISTA DE ABREVIATURAS E SÍMBOLOS ........................................................ XII
RESUMO ................................................................................................................ XIII
ABSTRACT ............................................................................................................ XIV
INTRODUÇÃO ............................................................................................................ 1
1.1 OBJETIVO GERAL ..................................................................................................... 3
1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS .......................................................................................... 3
2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA ........................................................................... 4
2.1 CICLO DO CARBONO (C) E A SUA IMPORTÂNCIA ...................................................... 4
2.2 CICLO DO NITROGÊNIO (N) E A SUA IMPORTÂNCIA .................................................. 5
3. MATERIAL E MÉTODOS ...................................................................................... 8
3.1 ÁREA DE ESTUDO ..................................................................................................... 8
3.2 Quantificação de Serapilheira Produzida (Fall) e Acumulada (Pool) .................. 11
3.3 Análise dos dados, análises estatísticas e análises químicas ................................ 14
3.4 Estimativas da Taxa de Decomposição (k) e Mineralização (D) ......................... 15
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO ........................................................................... 17
4.1 SERAPILHEIRA PRODUZIDA (FALL) ........................................................................ 17
4.2 SERAPILHEIRA ACUMULADA (POOL) ..................................................................... 19
4.3 TAXA DE DECOMPOSIÇÃO (K) DE SERAPILHEIRA PRODUZIDA (FALL) E ACUMULADA
(POOL) NAS ÁREAS DE CERRADÃO E ACURI ................................................................. 21
4.4 NITROGÊNIO (N) E CARBONO (C) TOTAL DA SERAPILHEIRA PRODUZIDA (FALL) NAS
ÁREAS DE CERRADÃO E ACURI .................................................................................... 24
4.4.1 NITROGÊNIO TOTAL (NTOTAL) .............................................................................. 24
4.4.2 CARBONO TOTAL (CTOTAL) .................................................................................. 26
4.5 NITROGÊNIO (N) E CARBONO (C) TOTAL DA SERAPILHEIRA ACUMULADA (POOL)
NAS ÁREAS DE CERRADÃO E ACURI ............................................................................. 28
VII
4.5.1 NITROGÊNIO TOTAL (NTOTAL) .............................................................................. 28
4.5.2 CARBONO TOTAL (CTOTAL) .................................................................................. 30
4.6 TAXA DE DECOMPOSIÇÃO ( KN E KC) NITROGÊNIO (N) E CARBONO (C) TOTAL DE
SERAPILHEIRA NAS ÁREAS DE CERRADÃO E ACURI ..................................................... 32
4.6.1 NITROGÊNIO TOTAL (NTOTAL) .............................................................................. 32
4.6.2 CARBONO TOTAL (CTOTAL) .................................................................................. 34
4.7 TAXA DE MINERALIZAÇÃO (DN E DC ) DO NITROGÊNIO (N) E CARBONO (C) TOTAL
DE SERAPILHEIRA NAS ÁREAS DE CERRADÃO E ACURI ................................................ 36
4.7.1 NITROGÊNIO TOTAL (NTOTAL) .............................................................................. 36
4.7.2 CARBONO TOTAL (CTOTAL) .................................................................................. 38
5. CONCLUSÃO ........................................................................................................ 41
6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ................................................................... 42
LISTA DE FIGURAS
Figura 1: Ciclo global do Carbono (C). ............................................................................ 5
Figura 2: Ciclo do Nitrogênio (N). ................................................................................... 6
Figura 3: Localização da área de estudo, dentro do Pantanal Mato-grossense. .............. 8
Figura 4: Precipitação Acumulada (mm, mês⁻¹), Temperatura do Ar (Cº) e Umidade
Relativa do Ar (%) nas áreas Cerradão e Acuri (janeiro de 2014 a agosto de 2017). ...... 9
Figura 5: Caracterização dos tipos de Fitofisionomias do Bioma Cerrado .................... 10
Figura 6: Área A – Cerradão .......................................................................................... 10
Figura 7: Área B - Acuri. ................................................................................................ 11
Figura 8: Coletores instalados nas duas áreas A (Cerradão) e B (Acuri) ....................... 12
Figura 9: Recipiente plástico circular utilizado para a coleta da serapilheira acumulada
nas duas áreas A (Cerradão) e B (Acuri). ....................................................................... 12
Figura 10: Triagem e pesagem de serapilheira em ambas as áreas Cerradão e Acuri. ... 13
Figura 11: Moinho Analítico Mod. IKA A11. ............................................................... 13
Figura 12: Balança de pesagem das amostras das folhas moídas de serapilheira em
cápsulas de estanho. ........................................................................................................ 14
Figura 13: Analisador Automático CHN da marca LECO (modelo HT 628, Analytik Jena,
Jena, Alemanha). ............................................................................................................ 15
Figura 14: Serapilheira Produzida (Fall) (g/m²) nas áreas de estudo. Os espaços em branco
correspondem a ausência de dados entre os anos de 2015 (maio e outubro) e 2016
(fevereiro). * (p <0,05); ** (p <0,01); *** (p <0,001). ................................................. 18
Figura 15: Serapilheira Acumulada (Pool) (g/m²) nas áreas de estudo. Os espaços em
branco correspondem a ausência de dados entre os anos de 2015 (maio e outubro) e 2016
(fevereiro). * (p <0,05); ** (p <0,01); *** (p <0,001). O símbolo representa alagamento
na área de Cerradão nos anos de 2015 (abril); 2016 (janeiro, março e abril); 2017 (março
a abril). ............................................................................................................................ 20
Figura 16:Taxa de decomposição (k) de serapilheira produzida (Fall) e a acumulada
(Pool) (k, Mês⁻¹) nas áreas de estudo. Os espaços em branco correspondem a ausência de
dados entre os anos de 2015 (maio e outubro) e 2016 (fevereiro). * (p <0,05); ** (p <0,01);
*** (p <0,001). O símbolo representa alagamento na área de Cerradão nos anos de
2015 (abril); 2016 (janeiro, março e abril); 2017 (março a abril). ................................. 22
1.1 OBJETIVO GERAL ................................................................................................... .. 3
1.1 OBJETIVO GERAL ................................................................................................... .. 3
Figura 17: Nitrogênio (Ntotal) presente nas folhas de serapilheira produzida (Fall) (g/m²)
nas áreas de estudo. Os espaços em branco correspondem a ausência de dados entre os
anos de 2015 (maio e outubro) e 2016 (fevereiro). *(p <0,05); ** (p <0,01); *** (p
<0,001). ........................................................................................................................... 25
Figura 18: Carbono (Ctotal) presente nas folhas de serapilheira produzida (Fall) (g/m²) nas
áreas de estudo. Os espaços em branco correspondem a ausência de dados entre os anos
de 2015 (maio e outubro) e 2016 (fevereiro). ................................................................. 27
Figura 19: Nitrogênio (Ntotal) presente nas folhas de serapilheira acumulada (Pool) (g/m²)
nas áreas. Os espaços em branco correspondem a ausência de dados entre os anos de 2015
(maio e outubro) e 2016 (fevereiro). * (p <0,05); ** (p <0,01); *** (p <0,001). O símbolo
representa alagamento na área de Cerradão nos anos de 2015 (abril); 2016 (janeiro, março
e abril); 2017 (março a abril). ......................................................................................... 29
Figura 20: Carbono (Ctotal) presente nas folhas de serapilheira acumulada (Pool) (g/m²)
nas áreas de estudo. Os espaços em branco correspondem a ausência de dados entre os
anos de 2015 (maio e outubro) e 2016 (fevereiro). O símbolo representa alagamento
na área de Cerradão nos anos de 2015 (abril); 2016 (janeiro, março e abril); 2017 (março
e abril). ............................................................................................................................ 31
Figura 21: Taxa de decomposição (kN) do Nitrogênio (Ntotal) presente nas folhas de
serapilheira produzida (Fall) e a serapilheira acumulada (Pool) (k, Mês⁻¹) nas áreas de
estudo. Os espaços em branco correspondem a ausência de dados entre os anos de 2015
(maio e outubro) e 2016 (fevereiro). * (p <0,05); ** (p <0,01); *** (p <0,001). O símbolo
representa alagamento na área de Cerradão nos anos de 2015 (abril); 2016 (janeiro, março
e abril); 2017 (março a abril). ......................................................................................... 33
Figura 22: Taxa de decomposição (kC) do Carbono (Ctotal) presente nas folhas de
serapilheira produzida (Fall) e a serapilheira acumulada (Pool) (k, Mês⁻¹) nas áreas de
estudo. Os espaços em branco correspondem a ausência de dados entre os anos de 2015
(maio e outubro) e 2016 (fevereiro). O símbolo representa alagamento na área de
Cerradão nos anos de 2015 (abril); 2016 (janeiro, março e abril); 2017 (março a abril).
........................................................................................................................................ 35
Figura 23: Taxa de mineralização (DN) do Nitrogênio (Ntotal) presente nas folhas de
serapilheira produzida (Fall), da serapilheira acumulada (Pool) (g/m²) e da taxa de
decomposição (kN) nas áreas de estudo. Os espaços em branco correspondem a ausência
de dados entre os anos de 2015 (maio e outubro) e 2016 (fevereiro). * (p <0,05); ** (p
<0,01); *** (p <0,001). O símbolo representa alagamento na área de Cerradão nos anos
de 2015 (abril); 2016 (janeiro, março e abril); 2017 (março a abril).............................. 37
Figura 24: Mineralização (DC) do Carbono (Ctotal) presente nas folhas de serapilheira
produzida (Fall), serapilheira acumulada (Pool) (g/m²) e da taxa de decomposição (kC)
nas áreas de estudo. Os espaços em branco correspondem a ausencia de dados entre os
anos de 2015 (maio e outubro) e 2016 (fevereiro). O símbolo representa alagamento na
área de Cerradão nos anos de 2015 (abril); 2016 (janeiro, março e abril); 2017 (março a
abril). .............................................................................................................................. 39
1.1 OBJETIVO GERAL ................................................................................................... .. 3
1.1 OBJETIVO GERAL ................................................................................................... .. 3
1.1 OBJETIVO GERAL ................................................................................................... .. 3
1.1 OBJETIVO GERAL ................................................................................................... .. 3
1.1 OBJETIVO GERAL ................................................................................................... .. 3
1.1 OBJETIVO GERAL ................................................................................................... .. 3
XI
LISTA DE EQUAÇÕES
Equação 1: Taxa de decomposição por balanço de massa de serapilheira .................... 15
Equação 2: Taxa de decomposição por balanço de massa do Nitrogênio (N total) ......... 15
Equação 3: Taxa de decomposição por balanço de massa do Carbono (C total) ............ 16
Equação 4: Mineralização do Nitrogênio (Ntotal) ........................................................... 16
Equação 5: Mineralização do Carbono (Ctotal) .............................................................. 16
XII
LISTA DE ABREVIATURAS E SÍMBOLOS
C = Carbono;
CO2
= Dióxido de Carbono
N = Nitrogênio;
NH4+ = Amônia;
NO2- = Nitrito;
NO3- = Nitrato;
LF = Serapilheira Produzida;
LP = Serapilheira Acumulada;
k = Taxa de decomposição
kN= Taxa de decomposição para N;
kC = Taxa de decomposição para C;
DN = Mineralização de N;
DC = Mineralização de C;
LFN = Nitrogênio presente nas folhas de serapilheira produzida;
LFC = Carbono presente nas folhas de serapilheira produzida;
LPN = Nitrogênio presente nas folhas de serapilheira acumulada;
LPC = Carbono presente nas folhas de serapilheira acumulada.
XIII
RESUMO
MARQUES, A.C.A. Contribuição da serapilheira na dinâmica de Carbono e
Nitrogênio em áreas do Pantanal Mato-grossense. 2018, 60f. Dissertação (Mestrado
em Ciências Ambientais), Departamento de Ciências Ambientais, Universidade de
Cuiabá, Campus Barão de Melgaço, Cuiabá, 2018.
Este trabalho teve como objetivo avaliar a contribuição da serapilheira na dinâmica de
Carbono e Nitrogênio em áreas do Pantanal Mato-Grossense no período de outubro de
2014 a junho de 2017 em duas áreas distintas, sendo uma denominada Cerradão e a outra
com dominância de Scheelea phalerata (família Arecaceae). Para quantificar a produção
e acúmulo de serapilheira e nutrientes foram utilizados 12 coletores de 1m² a 1m acima
do solo, sendo 06(seis) instalados em cada área. Para estimar os teores de Nitrogênio (N)
e Carbono (C) foliar utilizou – se o Analisador Automático CHN LECO®. A produção e
acúmulo de serapilheira obtiveram sazonalidade significativamente iguais no período da
pesquisa nas áreas de estudo. A taxa de decomposição de serapilheira foi maior no período
da seca no Cerradão e no Acuri. Os teores de Ntotal e Ctotal de serapilheira foliar produzida
nas áreas de estudo, tiveram maiores e menores valores tanto no período da seca como no
chuvoso. Os teores do Ntotal e do Ctotal de serapilheira foliar acumulada foram maiores no
período chuvoso nas duas áreas. A taxa de decomposição do Ntotal presente nas folhas de
serapilheira foi maior no período da seca no Cerradão e no Acuri e do Ctotal presente nas
folhas de serapilheira teve maior e menor valor em ambos os períodos tanto no Cerradão
como no Acuri. A mineralização do Ntotal e do Ctotal presente nas folhas de serapilheira foi
maior no período da seca nas áreas de estudo. Dinâmica de serapilheira, decomposição e
mineralização de nutrientes (N e C) nos fornecem um importante banco de dados, que
nos ajudam a entender mais sobre o comportamento dos ciclos do C e N nas áreas do
Pantanal Mato-Grossense, além de ser úteis para a construção de novos modelos
ecológicos de pequena escala.
Palavras Chaves: Sazonalidade, ciclagem de nutrientes, hipersazonalidade.
XIV
ABSTRACT
MARQUES, A.C A. Contribution of the litter in the dynamics of Carbon and Nitrogen in
areas of the Mato Grosso Pantanal. 2018, 60f. Dissertation (Master in Environmental
Sciences), Department of Environmental Sciences, University of Cuiabá, Barão de
Melgaço Unit, Cuiabá, 2018.
The objective of this work was to evaluate the contribution of the litter in the dynamics
of Carbon and Nitrogen in areas of the Mato Grosso Pantanal from October 2014 to June
2017 in two distinct areas, one named Cerrado forests and the other with Scheelea
phalerata dominance (family Arecaceae). To quantify the production and accumulation
of litter and nutrients were used 12 collectors of 1 m 2 to 1 m above the ground, with six
(six) installed in each area. In order to estimate the Nitrogen (N) and Carbon (C) levels,
the CHN LECO ® Automatic Analyzer used. The litter production and accumulation
obtained seasonality were significantly the same in the study period in the study areas.
The rate of litter decomposition was higher in the dry season in Cerrado forests and Acuri.
The Ntotal and Ctotal contents of leaf litter produced in the study areas had higher and lower
values both in the dry and rainy seasons. The Ntotal and Ctotal contents of accumulated leaf
litter were higher in the rainy season in both areas. The decomposition rate of Ntotal present
in litter leaves was higher in the dry season in Cerrado forests and Acuri and the Ctotal
present in litter leaves had higher and lower values in both periods in both Cerrado forests
and Acuri. The mineralization of Ntotal and Ctotal present in litter leaves was higher during
the dry season in the study areas. Litter dynamics, decomposition and nutrient
mineralization (N and C) provide us with an important database, which helps us to
understand more about the behavior of the C and N cycles in the Pantanal Mato Grosso
areas, and to be useful for the construction of new small-scale ecological models.
Keywords: Seasonality, nutrient cycling, hypersensitivity.
1
INTRODUÇÃO
O Brasil conhecido por sua megabiodiversidade, tem seu território nacional
dividido em diversos tipos de biomas: Amazônia (perfazendo 49,3% do território
nacional); o Cerrado (23,92% do território nacional); a Mata Atlântica (13,04% do
território nacional); a Caatinga (9,92% do território nacional); o Pampa (2,07% do
território nacional); e o Pantanal (1,76% do território nacional) (IBGE, 2009).
O Bioma Pantanal é de suma importância no contexto nacional e internacional,
considerada uma das maiores planícies de sedimentação do mundo, ocupando uma área
de 140.000 km² do Centro-Oeste brasileiro (Mato Grosso e Mato Grosso do Sul), se
estendendo pela Bolívia (entre 10.000 e 17.500 km²), Paraguai (entre 4.000 e 6.000 km²)
e Argentina, onde é conhecido nesses países como Chaco. A sua área total é de 150.355
km² (IBGE,2009). Em seu espaço territorial o Pantanal, por ser uma planície aluvial, é
influenciado por rios que drenam a bacia do Alto Paraguai.
Essa extensa planície de inundação, possui variações de topografia e solo que
fazem com que áreas alaguem periodicamente (SIGNOR et al., 2010), e que algumas
permaneçam sempre secas. O alagamento apresenta claramente um ciclo sazonal distinto,
que é caracterizado por um período de seca predominando de abril a setembro e, a partir
de outubro, um período chuvoso relacionado a áreas inundadas, diferenciadas de acordo
com a elevação da superfície, intensidade e a duração das precipitações (ADAMOLI,
1995).
As cheias representam um fenômeno natural de grande importância, pois através
da inundação, são trazidas grandes quantidades de sedimentos e nutrientes, que fertilizam
águas e solo, criando condições para existência de fauna e flora tão abundantes e variadas,
modelando a paisagem do Pantanal.
No Pantanal, a inundação é um dos fatores condicionantes e controladores da
manutenção da diversidade paisagística, faunística e florística (NUNES da CUNHA &
JUNK, 2001). A inundação proporciona trocas de água, sedimentos, componentes
químicos e biotas entre o canal principal de um rio e sua planície de inundação, o que se
traduz numa heterogeneidade ambiental acentuada (LOURIVAL et al., 2000).
No meio ambiente, a parte aérea das plantas tem uma grande importância, pois,
constituem uma grande reserva de nutrientes como: Carbono (C), Nitrogênio (N),
Oxigênio (O), Fósforo (P) e vários outros elementos imprescindíveis para manter o nosso
2
ecossistema (VOURLITIS et al., 2014), contribuindo para a produção e acúmulo de
serapilheira e consequentemente para a ciclagem de nutrientes. A serapilheira é um
importante contribuinte para o entendimento e funcionamento dessa complexidade do
ecossistema Pantanal.
A serapilheira é toda camada orgânica que cai da parte aérea das plantas como folhas,
galhos, ramos, flores, frutos e sementes que juntamente com as raízes entram em processo
de decomposição, sendo responsável por grande parte da ciclagem de nutrientes, ou seja,
na transferência de nutrientes para o sistema solo – planta.
Conforme Caldeira et al., (2008), seja qual for o tipo de floresta, a produção de
serapilheira representa o primeiro estágio de transferência de nutrientes e energia da
vegetação para o solo, pois a maior parte dos nutrientes absorvidos pelas plantas retornam
ao solo da floresta através da queda de serapilheira.
A serapilheira protege o solo contra as elevadas temperaturas; armazena em seu
conteúdo uma grande quantidade de sementes aptas a germinar ou em estado de
dormência; abriga uma abundante fauna composta por micro e macro invertebrados que
atuam na decomposição desses materiais fertilizando naturalmente os solos (COSTA et
al., 2007; VITAL et al., 2004).
A camada que se forma sobre o solo, devido ao acúmulo de serapilheira, depende
além da produção de biomassa, da velocidade de decomposição da matéria orgânica, que
varia conforme a composição do substrato, da atividade dos decompositores e das
condições ambientais, principalmente, temperatura, umidade e propriedades físicas do
solo (SPAIN, 1984).
A taxa de decomposição de serapilheira tem sido quantificada utilizando o método
proposto por Olson (1963), em que a mesma é bastante utilizada para quantificar a
variação na decomposição de serapilheira entre espécies ou como uma função de fatores
ambientais (AUSTIN & VITOUSEK, 2000).
O retorno de nutrientes ao solo, por meio de serapilheira acumulada e sua liberação
via mineralização (substância orgânica convertida em inorgânica), é um processo básico
para a ciclagem de nutrientes dentro do ecossistema florestal, sendo uma importante fonte
de nutrientes para as árvores, principalmente para aqueles cuja fonte primária são os
compostos orgânicos, como é no caso do nitrogênio (VOURLITIS et al., 2017).
Odum (2012), nos esclarece que os elementos químicos, tendem a circular na biosfera
em vias características, do ambiente aos organismos e destes, novamente ao ambiente.
Estas vias mais ou menos circulares se chamam ciclos biogeoquímicos. O movimento
3
desses elementos e compostos inorgânicos que são essenciais para a vida pode ser
adequadamente denominado ciclagem de nutrientes.
Segundo Martins & Rodrigues (1999) e Vital et al. (2004), o estudo da ciclagem de
nutrientes minerais como o Carbono (C) e o Nitrogênio (N), via serapilheira, é
fundamental para o conhecimento da estrutura e funcionamento de um ecossistema.
Estudos sobre a produção, acúmulo, decomposição e mineralização de serapilheira
são importantes, pois possibilitam estimar um índice de produtividade do ecossistema,
além de fornecer um importante banco de dados, que nos ajudam a entender mais sobre
o comportamento dos ciclos do C e N nas áreas do Pantanal Mato-Grossense, além de ser
úteis para a construção de novos modelos ecológicos de pequena escala.
1.1 Objetivo Geral
Avaliar a contribuição da serapilheira na dinâmica de Carbono e Nitrogênio em áreas
do Pantanal Mato-Grossense.
1.2 Objetivos Específicos
Avaliar a produção e o acúmulo mensal e anual de serapilheira;
Quantificar o teor de nutrientes (Nitrogênio (N) e Carbono (C) presentes nas folhas
de serapilheira;
Estimar a taxa de decomposição (k) de serapilheira e dos nutrientes: Nitrogênio (N)
e Carbono (C) nas folhas de serapilheira e verificar se a mesma está ocorrendo de forma
rápida ou lenta;
Estimar a taxa de mineralização (D) do Nitrogênio (N) e Carbono (C) foliar de
serapilheira;
Analisar as variações interanuais entre as áreas de estudo e os meses para verificar
se houve diferença significativa e se ocorreu interação entre os mesmos durante o período
de pesquisa.
4
2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
Segundo Odum (2012), dos elementos conhecidos da natureza, sabe- se que 30 a
40 são necessários aos organismos vivos. Alguns elementos, tais como o Carbono (C), o
Hidrogênio (H), o Oxigênio (O) e o Nitrogênio (N), são necessários em grandes
quantidades e outros, em quantidades pequenas, ou até mínimas.
Seja qual for a necessidade, os elementos essenciais exibem ciclos
biogeoquímicos definidos. Os elementos não essenciais, que não são necessários para a
vida, apesar de estarem menos intimamente ligados aos organismos, também apresentam
ciclos, muitas vezes fluindo junto com os elementos essenciais, por causa das suas
afinidades químicas com estes (ODUM, 2012).
A seguir o ciclo e a importância de dois nutrientes Carbono (C) e Nitrogênio (N)
abordados nessa pesquisa.
2.1 Ciclo do Carbono (C) e a sua importância
O Carbono (C) é o quarto elemento mais abundante no Universo, depois do
Hidrogênio (H), Hélio (He) e o Oxigênio (O), sendo o elemento base do qual constituem
todas as moléculas orgânicas.
O C presente nos seres vivos é encontrado na atmosfera sob a forma gasosa,
desempenhando um papel fundamental no processo da fotossíntese e respiração das
plantas como também na regulação do clima.
No processo da fotossíntese, o carbono é captado e transformado em carboidrato,
com liberação de CO2, servindo de alimento aos seres vivos, através das cadeias tróficas.
Em qualquer nível dessas cadeias, se houver morte, a matéria será atacada pelos
decompositores para ser reintegrada nos ciclos biogeoquímicos (Figura 1).
5
Figura 1: Ciclo global do Carbono (C).
A respiração dos seres vivos corresponde a 40% (plantas), 15% (animais) e 45%
(solo), contendo este último substâncias em decomposição, que é responsável pelo
retorno de CO2 à atmosfera (AMABIS & MARTHO, 1996). Fontes adicionais são os
vulcões e a queima de energia fóssil, como petróleo e o carvão.
Algumas vezes o retorno do carbono para atmosfera é demorado, levando milhões
de anos para ocorrer, estima-se que a renovação do C atmosférico ocorre a cada 20 anos.
É o caso dos compostos de carbono que não foram atacados pelos decompositores e se
transformaram no subsolo em carvão, turfa e petróleo.
Com a intervenção humana através da queima de combustíveis fosseis,
principalmente petróleo e carvão, fez com que o carbono que estava no subsolo, seja
devolvido para a atmosfera em forma de CO2 (dióxido de carbono), como o dióxido de
carbono é um gás estufa que retém calor, a sua quantidade excessiva pode causar um
aumento na retenção de calor e consequentemente o aquecimento global.
2.2 Ciclo do Nitrogênio (N) e a sua importância
A atmosfera é o maior reservatório de Nitrogênio (N) do planeta, onde esse
elemento químico se encontra na forma gasosa N2 (gás nitrogênio ou nitrogênio
molecular), que perfaz cerca de 79% do volume atmosférico.
6
O elemento Nitrogênio (N) tem suma importância para os seres vivos, pois faz
parte de duas moléculas orgânicas fundamentais: as proteínas e os ácidos nucléicos.
A maioria dos seres vivos não conseguem utilizar o Nitrogênio (N) na forma de
N2 por isso, o elemento N passa por diversas transformações químicas para que os
organismos consigam fixa-lo da melhor forma possível, dando início ao ciclo que
descreve um processo dinâmico de intercâmbio de Nitrogênio (N) entre a atmosfera, a
matéria orgânica e compostos inorgânicos (MARTINS et al.,2003) (Figura 2).
Figura 2: Ciclo do Nitrogênio (N).
Conforme Odum (2012), o ciclo do Nitrogênio (N) é do tipo gasoso muito
complexo em que muitas vezes, é um fator importante que limita ou controla a abundância
dos organismos e, por isso, é um alvo de muita atenção e estudo. O ciclo N ilustra o papel
fundamental desempenhado pelos microrganismos, bem como as complicações causadas
pela poluição atmosférica industrial.
O Nitrogênio (N) do protoplasma é decomposto, passando de uma forma orgânica
para uma inorgânica, pela ação de uma série de bactérias decompositoras, cada uma delas
especializadas em realizar uma parte do processo. Parte desse Nitrogênio (N) se
transforma em amônia (NH4+) e nitrato (NO3
-), as formas mais facilmente utilizadas pelas
plantas verdes. A liberação de N em forma de amônia (NH4+) é feita através de bactérias
denominadas bactérias fixadoras, que estão presentes em nódulos nas raízes de plantas,
principalmente leguminosas, como soja, feijão, milho etc. Graças a essa associação, as
7
leguminosas podem viver em solos pobres em compostos nitrogenados, onde outras
plantas não se desenvolvem bem.
Quando morrem e são decompostas, as plantas leguminosas liberam N em forma
de NH4+, fertilizando o solo. Essa é a razão de muitos agricultores plantarem leguminosas,
como feijão, em associação com outras plantas, como milho, por exemplo (AMABIS &
MARTHO, 1996).
O Nitrogênio (N) também pode ser oxidado a nitritos (NO2-), ou nitratos (NO3
-),
num processo chamado de nitrificação. Os óxidos nítricos (NO) e nitroso (N2O) são
subprodutos destas reações, as quais também contribuem para a emissão destes gases para
a atmosfera.
Na forma de NO3-, o N é absorvido pelas plantas, passando a fazer a parte de suas
moléculas orgânicas principalmente proteínas e ácidos nucléicos. Quando os vegetais são
ingeridos pelos herbívoros, o N das moléculas vegetais é utilizado para a constituição das
moléculas animais. O mesmo ocorre nos níveis tróficos superiores das cadeias
alimentares (AMABIS & MARTHO, 1996).
Além do processo de nitrificação, ocorre também a desnitrificação, onde o N é
convertido em gás Nitrogênio (N2) retornando para a atmosfera, através da ação de
bactérias desnitrificantes, encerrando um ciclo e dando início a outro.
A ação humana, tem interferindo conscientemente no ciclo de N na obtenção de
uma produtividade maior principalmente na agricultura, através da plantação de plantas
leguminosas como também na produção de adubos químicos que contém nitratos como
fonte de N. Se a fixação de N exceder muito a desnitrificação, podem acarretar
consequências prejudicais aos seres vivos.
O acúmulo de substâncias nitrogenadas na água pode permitir o aumento
excessivo de algumas algas microscópicas que, além de competirem com os peixes pelo
oxigênio, eventualmente liberam substâncias tóxicas, envenenando temporariamente
massas de água, matando peixes e outros animais aquáticos (AMABIS & MARTHO,
1996).
8
3. MATERIAL E MÉTODOS
3.1 Área de estudo
A pesquisa foi realizada no período de outubro de 2014 a junho de 2017 em duas
áreas distintas (A e B), sendo uma caracterizada de Cerradão (A) e a outra com
dominância de Scheelea phalerata (Mart. ex Spreng.) Burret (família Arecaceae),
popularmente conhecido como Acuri (B), ambas situadas na Reserva Particular do
Patrimônio Natural - RPPN SESC – Pantanal, município de Poconé – MT, distante 130
km de Cuiabá – MT, na região conhecida como Baia das Pedras nas respectivas
coordenadas: 16°30’31.139’’S e 056° 24’ 24.505’’W (Cerradão) 16°30’15.202’’S e 56°
24’ 15.304’’W (Acuri) (Figura 3).
Figura 3: Localização da área de estudo, dentro do Pantanal Mato-grossense.
Fonte: Lathuillière et al., 2017.
O clima é tropical úmido tipo Aw, segundo a classificação climática de Köppen,
apresentando sazonalidade bem definida, com um período chuvoso (outubro-abril) e
outro seco (maio-setembro) (NUNES da CUNHA & JUNK, 2004).
O solo da região é classificado como Planossolo Háplico Eutrófico (COUTO et
al., 2002).
9
A temperatura do ar mensal média na região oscila entre 20 e 28ºC e a precipitação
média anual entre 1000 e 1500 mm (Figura 4). Os sensores utilizados para fazer essas
medições de temperatura, umidade e precipitação é um Vaisala Wtx que estão acoplados
a um Datalogger CR 1000, ambos instalados na área de Acuri.
A medição foi feita a cada 30 minutos e apesar de ser realizada na área de Acuri, serve
também para o Cerradão, pois as mesmas são próximas uma da outra (aproximadamente
200m).
Figura 4:Precipitação Acumulada (mm, mês⁻¹), Temperatura do Ar (Cº) e Umidade
Relativa do Ar (%) nas áreas Cerradão e Acuri (janeiro de 2014 a agosto de 2017).
Dentro do Bioma Cerrado, a vários tipos de fitofisionomias, como Mata de
Galeria, Cerradão, Cerrado Sensu Stricto, Florestas mista entre outras (Figura 5).
D
Meses
Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
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84
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20
14
20
15
20
16
20
17
10
Figura 5: Caracterização dos tipos de Fitofisionomias do Bioma Cerrado Fonte: Ribeiro, J. F.; Walter, B. M. T. 2008.
As áreas de estudo que estão inseridas dentro do Bioma Cerrado, são
caracterizadas da seguinte forma:
A área A é descrita como Cerradão por apresentar formação florestais, árvores
entre 8 a 15m de altura, que proporcionam condições de luminosidade que favorecem a
formação de estratos arbustivos e herbáceos diferenciado (RIBEIRO & WALTER, 2008).
Muitas espécies comuns ao Cerradão, embora possam ser perenifólias, algumas
apresentam caducifólia em determinados períodos da estação seca, como a espécie
Qualea grandiflora Mart. (pau terra) (RIBEIRO & WALTER, 1998).
É uma área onde há presença de inundação, com predominância de vegetação
xeromorfa e composição florística bastante heterogênea, destacando-se as espécies
Callisthene fasciculata Mart. (carvão branco), Terminalia argentea Mart. (capitão do
mato), Astronium fraxinifoliun Schoot (gonçalo-alves), Curatella americana L. (lixeira),
Diospyros hispida A.DC.(caqui cerrado) (Figura 6 A).
Figura 6:Área A – Cerradão
11
A área B é uma região de Cordilheira em que apresenta formações de floresta
mistas (Cerradão – Sensu stricto), parecido com uma floresta de sucessão e possui
diferenças na estrutura e composições de espécies. Por ter uma predominância da espécie
de Scheelea phalerata (Mart. ex Spreng.) Burret (acuri) (Família Arecaceae) esta área
também é chamada de Acurizal. É uma área onde não ocorre inundação e há presença de
poucas espécies forrageiras (Figura 7 B).
Figura 7: Área B - Acuri.
Segundo Lorenzi (1996), o acuri é uma palmeira que apresenta tronco simples,
curto, ocorrendo preferencialmente em áreas abertas e sendo indicativo de solo eutrófico.
No Pantanal Mato-grossense, esta espécie atinge em média 2-12m de altura, a copa tem
cerca de 5-8m de diâmetro, o caule é geralmente coberto por restos do pecíolo (POTT &
POTT, 1994). Em ambiente natural, outras espécies vegetais desenvolvem-se sobre ela
aproveitando as condições ecológicas oferecidas pelos espaços das bainhas foliares
(GUARIM NETO, 1991).
3.2 Quantificação de Serapilheira Produzida (Fall) e Acumulada (Pool)
Para quantificar a produção anual de serapilheira (fall) nas áreas experimentais
foram utilizados 12(doze) coletores de armação de metal em formato cilíndrico e fundo
de tela de sombrite, com 1m² cada, instalado a 1m acima do solo para evitar possíveis
ações decompositoras no material vegetal, similar a coletores adaptados ao
monitoramento de áreas alagáveis (HAASE et al.,1999), sendo 06(seis) coletores em área
de Cerradão (de 1 a 6) e outros 06(seis) em área de Acuri (de 7 a 12) (Figura 8).
12
Figura 8:Coletores instalados nas duas áreas A (Cerradão) e B (Acuri)
Para quantificar o acúmulo anual de serapilheira (Pool) nas áreas experimentais
foi feito coleta de material vegetal sobre o solo, utilizando de um recipiente plástico
circular, com diâmetro 0,049 (m²) colocado sobre a superfície do solo nas proximidades
dos 12 (doze) coletores de armação de metal de serapilheira sendo 06(seis) coletores em
área de Cerradão (de 1 a 6) e outros 06(seis) em área de Acuri (de 7 a 12) (Figura 9).
Em 2015 (maio e outubro) e 2016 (fevereiro) não ocorreu coleta de dados nas
áreas de estudo por motivos operacionais.
Figura 9:Recipiente plástico circular utilizado para a coleta da serapilheira acumulada
nas duas áreas A (Cerradão) e B (Acuri).
Todas as amostras de serapilheira foram recolhidas mensalmente e colocadas em
sacos de papel tipo Kraft e identificados com a área e data de coleta, em seguida levadas
ao laboratório de Bromatologia da Universidade de Cuiabá – UNIC, para secagem em
estufa a 70°C por 72 horas e depois todas as amostras eram pesadas em balança de
precisão (capacidade 3200g precisão 0,01g marca Shimadzu shibl3200h) obtendo os
valores de massa seca. Na etapa seguinte, a serapilheira foi triada em folhas, galhos,
13
flores, frutos e sementes, e posteriormente foi feita a pesagem do que foi separado em
balança de precisão, para obter o valor médio da massa seca de serapilheira encontradas
nas respectivas áreas, avaliando a produção e acumulo mensal e o total anual produzido
nos coletores (fall) e acumulado no solo (pool) (Figura 10).
Figura 10:Triagem e pesagem de serapilheira em ambas as áreas Cerradão e Acuri.
Cada amostra de folhas de serapilheira foi triturada em moinho (modelo IKA A11
basic, Alemanha) e acondicionada em recipientes de vidro (Figura 11).
Figura 11:Moinho Analítico Mod. IKA A11.
Foram feitas as análises químicas de Carbono (C) e Nitrogênio (N) total presentes
nas folhas de serapilheira.
14
3.3 Análise dos dados, análises estatísticas e análises químicas
Para análise dos dados foram calculados o total mensal e anual (g/m²) a partir da
média de seis (6) coletores de cada área da produção (Fall) e acumulado (Pool) sobre o
solo.
A análise de variância Two way (RM-ANOVA) foi utilizada para a comparação
da produção (mensal), acúmulo (mensal) e taxa de decomposição de serapilheira, bem
como do Nitrogênio (Ntotal) presentes nas folhas de serapilheira produzida e acumulada,
taxa de decomposição e mineralização entre os grupos (áreas de estudo e os meses). O
nível de significância adotado foi de 5%, com auxílio do programa R Core Team (2016).
As amostras de folhas moídas (serapilheira produzidas e acumuladas) foram
colocadas em cápsulas de estanho e pesadas em balança analítica com pesos entre de
0,1000g a 0,1050g (Figura 12).
Figura 12: Balança de pesagem das amostras das folhas moídas de serapilheira em
cápsulas de estanho.
Para obter os dados de Carbono (C) e Nitrogênio (N) total presentes nas folhas de
serapilheira foi utilizado o aparelho CHN 628 (LECO) (Figura 13).
15
Figura 13:Analisador Automático CHN da marca LECO (modelo HT 628, Analytik
Jena, Jena, Alemanha).
Esse aparelho possui forno de combustão seca, com temperatura de 950ºC. Os
gases utilizados são O2 e Hélio (He) para análise química e o ar sintético para
movimentação mecânica.
3.4 Estimativas da Taxa de Decomposição (k) e Mineralização (D)
3.4.1 Taxa de decomposição (k)
Para estimar a taxa de decomposição (k) da serapilheira, foi utilizado o método de
balanço de massa proposto por Olson (1963), em que essa taxa é obtida por meio da
constante (k), em que o k é calculado a partir da massa de serapilheira produzida (LF) e
acumulada sobre o solo (LP), pela equação (1):
𝑘 =𝐿𝐹
(𝐿𝐹 + 𝐿𝑃) 𝐸𝑞. (1)
As equações (2 e 3) foram utilizadas para estimar a taxa de decomposição dos
nutrientes Nitrogênio (N) e Carbono (C) das folhas presentes na serapilheira:
𝑘𝑁 =𝐿𝐹𝑁
(𝐿𝐹𝑁 + 𝐿𝑃𝑁) 𝐸𝑞. (2)
16
𝑘𝐶 =𝐿𝐹𝐶
(𝐿𝐹𝐶 + 𝐿𝑃𝐶) 𝐸𝑞. (3)
Em que 𝑘𝑁 e 𝑘𝐶 é taxa de decomposição dos nutrientes (N e C respectivamente)
presentes nas folhas da serapilheira:
LFN → Nitrogênio presente nas folhas da serapilheira produzida
LFC → Carbono presente nas folhas da serapilheira produzida
LPN → Nitrogênio presente nas folhas da serapilheira acumulada
LPC → Carbono presente nas folhas da serapilheira acumulada
3.4.2 Taxa de Mineralização (D)
A taxa de mineralização (D) (g/m²) para os nutrientes Nitrogênio (N) e Carbono
(C) foram estimados através das equações (4 e 5):
𝐷𝑁 = 𝐿𝐹𝑁‐ (𝐿𝑃𝑁 × 𝑘𝑁) 𝐸𝑞. (4)
𝐷𝐶 = 𝐿𝐹𝐶‐ (𝐿𝑃𝐶 × 𝑘𝐶) 𝐸𝑞. (5)
Em que 𝐷𝑁 e 𝐷𝐶 é taxa de mineralização dos nutrientes (N e C respectivamente)
presentes nas folhas de serapilheira:
LFN → Nitrogênio presente nas folhas da serapilheira produzida
LFC → Carbono presente nas folhas da serapilheira produzida
LPN → Nitrogênio presente nas folhas da serapilheira acumulada
LPC → Carbono presente nas folhas da serapilheira acumulada
𝑘𝑁 → taxa de decomposição do Nitrogênio presente nas folhas de serapilheira
𝑘𝐶 → taxa de decomposição do Carbono presente nas folhas de serapilheira
17
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO
4.1 Serapilheira Produzida (Fall)
Os maiores valores de serapilheira produzida ocorreram no período da seca (maio
a setembro) e os menores valores no período chuvoso (outubro a abril) (Figura 14). No
período seco, observou-se perda de material vegetal, principalmente das folhas,
possivelmente causado pelo estresse hídrico, estratégia para diminuir a perda de água
durante o processo de transpiração, onde a vegetação perde suas folhas para poder
sobreviver durante a estação da seca.
A média total de serapilheira produzida no período de pesquisa, foi maior no
Cerradão de 68,01 g/m² em relação a área de Acuri que foi de 39,95 g/m².
No Cerradão tivemos maior quantidade de serapilheira produzida do que no Acuri,
que pode ser explicado, por ser uma área de floresta alta e densa (VOURLITIS et al. 2017)
em que predomina uma variedade de espécies de árvores e arbustos e na área de
“Acurizal”, predomina a palmeira (acuri) sendo esta uma espécie monodomiante.
18
Figura 14:Serapilheira Produzida (Fall) (g/m²) nas áreas de estudo. Os espaços em
branco correspondem a ausência de dados entre os anos de 2015 (maio e outubro) e 2016
(fevereiro). * (p <0,05); ** (p <0,01); *** (p <0,001).
2017
Meses
Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
0
50
100
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2016
0
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150
200
2015
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g/m
²)
0
50
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2014
0
50
100
150
200
250
Cerradão
Acuri
A 1;2 = 28,88*
M2;36 = 88,43*
A x M2;36 = 3,14
M9;94 = 18,53*
A x M9;94 = 6,35*
A 1;9 = 5,26*
A 1;11 = 0,04
M11;82 = 98,23*
A x M11;82 = 50,97*
A 1;4 = 1,97
M4;30 = 7,66*
A x M4;30 = 4,24*
19
Houve diferença significativa entre as áreas de estudo na produção de serapilheira
nos anos de 2014 e 2015. Teve diferença significativa entre os meses na produção de
serapilheira durante todo o período de pesquisa. Houve interação significativa entre as
áreas e os meses em 2015, 2016 e 2017, não podendo afirmar que a produção de
serapilheira foi um efeito dos meses ou das áreas estudadas.
Essa pesquisa corrobora com outros trabalhos, como Silva et al., (2007), que
registraram maior produção de serapilheira na floresta de transição Amazônia-Cerrado
em comparação com fitofisionomias do cerrado no Mato Grosso, e em ambas as áreas a
produção foi maior no período da seca. Maman et al., (2007) a partir da ANOVA
verificou-se que a produção de serapilheira entre Mata de Galeria e Cerradão (sudoeste
de Mato Grosso) foi significativamente diferente (F = 4,707, p = 0,043).
Para Garrido (2016), a produção de serapilheira teve variações sazonais para a
área de transição Floresta Tropical – Cerrado (Sinop – MT), com uma produção maior no
período seco e de menor produção no período úmido, evidenciando assim adaptações da
floresta para a economia hídrica das plantas retendo suas folhas no período de estiagem.
Em outros estudos de produção de serapilheira realizados por Morellato & Leitão
Filho (1995), Rodrigues et al., (2000) e Vital et al., (2004) também observaram maior
produção de serapilheira na estação da seca.
4.2 Serapilheira Acumulada (Pool)
Os maiores valores de serapilheira acumulada ocorreram no período chuvoso
(outubro a abril) e os menores valores no período da seca (maio a setembro) (Figura 15).
O acúmulo de serapilheira foi maior no período da chuva entre os meses de outubro a
março, é explicado além da precipitação, por fatores como: elevadas temperaturas,
fitofisionomias das áreas e taxa de decomposição.
A média total de serapilheira acumulada no período de pesquisa, foi maior no
Cerradão de 1.007,64 g/m² em relação a área de Acuri que foi de 919,31 g/m².
No Cerradão observou-se maior quantidade de serapilheira acumulada sobre o
solo do que no Acuri, que pode ser explicado por ser uma área sazonalmente inundável
de floresta mais densa em que predomina uma variedade maior de espécies de árvores e
arbustos do que na área de Acurizal. A inundação e o tipo de vegetação são fatores que
podem influenciar no acúmulo de serapilheira sobre o solo.
20
Figura 15: Serapilheira Acumulada (Pool) (g/m²) nas áreas de estudo. Os espaços em
branco correspondem a ausência de dados entre os anos de 2015 (maio e outubro) e 2016
(fevereiro). * (p <0,05); ** (p <0,01); *** (p <0,001). O símbolo representa alagamento
na área de Cerradão nos anos de 2015 (abril); 2016 (janeiro, março e abril); 2017 (março
a abril).
2017
Meses
Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
0
500
1000
1500
2000
2500
2016
Ser
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) (g
/m²)
0
500
1000
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2000
2500
2015
0
500
1000
1500
2000
2500
2014
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
Cerradão
Acuri
A 1;2 = 0,21
M2;35 = 4,96*
A x M2;35 = 2,95
A 1;9
= 0,40
M9;93
= 15,60*
A x M9;93
= 0,80
M11;82 = 4,30*
A x M11;82 = 3,03*
A 1;11 = 0,21
A 1;4 = 0,88
M4;30 = 1,19
A x M4;30 = 0,07
1.1 OBJETIVO GERAL ................................................................................................... .. 3
21
Não houve diferença significativa entre as áreas de estudo no acúmulo de
serapilheira no período de pesquisa. Teve diferença entre os meses nos anos de 2014,
2015 e 2016. Houve interação significativa entre as áreas e os meses somente em 2016,
não podendo afirmar que o acúmulo de serapilheira foi um efeito dos meses ou das áreas
estudadas.
Para Garrido (2016), o acúmulo de serapilheira em área de transição Floresta
Tropical – Cerrado (Sinop – MT), foi maior no mês de outubro de 10,15 Mg ha-1 ano-1 e
menor acúmulo no mês de março de 5,7 Mg ha-1 ano-1.
Maman et al., (2007) em duas áreas no sudoeste de Mato Grosso, Cerradão em
Tangará da Serra e Mata de Galeria em Nova Marilândia, a partir da ANOVA demonstrou
diferença significativa entre as áreas (F= 9,284, p = 0,006). A serapilheira acumulada no
solo de ambas fitofisionomias teve uma ligeira redução nos meses de chuva, a qual
provavelmente pode estar associada à alta atividade decompositora nestes meses
(MAMAN et al.,2007).
Silva et al., (2009), em uma área de floresta de transição Amazônia-Cerrado no
norte de Mato Grosso (próximo de Sinop), obteve um pico de acúmulo no período seco
no mês de junho, com valor médio mensal igual a 6.494,0 kg ha-1 a-1 e no período de
chuva, com pico de acúmulo no mês de janeiro, cujo valor médio mensal igual a 5.790,5
kg ha-1 ano-1.
Estudos propostos por Maman et al., (2007) e Silva et al., (2009), demonstram as
diferenças entre as regiões em que o acúmulo de serapilheira em florestas tropicais
depende de vários fatores como fitofisionomias, sazonalidade, regimes hídricos, clima,
temperatura, solo, taxa de decomposição.
4.3 Taxa de decomposição (k) de Serapilheira produzida (Fall) e acumulada (Pool) nas
áreas de Cerradão e Acuri
Os maiores valores da taxa de decomposição de serapilheira nas áreas de estudo
ocorreram no período da seca (maio a setembro) e os menores valores no período chuvoso
(outubro a abril) (Figura 16). A taxa de decomposição de serapilheira foi maior no período
seco, o que pode ser compreendido pela ocorrência de maior deposição de serapilheira
produzida, levando em conta o Cerradão por ser uma área inundável em que a umidade
22
do solo ainda pode ser suficiente, favorecendo a ação dos microrganismos
decompositores.
Figura 16:Taxa de decomposição (k) de serapilheira produzida (Fall) e a acumulada
(Pool) (k, Mês⁻¹) nas áreas de estudo. Os espaços em branco correspondem a ausência de
dados entre os anos de 2015 (maio e outubro) e 2016 (fevereiro). * (p <0,05); ** (p <0,01);
*** (p <0,001). O símbolo representa alagamento na área de Cerradão nos anos de
2015 (abril); 2016 (janeiro, março e abril); 2017 (março a abril).
a
a
2017
Meses
Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
0.0
0.1
0.2
0.3
2016
0.0
0.1
0.2
0.3
2015
Dec
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ção S
erap
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k,m
ês-1
)
0.0
0.1
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0.4
Cerradão
Acuri
A 1;2 = 14,36***
M2;35 = 37,83***
A x M2;35 = 1,28
A 1;9 = 3,87
M9;88 = 14,32***
A x M9;88 = 2,05
A 1;10 = 8,30**
M10;63 = 10,61***
A x M10;63 = 6,34***
A 1;4 = 0,001
M4;22 = 3,80*
A x M4;22 = 1,46
23
A taxa de decomposição (k) da serapilheira teve uma média total no período de
pesquisa de 0,06 (k, Anos-1) na área de Cerradão e no Acuri de 0,05 (k, Anos-1).
Houve diferença significativa entre as áreas de estudo na taxa de decomposição
de serapilheira nos anos de 2014 e 2016. Teve diferença significativa entre os meses na
taxa de decomposição de serapilheira durante todo o período de pesquisa. Houve
interação significativa entre as áreas e os meses apenas em 2016, não podendo afirmar
que a taxa de decomposição de serapilheira foi um efeito dos meses ou das áreas
estudadas.
Todos os resultados apresentaram um k menor que um (1) (Figura 12),
demostrando que o material vegetal poderá ser decomposto em um período superior a 1
ano. Isso, pode ser atribuído ao tipo de vegetação, tipo de solo, atividades dos
microrganismos no solo e as condições ambientais como temperatura e umidade.
Maman et al., (2007) através da ANOVA observou que não houve diferença
significativa na taxa de decomposição entre o Cerradão e a Mata de Galeria (Sudoeste de
Mato Grosso).
Outros estudos, sobre a taxa de decomposição de serapilheira (k) foi 1,16 Ano-1
(CUNHA et al., 1993), também foi encontrado o valor de k de 1,80 Ano-1 (Garrido, 2016)
em Floresta Tropical Cerrado. Estes valores são considerados altos, segundo o critério de
Olson (1963), pois a taxa de decomposição calculada pode variar entre 1 e 4, sendo o
valor 1 correspondente a uma taxa de decomposição (k) muito rápida (típica de florestas
úmidas) e o valor 4 corresponde a uma taxa de decomposição baixa (encontrado em
florestas de clima temperado).
Fernandes et al., (2007) em florestas nativas e capoeiras em Campo Verde – MT,
estimou valores de k = 0,53 Ano-1 e k = 0,73 Ano-1 respectivamente. Viera et al., (2013)
em um plantio de eucalipto no sul do país, encontrou valores de k de 0,54 Ano-1 tendo
ocorrido variação de 0,47 a 0,61 durante o período de estudo.
Para Turchetto et al., (2014) em Floresta Estacional Decidual, no Rio Grande do
Sul, a taxa de decomposição foi de 1,09 Ano-1, o que indica um rápido retorno
(disponibilização) dos nutrientes ciclados para o ecossistema local (TURCHETTO et al.,
2014).
24
4.4 Nitrogênio (N) e Carbono (C) Total da Serapilheira Produzida (Fall) nas áreas de
Cerradão e Acuri
4.4.1 Nitrogênio Total (Ntotal)
O Ntotal presente nas folhas de serapilheira produzida teve maiores e menores
valores tanto no período chuvoso (outubro a abril) como no seco (maio a setembro) nas
áreas de estudo (Figura 17). Essas diferenças entre os períodos de chuva e seca do Ntotal
depende de vários fatores como a precipitação e deposição de serapilheira.
A média total do Nitrogênio (Ntotal) presente nas folhas de serapilheira produzida
no período de pesquisa foi de 1,03 g/m² no Cerradão e de 0,79 g/m² na área de Acuri.
No Cerradão, o Ntotal nas folhas da serapilheira produzida foi maior, possivelmente
por se tratar de uma área que possui vegetação de terras altas que passa por inundações
(VOURLITIS et al., 2017), além da variedade de espécies de árvores e arbustos.
25
Figura 17: Nitrogênio (Ntotal) presente nas folhas de serapilheira produzida (Fall) (g/m²)
nas áreas de estudo. Os espaços em branco correspondem a ausência de dados entre os
anos de 2015 (maio e outubro) e 2016 (fevereiro). *(p <0,05); ** (p <0,01); *** (p
<0,001).
F1;34
= 4,51 **
2017
Meses
Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
2016
Nit
rogên
io T
ota
l (N
tota
l) S
erap
ilhei
ra P
rod
uzi
da
( F
all
) (
g/m
²)
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
2015
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
2014
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
Cerradão
Acuri
A 1;2 = 10,99**
M2;35 = 49,20***
A x M2;35 = 0,53
A 1;9 = 21,84***
M9;92 = 11,30***
A x M9;92 = 4,79***
M10;68 = 10,77***
A x M10;68 = 6,60***
A 1;10 = 8,79**
A 1;5 = 2,13
M5;36 = 4,94**
A x M5;36 = 1,98
26
Houve diferença significativa entre as áreas de estudo no teor de N presente nas
folhas de serapilheira produzida nos anos de 2014, 2015 e 2016. Teve diferença
significativa entre os meses no teor de N presente nas folhas de serapilheira produzida
durante todo o período de pesquisa. Houve interação significativa entre as áreas e os
meses apenas em 2015 e 2016, não podendo afirmar que o teor de N presente nas folhas
de serapilheira produzida foi um efeito dos meses ou das áreas estudadas.
No trabalho de Dias (2017) o teor médio de nitrogênio total na serapilheira produzida
em ambas as florestas ficou abaixo de 1,5% (11,80 g kg-1 no Cambarazal e 14,25 g kg-1
no
Acurizal).
Cavalcante et al., (2015) mostrou que houve variação da concentração de
Nitrogênio presente na serapilheira produzida no Cambarazal e no Acurizal, permitindo
averiguar que a floresta com dominância de Acuri apresentou as maiores concentrações
do Nitrogênio (N), sendo os meses de fevereiro e agosto os de maiores e menores
concentrações. Isso se deve ao fato de que nos períodos chuvosos há uma maior
concentração de nitrogênio (LUIZÃO, 1989).
4.4.2 Carbono Total (Ctotal)
O Ctotal presente nas folhas de serapilheira produzida obteve também maiores e
menores valores tanto no período chuvoso (outubro a abril) como no seco (maio a
setembro) (Figura 18). Essas diferenças entre os períodos de chuva e seca em ambas as
áreas em relação ao teor de Carbono (Ctotal) depende de vários fatores como a precipitação
e deposição de serapilheira.
A média total do Ctotal presente nas folhas de serapilheira produzida no período de
pesquisa foi de 59,78 g/m² no Cerradão e de 35,89 g/m² na área de Acuri.
O Ctotal nas folhas de serapilheira produzida foi maior na área de Cerradão, que
pode ser explicado por se tratar de uma área que além de passar por inundações, possui
uma variedade de espécies de árvores e arbustos ocorrendo uma deposição maior de
serapilheira.
27
Figura 18:Carbono (Ctotal) presente nas folhas de serapilheira produzida (Fall) (g/m²) nas
áreas de estudo. Os espaços em branco correspondem a ausência de dados entre os anos
de 2015 (maio e outubro) e 2016 (fevereiro).
Para Dias (2017) o teor médio no ano de 2014 de carbono na serapilheira
correspondeu a 46% (458,41 g kg-1) da massa seca da serrapilheira produzida no Cambarazal,
e no Acurizal 47% (474,80 g kg-1). Esses valores diferem do presente estudo, provavelmente
2017
Meses
Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
0
20
40
60
80
100
2016
0
20
40
60
80
100
2015
Car
bono T
ota
l (C
tota
l) S
erap
ilhei
ra P
roduzi
da
( F
all
) (
g/m
²)
0
20
40
60
80
100
2014
0
20
40
60
80
100
120
Cerradão
Acuri
28
pelo tempo de pesquisa e por se tratar de áreas diferenciadas, em que no trabalho de Dias
(2017), a pesquisa foi realizada em duas áreas inundáveis com vegetação diferente.
Estudos como o de Cavalcante et al., (2015), verificaram que a concentração de
carbono presente na serapilheira produzida tanto no Cambarazal quanto no Acurizal,
apresentou maiores concentrações de carbono no Acurizal, contudo, o Cambarazal exibiu
concentrações muito próximas das apresentadas pelo Acurizal.
4.5 Nitrogênio (N) e Carbono (C) Total da Serapilheira Acumulada (Pool) nas áreas de
Cerradão e Acuri
4.5.1 Nitrogênio Total (Ntotal)
Os maiores valores de Ntotal presentes nas folhas de serapilheira acumulada
ocorreram no período chuvoso (outubro a abril) e os menores valores no período seco
(maio a setembro) (Figura 19). O Ntotal foi maior no período da chuva, que pode ser
explicado além da precipitação, por fatores como: lixiviação, em que os nutrientes como
o Nitrogênio (Ntotal) são transportados para as espécies de árvores e arbustos como
também para os solos existentes em ambas as áreas no período da seca.
A média total do Nitrogênio (Ntotal) presente nas folhas de serapilheira acumulada
no período de pesquisa foi maior no Acuri de 18,29 g/m² em relação a área de Cerradão
que foi de 16,51 g/m².
O Ntotal foi maior no Acuri, provavelmente por ser uma área em que não ocorre
inundação, o que pode contribuir para maior transferência de nutrientes para o solo
deixando o mesmo mais fértil.
29
Figura 19:Nitrogênio (Ntotal) presente nas folhas de serapilheira acumulada (Pool) (g/m²)
nas áreas. Os espaços em branco correspondem a ausência de dados entre os anos de 2015
(maio e outubro) e 2016 (fevereiro). * (p <0,05); ** (p <0,01); *** (p <0,001). O símbolo
representa alagamento na área de Cerradão nos anos de 2015 (abril); 2016 (janeiro, março
e abril); 2017 (março a abril).
a
aaa
a
2017
Meses
Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
0
20
40
60
2016
0
20
40
60
2015
Nit
rogên
io T
ota
l (N
tota
l) S
erap
ilhei
ra A
cum
ula
da
( P
ool
) (g
/m²)
0
20
40
60
2014
0
20
40
60
80
Cerradão
Acuri
A 1;2 = 5,0*
M2;34 = 6,74**
A x M2;34 = 3,30
A 1;9 = 5,84*
M9;92 = 15,51***
A x M9;92 = 0,84
A 1;10 = 0,007
M10;68 = 2,58*
A x M10;68 = 1,79
A 1;5 = 0,88
M5;31 = 3,10*
A x M5;31 = 0,24
30
Houve diferença significativa entre as áreas de estudo no teor de N presente nas
folhas de serapilheira acumulada nos anos de 2014 e 2015. Teve diferença significativa
entre os meses no teor de N presente nas folhas de serapilheira acumulada durante todo o
período de pesquisa. Não houve interação significativa entre as áreas e os meses durante
o período de pesquisa no teor de N presente nas folhas de serapilheira acumulada.
Este estudo corrobora com o trabalho de Read & Lawrence (2003) em que
reportam que em áreas tropicais ocorrem concentrações maiores de N na serapilheira na
estação chuvosa, provavelmente como resultado da translocação desses nutrientes na
planta no período seco.
Caldeira et al., (2007) em seu estudo na Floresta Ombrófila Mista Montana no PR
evidência claramente que a serapilheira acumulada é a principal via de transferência de
N para o solo, demonstrando assim a importância do material formado através de
serapilheira no processo de ciclagem biogeoquímica de nutrientes em sítios florestais,
principalmente para o N (GRUSAK; POMPER, 1999).
4.5.2 Carbono Total (Ctotal)
Os maiores valores de Ctotal presentes nas folhas de serapilheira acumulada
ocorreram no período chuvoso (outubro a abril) e os menores valores no período seco
(maio a setembro) (Figura 20). O Ctotal foi maior no período da chuva, que pode ser
explicado além da precipitação, por fatores como: lixiviação, em que os nutrientes como
o Carbono (Ctotal) são transportados para as espécies de árvores e arbustos como também
para os solos existentes nas áreas de estudo no período da seca.
A média total do Carbono (Ctotal) presente nas folhas de serapilheira acumulada
no período de pesquisa foi maior no Cerradão de 326,97 g/m² em relação a área de Acuri
que foi de 271,57 g/m².
O Ctotal foi maior na área de Cerradão, possivelmente pela ocorrência de um
acúmulo maior de serapilheira foliar, por ser uma área com uma variedade de espécies de
árvores e arbustos.
31
Figura 20:Carbono (Ctotal) presente nas folhas de serapilheira acumulada (Pool) (g/m²)
nas áreas de estudo. Os espaços em branco correspondem a ausência de dados entre os
anos de 2015 (maio e outubro) e 2016 (fevereiro). O símbolo representa alagamento na
área de Cerradão nos anos de 2015 (abril); 2016 (janeiro, março e abril); 2017 (março e
abril).
2017
Meses
Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
0
200
400
600
800
2016
0
200
400
600
800
2015
Car
bon
o T
ota
l (C
tota
l) S
erap
ilhei
ra A
cum
ula
da
( P
ool
) (g
/m²)
0
200
400
600
800
2014
0
200
400
600
800
1000
Cerradão
Acuri
32
Comparações da distribuição da matéria orgânica entre uma floresta temperada e
uma tropical revelaram quantidades similares de Carbono orgânico total. Porém, na
floresta de clima temperado, mais da metade do Carbono (C) estava na serapilheira e no
solo, enquanto que na tropical, mais três quartos estavam na fitomassa (ODUM, 1983).
Outros autores como Neto et al., (2011) também corroboram com o presente o
estudo com relação ao teor de C ter sido maior no Cerradão, pois esses autores ao
avaliarem diferentes fitofisionomias do bioma Cerrado, constataram que a área de
Cerradão apresentou maior teor de C em relação a uma área de cerrado sensu stricto. Os
mesmos explicam que isto ocorre devido à maior diversidade de plantas e densidade de
espécies arbóreas da área de cerradão, o que resulta em maior aporte de resíduos vegetais
ao solo.
4.6 Taxa de decomposição ( kN e kC) Nitrogênio (N) e Carbono (C) Total de Serapilheira
nas áreas de Cerradão e Acuri
4.6.1 Nitrogênio Total (Ntotal)
Os maiores valores da taxa de decomposição de Ntotal presente nas folhas de
serapilheira em ambas as áreas ocorreram no período da seca (maio a setembro) e os
menores valores no período chuvoso (outubro a abril) (Figura 21). A taxa de
decomposição do Ntotal da serapilheira foi maior no período da seca, que pode ser
compreendido por uma ocorrência maior de deposição de serapilheira produzida.
A média total da taxa de decomposição do Nitrogênio (Ntotal) presente nas folhas
de serapilheira no período de pesquisa, foi maior no Cerradão 0,067 (k, Anos-1) em
relação a área de Acuri que foi de 0,060 (k, Anos-1).
A taxa de decomposição de Ntotal foi maior na área de Cerradão, provavelmente
por ser uma área sazonalmente inundável em que a umidade do solo pode ser maior,
facilitando a ação dos microrganismos decompositores.
33
Figura 21:Taxa de decomposição (𝒌𝑵) do Nitrogênio (Ntotal) presente nas folhas de
serapilheira produzida (Fall) e a serapilheira acumulada (Pool) (k, Mês⁻¹) nas áreas de
estudo. Os espaços em branco correspondem a ausência de dados entre os anos de 2015
(maio e outubro) e 2016 (fevereiro). * (p <0,05); ** (p <0,01); *** (p <0,001). O símbolo
representa alagamento na área de Cerradão nos anos de 2015 (abril); 2016 (janeiro, março
e abril); 2017 (março a abril).
2017
Meses
Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
0.0
0.1
0.2
0.3
2016
0.0
0.1
0.2
0.3
2015
Dec
om
po
siçã
o N
itro
gên
io T
ota
l (N
tota
l) (
k,
mês
-1)
0.0
0.1
0.2
0.3
2014
0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
Cerradão
Acuri
A 1;2 = 9,61**
M2;35 = 16,53***
A x M2;35 = 0,99
A 1;9 = 0,08
M9;86 = 11,56***
A x M9;86 = 2,29*
A 1;10 = 2,12
M10;63 = 8,76***
A x M10;63 = 5,79***
A 1;5 = 0,04
M5;25 = 2,93*
A x M5;25 = 1,26
34
Houve diferença significativa entre as áreas de estudo na taxa de decomposição
de N presente nas folhas de serapilheira apenas em 2014. Teve diferença significativa
entre os meses na taxa de decomposição de N presente nas folhas de serapilheira durante
todo o período de pesquisa. Houve interação significativa entre as áreas e os meses em
2015 e 2016, não podendo afirmar que a taxa de decomposição de N presente nas folhas
de serapilheira foi um efeito dos meses ou das áreas estudadas.
Gama-Rodrigues et al., (1997), trabalhando com solo e serapilheira sob diferentes
coberturas florestais, na qual a serapilheira com maiores teores de N apresentou menor
quantidade acumulada, encontraram correlação negativa entre o N da biomassa
microbiana e o N da serapilheira (r = -0,52, P < 0,01), indicando que quanto maior a taxa
de decomposição menor o N acumulado na biomassa microbiana. Nesse caso, a qualidade
nutricional de serapilheira estaria determinando a maior taxa de decomposição e,
consequentemente, a imobilização de N pela biomassa microbiana.
Segundo Terror et al., (2011) o Nitrogênio (N) é um dos elementos mais
importantes para o crescimento de microrganismos envolvidos no processo de
decomposição da matéria orgânica. Assim, baixas concentrações desses nutrientes podem
limitar o crescimento dos microrganismos, retardando consideravelmente a
decomposição do material (CHAPIN et al., 2002).
4.6.2 Carbono Total (Ctotal)
Entre os anos estudados em ambas as áreas, a taxa de decomposição de Ctotal
presente nas folhas de serapilheira obteve maiores e menores valores tanto no período
chuvoso (outubro a abril) como no seco (maio a setembro) (Figura 22). Essas diferenças
entre os períodos de chuva e seca em ambas as áreas em relação a taxa de decomposição
de Ctotal depende de vários fatores como a precipitação e deposição de serapilheira.
A média total da taxa de decomposição do Carbono (Ctotal) presente nas folhas de
serapilheira no período de pesquisa foi de 0,20 (k, Anos-1) no Cerradão e de 0,18 (k, Anos-
1) na área de Acuri. As duas áreas de estudo foram similares no que diz respeito a taxa de
decomposição.
35
Figura 22:Taxa de decomposição (𝒌𝑪) do Carbono (Ctotal) presente nas folhas de
serapilheira produzida (Fall) e a serapilheira acumulada (Pool) (k, Mês⁻¹) nas áreas de
estudo. Os espaços em branco correspondem a ausência de dados entre os anos de 2015
(maio e outubro) e 2016 (fevereiro). O símbolo representa alagamento na área de
Cerradão nos anos de 2015 (abril); 2016 (janeiro, março e abril); 2017 (março a abril).
2017
Meses
Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
0.0
0.1
0.2
0.3
2016
0.0
0.1
0.2
0.3
2015
Dec
om
po
siçã
o C
arb
on
o T
ota
l (C
tota
l) (
k,
mês
-1)
0.0
0.1
0.2
0.3
2014
0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
Cerradão
Acuri
36
Vários estudos como os de Gama-Rodrigues et al., (2008), Gomes et al., (2010),
Celentano et al., (2011) e Diniz et al., (2011), demonstram que os conteúdos dos
nutrientes como também taxa de decomposição, podem ser diferentes em função do
espaçamento, espécies, idade, sazonalidade e local, devido a maior ou menor produção
de serapilheira.
4.7 Taxa de Mineralização (DN e DC) do Nitrogênio (N) e Carbono (C) Total de
Serapilheira nas áreas de Cerradão e Acuri
4.7.1 Nitrogênio Total (Ntotal)
Os maiores valores da taxa de mineralização de Ntotal presente nas folhas de
serapilheira ocorreram no período da seca (maio a setembro) e menores valores no
período chuvoso (outubro a abril) (Figura 23). O fato da taxa de mineralização ter sido
maior no período da seca em ambas as áreas, pode ser explicado pela ocorrência de uma
produção e decomposição maior nesse período.
A média total da taxa de mineralização do Nitrogênio (Ntotal) presente nas folhas
de serapilheira no período de pesquisa no Cerradão foi de 0,08 (g/m²) e na área de Acuri
foi de 0,07 (g/m²).
O Cerradão foi maior na sua taxa de mineralização no período de pesquisa
provavelmente por ter obtido maiores valores na produção de serapilheira como também
na taxa de decomposição de Ntotal presente nas folhas de serapilheira.
37
Figura 23:Taxa de mineralização (𝐃𝐍) do Nitrogênio (Ntotal) presente nas folhas de
serapilheira produzida (Fall), da serapilheira acumulada (Pool) (g/m²) e da taxa de
decomposição (𝐤𝐍 ) nas áreas de estudo. Os espaços em branco correspondem a ausência
de dados entre os anos de 2015 (maio e outubro) e 2016 (fevereiro). * (p <0,05); ** (p
<0,01); *** (p <0,001). O símbolo representa alagamento na área de Cerradão nos anos
de 2015 (abril); 2016 (janeiro, março e abril); 2017 (março a abril).
2017
Meses
Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
2016
0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
2015
Tax
a d
e M
iner
aliz
ação
Nit
rog
ênio
To
tal
(Nto
tal)
(g
/m²)
0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
2014
0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
Cerradão
Acuri
A 1;2 = 6,82*
M2;35 = 26,41***
A x M2;35 = 0,93
A 1;9 = 0,57
M9;86 = 8,50***
A x M9;86 = 2,63*
A 1;10 = 6,51*
M10;63 = 8,29***
A x M10;63 = 9,18***
A 1;5 = 0,89
M5;25 = 2,81
A x M5;25 = 1,90
38
Houve diferença significativa entre as áreas de estudo na taxa de mineralização de
N presente nas folhas de serapilheira em 2014 e 2016. Teve diferença significativa entre
os meses na taxa de mineralização de N presente nas folhas de serapilheira em 2014, 2015
e 2016. Houve interação significativa entre as áreas e os meses em 2015 e 2016, não
podendo afirmar que a taxa de mineralização de N presente nas folhas de serapilheira foi
um efeito dos meses ou das áreas estudadas.
A falta de água pode ser um fator limitante no Acuri, porque não ocorre inundação
durante a estação chuvosa e com isso o solo não fica saturado de água. Assim, para o
Cerrado, a falta de água durante o periodo da seca pode ser um fator limitante para a
mineralização (BUSTAMANTE et al., 2012).
Níveis baixos de N na solução do solo ou na camada superficial geralmente levam
à imobilização por microrganismos e, por sua vez, a uma diminuição da disponibilidade
de N para as plantas (ANAYA et al., 2007).
Uma alta concentração de N em condições ambientais favoráveis para a atividade
microbiana muitas vezes leva a maiores taxas de mineralização de N (ANAYA et al.,
2007). Estudos têm mostrado que a diversidade de espécies (VOURLITIS et al., 2013), o
uso e armazenamento de nutrientes de plantas (VOURLITIS et al., 2013) e a biomassa
aérea (VOURLITIS et al., 2013) no cerrado correlacionam-se positivamente com a
fertilidade do solo. Segundo Jha et al., (1996) em outros sistemas tropicais sazonais, pode
haver maiores taxas de mineralização na estação úmida atribuídas à maior quantidade de
umidade do solo do que durante a estação seca.
4.7.2 Carbono Total (Ctotal)
Os maiores valores da taxa de mineralização de Ctotal presente nas folhas de
serapilheira ocorreram no período da seca (maio a setembro) e os menores valores no
período chuvoso (outubro a abril) (Figura 24). Provavelmente os maiores valores
predominaram no período da seca devido a maior deposição e decomposição de
serapilheira foliar.
A média total da taxa de mineralização do Carbono (Ctotal) presente nas folhas de
serapilheira no período de pesquisa no Cerradão foi maior de 4,10 (g/m²) em relação a
área de Acuri que foi de 2,39 (g/m²).
39
O fato do Cerradão ter obtido maior mineralização de Carbono (Ctotal) presente
nas folhas de serapilheira, pode ser explicado por se tratar de uma área inundável onde há
uma variedade de fitofisionomias de espécies de árvores e arbustos e provavelmente por
ter obtido também maior deposição e decomposição de serapilheira.
Figura 24:Mineralização (𝐃𝐂) do Carbono (Ctotal) presente nas folhas de serapilheira
produzida (Fall), serapilheira acumulada (Pool) (g/m²) e da taxa de decomposição (𝐤𝐂 )
nas áreas de estudo. Os espaços em branco correspondem a ausência de dados entre os
anos de 2015 (maio e outubro) e 2016 (fevereiro). O símbolo representa alagamento na
área de Cerradão nos anos de 2015 (abril); 2016 (janeiro, março e abril); 2017 (março a
abril).
2015
Tax
a de
Min
eral
izaç
ão C
arbo
no T
otal
(C
tota
l) (g
/m²)
0
5
10
15
20
2016
0
5
10
15
20
2017
Meses
Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
0
5
10
15
20
2014
0
5
10
15
20
25
Cerradão
Acuri
40
Os valores de estoque de Carbono (C) na serapilheira, são muito variados e
sofrem influência direta da fitofisionomia (ADUAN; VILELA; KLINK, 2003), pois são
formadas por diferentes espécies arbóreas, as quais estocam diferentes quantidades de
Carbono (C) em suas folhas, galhos, flores e frutos (SILVA, 2009).
Estudos como estoque de Carbono (C) em serapilheira, ainda são escassos, cada
ecossistema apresenta diferentes estoques de C, que variam de acordo com a
fitofisionomia, nível de antropização e números de plantas (MORAIS, 2014).
41
5. CONSIDERAÇÕES FINAIS
A produção e o acúmulo de serapilheira obtiveram sazonalidade no período de
pesquisa nas duas áreas, sendo a maior produção no período da seca e o maior acúmulo
no período chuvoso, corroborando com outros estudos relatados anteriormente;
A taxa de decomposição foi maior no período da seca nas áreas de estudo, sendo
atribuído a deposição de serapilheira, atividades dos microrganismos no solo e as
condições ambientais como temperatura e umidade;
O Ntotal e Ctotal na serapilheira (foliar) produzida, obtiveram maiores e menores
teores tanto no período da seca quanto no chuvoso nas duas áreas, dependendo de fatores
como precipitação, vegetação e deposição de serapilheira;
O Ntotal e Ctotal na serapilheira (foliar) acumulada, tiveram maiores teores no
período da chuva nas áreas de estudo, corroborando com outros trabalhos descritos
anteriormente em que o acúmulo de serapilheira é de suma importância para a ciclagem
dos nutrientes para o solo e planta.
A taxa de decomposição ( kN) do Ntotal l foi maior no período da seca nas duas
áreas, em que a deposição de serapilheira foi maior, contribuindo para a ação dos
organismos decompositores e a taxa de decomposição (kC) do Ctotal,l foi maior e menor
tanto no período da seca quanto no chuvoso nas áreas, dependendo de fatores como
precipitação e deposição de serapilheira;
A mineralização (DN e DC) do Ntotal e do Ctotal, foi maior no período da seca no
Cerradão e no Acuri, devido a maior produção de serapilheira e a taxa de decomposição
( kN e kC );
Portanto, durante o período de pesquisa, percebemos que a serapilheira tem sido
um fator contribuinte para manutenção da dinâmica do Carbono e Nitrogênio em áreas
do Pantanal Mato – Grossense.
42
6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
ADAMOLI, J. Zoneamento ecológico do Pantanal baseado no regime de inundações.
In: Encontro sobre sensoriamento remoto aplicado a estudos no Pantanal, 1995,
Corumbá. Anais. São José dos Campos: Inpe, 2005. p.15-17.
ADUAN, E.A.; VILELA, M. de F.; KLINK, L.A. Ciclagem de Carbono em
ecossistemas terrestres – o caso do cerrado brasileiro. Planaltina, DF: Embrapa
Cerrados, 2003.
AMABIS, J.M.; MARTHO.G.R. Biologia das Populações. Genética, Evolução e
Ecologia. Vol 3. Editora Moderna. 1996.
ANAYA, C.; GARCIA-OLIVA, F. & JARAMILLO, V. Rainfall and liable carbon
availability control litter nitrogen dynamics in a tropical dry forest. Oecologia. 2007.
150:602-610.
AUSTIN, A. T.; VITOUSEK, P. M. Precipitation, decomposition and litter
decomposability of Meterosideros polymorpha in native forests on Hawai’i, J. Ecol.,
88(1):129-138, 2000.
BUSTAMANTE, M.; NARDOTO, G.; PINTO, A.; RESENDE, J.; TAKAHASHI, F.&
VIEIRA, L. Potential impits of climate change on biogeochemical functioning of
Cerrado ecosystems. Braz J Biol. 2012. 72:655-671.
CALDEIRA, M.V.W, MARQUES, R., SOARES, R.V., BALBINOT, R. Quantificação
de serapilheira e de nutrientes - Floresta Ombrófila Mista Montana - Paraná. Revista
Acadêmica de Ciências Agrárias e Ambientais 5: 101-116. 2007
CALDEIRA, M.V.W; VITORINO, M.D ; SCHAADT, S.S; MORAES, E; BALBINOT,
R. Quantificação de serapilheira e de nutrientes em uma Floresta Ombrófila Densa.
Semina: Ciências Agrárias, Londrina, v. 29, n. 1, p. 53-68, jan./mar. 2008.
CAVALCANTE, J.K.G; DIAS, V. R. M; SANCHES, L.; SALLO, F.S. Contribuição
da serrapilheira na ciclagem do carbono e nitrogênio em florestas inundáveis no
norte do Pantanal. Anais da Jornada Científica. Tangará da Serra – MT. 2015.
CELENTANO, D; ZAHAWI R.A, FINEGAN, B; OSTERTAG, R; COLE, R.J; HOLL
K.D. Litterfall dynamics under different tropical forest restoration strategies in Costa
Rica. Biotropica 2011; 43(3): 279-287. http://dx.doi.org/10.1111/j.1744-
7429.2010.00688.x.
CHAPIN, F.; MATSON, P. & MOONEY, H. Principles of terrestrial ecosystem
ecology. New York, Springer Verlag. 2002.
43
COSTA, C. C. A. et al., Produção de serapilheira na Caatinga da Floresta Nacional do
Açu-RN. Revista Brasileira de Biociências, Porto Alegre, v. 5, supl. 1, p. 246-248,
2007.
COUTO, E. G., P. K. T. JACOMINE, C. NUNES DA CUNHA, and A. B.
VECCHIATO (2002), Guia da excursão técnica, paper presented at XIV Reunião
Brasileira de Manejo e Conservação do Solo e da Água, Universidade Federal de Mato
Grosso, Cuiabá, MT, Brazil.
CUNHA, G.C.; GRENDENE, L.A.; DURLO, M.A.; BRESSAN, D.A.; Dinâmica
nutricional em floresta estacional decidual com ênfase aos minerais provenientes da
deposição da serapilheira. Ciência Florestal, Santa Maria, v. 3, n. 1, 1993.
DIAS. V.R.M. Ciclagem de carbono e nutrientes e estoques no solo em Florestas
sazonalmente inundáveis no Pantanal Mato-grossense. Tese (doutorado) –
Universidade Federal de Mato Grosso, Instituto de Física, Programa de Pós-Graduação
em Física Ambiental: Cuiabá, 2017.
DINIZ, A.R; PEREIRA, M.G; LOSS, A. Aporte de material decíduo e nutriente para o
solo em plantio de eucalipto e floresta secundária. Pesquisa Florestal Brasileira. 2011;
31(65): 19- 26. http://dx.doi.org/10.4336/2011.pfb.31.65.19
FERNANDES, F. C. S.; SCARAMUZZA. Produção e decomposição da liteira em
fragmento florestal em Campo Verde (MT). Revista Ciência Agrária, n.47, p. 173 –
186, 2007.
GAMA-RODRIGUES, A.C; GAMA-RODRIGUES, E.F; BARROS, N.F. Balanço de
carbono e nutrientes em plantio puro e misto de espécies florestais nativas no sudeste da
Bahia. Revista Brasileira de Ciencia do Solo. 2008; 32(3): 1165-1179.
http://dx.doi.org/10.1590/S0100-06832008000300025.
GAMA-RODRIGUES, E.F.; GAMA-RODRIGUES, A.C. & BARROS, N.F. Biomassa
microbiana de carbono e de nitrogênio de solos sob diferentes coberturas vegetais.
R.Bras. Ci. Solo, 21:361-365, 1997.
GARRIDO, G. Estudo do aporte de nutrientes via serapilheira em um ecótono de
floresta tropical e cerrado na região de Sinop – MT. Dissertação (Mestrado em
Ciências Ambientais). Universidade de Cuiabá, UNIC. 2016.
GOMES, J.M; PEREIRA, M.G; PIÑA-RODRIGUES, F.C.M; PEREIRA, G.H.A;
GONDIM, F.R; SILVA, E.M.R. Aporte de serapilheira e de nutrientes em fragmentos
florestais da Mata Atlântica, RJ. Revista Brasileira de Ciências Agrárias 2010; 5(3):
383-391. http://dx.doi.org/10.5039/agraria.v5i3a552.
44
GRUSAK, M. A.; POMPER, K. W. Influence of pod stomatal density and pod
transpiration on the calcium concentrations of snap bean pods. Journal American
Society Horticulture Science, New York, v. 124, n. 2, p.194-198, 1999.
GUARIM NETO, G. Plantas do Brasil – Angiospermas do Estado de Mato Grosso –
Pantanal. Acta Botânica Brasileira 5 (1): 25-47, 1991.
HAASE, R. Litter fall and nutrient return in seasonally flooded and non-flooded forest
of the Pantanal, Mato Grosso, Brazil. Forest Ecology and Management, v.117, p. 129-
147, 1999.
IBGE – Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística. 2009. Disponível em:
<http://www.florestal.gov.br/snif/recursos-florestais/os-biomas-e-suas-florestas. Acesso
em: 19 de nov. 2017.
JHA, P.; SINGH, J. & KASHYAP, A. Dynamics of viable nitrifier community and
nutrient availability in dry tropical forest habitat as affected by cultivation and soil
texture. Plant Soil.1996. 180:277-85.
LATHUILLIÈRE, M. J; JUNIOR, O.B.P; JOHNSON, M. S; JASSAL, R.S;
DALMAGRO, H. J; LEITE, N. K; SPERATTI, A. B; KRAMPE, D; COUTO E. G.
COUTO. Soil CO2 concentrations and efflux dynamics of a tree island in the Pantanal
WETLAND, J. GEOPHYS. Res.Biogeosci., 122, DOI:10.1002/2017JG003877.
LODHIYAL, N.; LODHIYAL, L. S.; PANGTEY, Y. P. S. Structure and function of
Shisham Forests in central Himalaya, India: Nutrient Dinamics. Annals of Botany, 89:
55-65, 2002.
LORENZI, H, SOUZA, H. M , COSTA, J. T. M. Palmeiras do Brasil: exóticas e
nativas. Nova Odessa: Ed. Plantarum. 303p; 1996.
LOURIVAL, R; HARRIS, M.; MONTAMBAULT, J.M. Introdução ao Pantanal,
Mato Grosso do Sul, Brasil. In: A Biological Assement of the Aquatic Ecosystems of
the Pantanal, Mato Grosso do Sul, Brasil. RAP Bulletin of Biological Assement, p. 147-
151, 2000.
LUIZÃO, F.J. Litter production and mineral element input to the forest floor in a central
Amazonian forest. Geol. Journal, 19:407- 417, 1989.
MAMAN, A.P; SILVA, C.J; SGUAREZI, E.M; BLEICH, M.E. Produção e acúmulo de
serapilheira e decomposição foliar em mata de galeria e cerradão no sudoeste de Mato
Grosso. Revista de Ciências Agro - Ambientais, Alta Floresta, v.5, n.1, p.71- 84,
2007.
45
MARTINS, S.V.; RODRIGUES, R.R. Produção de Serrapilheira em clareiras de uma
floresta estacional semidecidual no Município de Campinas, SP. Revista Brasileira de
Botânica, 22 (3): 405-412. 1999.
MARTINS. C.R.; PERERIRA. P.A.P.; LOPES. W.A.; ANDRADE. J.B. Ciclos globais
de Carbono, Nitrogênio e Enxofre. Cadernos Temáticos de Química Nova na Escola.
N° 5. Novembro 2003.
MORAIS, V. A. Carbono no Cerrado de Minas Gerais: Modelagem e Estoques em
solo, raízes e serapilheira. Tese de Doutorado em Ciências Florestais. Universidade
Federal de Lavras, Minas Gerais. 2014.
MORELLATO, P.C.; LEITÃO, H.F.F. Ecologia e preservação de uma floresta
tropical urbana: reserva de Santa Genebra. UNICAMP, Campinas, São Paulo.1995.
NETO, F.A.; LEITE, L.F.C.; ARNHOLD, E.; MACIEL, G.A. & ROMERO.;
CARNEIRO, F.V. Compartimentos de carbono em latossolo vermelho sob cultivo de
eucalipto e fitofisionomias de cerrado. Revista Brasileira de Ciência do Solo, v.35,
n.03, p. 849-856, 2011.
NUNES DA CUNHA, C.; JUNK, W.J. Distribution of woody plant communities along
the flood gradient the Panatanal of Poconé, Mato Grosso, Brazil. International Journal
of Ecology and Environmental Sciences, v.27, n. 1, p. 6370, 2001.
NUNES DA CUNHA, C.; JUNK, W.J. Year-to-year changes in water level drive the of
Vochysia divergens in Pantanal glassland. Applied Vegetation Science, v.7, p.103-110,
2004.
ODUM, E.P. Ecologia. Rio de Janeiro: Guanabara,1983.
ODUM, E.P. Ecologia. Rio de Janeiro: Guanabara,2012.
OLSON, J. S. Energy storage and the balance of producers and decomposers in
ecological systems. Ecology, 44(2):322-331, 1963.
POTT & POTT. Plantas do Pantanal. Brasília: Embrapa-SPI, 320p., 1994.
READ, L; LAWRENCE D. Litter nutrient dynamics during succession in dry tropical
forest of the Yucatan: regional and seasonal effects. Ecosystems 2003; 6(8): 747-761.
http://dx.doi.org/10.1007/s10021-003-0177-1.
RIBEIRO, J. F.; WALTER, B. M. T. Fitofisionomias do bioma Cerrado. In: SANO,
S. M.; ALMEIDA, S. P.; RIBEIRO, J. F. (Eds.) Cerrado: ecologia e flora. Brasília:
Embrapa, 2008. Disponível em: <
https://www.alice.cnptia.embrapa.br/handle/doc/554094. Acesso em: 20 de nov. 2017.
46
RIBEIRO, J.F.; WALTER, B.M.T. Fitofisionomias do bioma Cerrado. In: SANO,
S.M.; ALMEIDA, S.P. (eds) Cerrado: ambiente e flora. Planaltina: Embrapa Cerrados,
Distrito Federal, 1998. p.89-154.
RODRIGUES, W.A.; KLINGE, H.; FITTKAU, E.J. Estrutura e funcionamento de um
ecossistema florestal amazônico de terra firme junto à Reserva Florestal Walter Egler.
Acta Biol. Município de Rio Preto da Eva, Amazonas, Brasil. 2000.
SANCHES, L.; VALENTINI, C. M. A.; JUNIOR, O. B. P.; NOGUEIRA, J. S.;
VOURLITIS, G. L.; BIUDES, M. S.; SILVA, C. J.; BAMBI, P.; LOBO, F. A. Seasonal
and interannual litter dyamics of a tropical semideciduous forest of the southern
Amazon Basin, Brazil. Journal of Geophysical Research, 113: 1-9, 2008.
SIGNOR, C. A.; FERNANDES, I. M.; PENHA, J. M. F. O Pantanal e o Sistema de
Pesquisa. In: FERNANDES, I. (org.). Biodiversidade no Pantanal de Poconé.
Manaus: Instituto de Pesquisas Ecológicas, 195 p., 2010.
SILVA, C. J.; LOBO, F. A; BLEICH, M. E; SANCHES, L. Contribuição de folhas na
formação da serrapilheira e no retorno de nutrientes em floresta de transição no norte de
Mato Grosso. Acta Amazônica, Manaus. 2009.
SILVA, C.J.; SANCHES, L.; BLEICH, M.E.; LOBO, F.A.; NOGUEIRA, J.S. Produção
de serrapilheira no Cerrado e Floresta de transição Amazônia-Cerrado do centro-oeste
brasileiro. Acta Amazônica. 2007
SILVA, F. C. Manual de análises químicas de solos, plantas e fertilizantes. DF:
Embrapa Informação Tecnológica, 2009.
SPAIN, A. V. Litter fall and the standing crop of litter in tree tropical Australian
rainforests. Journal of Ecology 72(3): 947-961, 1984.
TERROR, V.L; SOUSA, H.C.; KOZOVITS, A. R. Produção, decomposição e
qualidade nutricional da serapilheira foliar em uma floresta paludosa de altitude. Acta
Botanica Brasilica 25(1): 113-121. 2011.
TURCHETTO, FELIPE; FORTES, FABIANO DE OLIVEIRA. Aporte e decomposição
de serapilheira em Floresta Estacional Decidual na região do Alto Uruguai, RS. Pesq.
flor. bras., Colombo, v. 34, n. 80, p. 391-397, out./dez. 2014.
VIERA, M.; SCHUMACHER, M. V.; CALDEIRA, M. V. W. Dinâmica de
Decomposição e Nutrientes em Plantio de Eucalyptus Urophylla × Eucalyptus Globulus
no Sul do Brasil. Floresta e Ambiente, 20(3): 351-360, 2013.
VITAL, A.R.T.; GUERRINI, I.A.; FRANKEN, W.K.; FONSECA, R.C.B. Produção de
serrapilheira e ciclagem de nutrientes de uma floresta estacional semidecidual em zona
ripária. Revista Árvore, 2004.
47
VOURLITIS, G. L.; HENTZ, C.; JUNIOR, O.B.P.; CARNEIRO, E.; NOGUEIRA, J.
Soil N, P, and C dynamics of upland and seasonally flooded forests of the Brazilian
Pantanal. Global Ecology and Conservation 12 (2017) 227 e 240.
VOURLITIS, G.; LOBO, F.; LAWRENCE, S.; HOLT, K.; ZAPPIA, A; JUNIOR,
O.B.P.; DALMAGRO, H.; NOGUEIRA, J. Nutrient resorption in tropical savanna
forests and woodlands of central Brazil. Plant Ecol.2014 215:963–975.
VOURLITIS, G.; LOBO, F.; LAWRENCE, S.; LUCENA, I.; JUNIOR, O.B.P.; ORTIZ,
C.& NOGUEIRA, J. Variations in stand structure and diversity along a soil fertility
gradient in a Brazilian savanna (cerrado) in southern Mato Grosso. Soil Sci Am J. 2013.
77:1370-90.