Demanda hídrica em plantio de pinus e em uma floresta nativa, na região de Telêmaco Borba

Orientador : Ronaldo Viana SoaresCoorientador : Antônio Carlos BatistaCoorientador: Henrique Soares KöhlerTese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Florestal. Defesa: Curitiba, 2010Inclui bibliografiaÁrea de concentração: Conservação da naturezaO presente trabalho teve por objetivo o estudo da demanda hídrica em solo sob plantio de Pinus taeda submetido a quatro densidades populacionais diferentes, um corte raso e uma Floresta Ombrófila Mista, por meio do monitoramento das variáveis do balanço hídrico, na Fazenda Monte Alegre, localizada na região de Telêmaco Borba, Paraná, Brasil. Adotou-se o delineamento em blocos ao acaso, com quatro blocos, onde se estudaram as relações entre as densidades do povoamento de Pinus, em cinco profundidades de solo, nas quatro estações do ano, caracterizando um arranjo em parcelas subdivididas. Mediram-se as circunferências à altura do peito (CAP) e as alturas das árvores do talhão de Pinus para se estimar a área basal e o volume de madeira; também foram medidos os diâmetros médios das copas. Na floresta nativa foi medida apenas a CAP para o cálculo da área basal. Em um plantio de Pinus com espaçamento 3x2 m (1666 árvores ha-1), foram definidas as densidades da população de árvores a serem avaliadas, sendo que no tratamento T1 foi aplicado o corte raso e no tratamento T2 foi mantida a população original. No tratamento T3, foram retiradas 25% das árvores, no tratamento T4 retiraram-se 50% das árvores e no tratamento T5 foram retiradas 75% das árvores. Foram instalados 3 pluviômetros em cada tratamento do Pinus e nas parcelas da floresta nativa para monitorar a precipitação. Para monitorar o escoamento pelo tronco nos tratamentos T2 a T5 e na floresta nativa, foram fixadas mangueiras nas árvores, para escoar a água até galões de 20 l. Semanalmente foram monitorados a precipitação e o escoamento de tronco, bem como a umidade do solo, por meio de amostras coletadas com trado holandês, nas profundidades 0 a 0,10 m; 0,10 a 0,20 m; 0, 20 a 0,40 m; 0,40 a 0,60 e 0,60 a 1 m. Amostras indeformadas de solo foram coletadas em trincheiras, tanto na área com o Pinus quanto na floresta nativa, com a finalidade de determinar a densidade e a porosidade total do solo. Foram aplicadas pressões de 0,06; 0,1; 1,0 e 15 atm, para se determinar os valores de micro porosidade, capacidade de campo, ponto de murcha permanente, macro porosidade, porosidade de aeração e água disponível. Foram aplicados os procedimentos estatísticos análise de variância , teste de Bartlett, análise de covariância e teste de comparação de médias Student-Neuman-Keuls (SNK), usando-se o software MSTAT. Com relação aos resultados, deve-se ressaltar inicialmente que o ano de 2009 apresentou precipitação total acima da média histórica para a região, em função da ocorrência do episódio EL Niño. Apesar disso, constatou-se que no solo da área de Pinus as interações entre tratamentos, profundidades e estações do ano não foram estatisticamente diferentes a 5% de significância, mas que isoladamente, profundidade e estação do ano apresentaram diferenças estatísticas significativas ao nível de 5%. O tratamento T1 (corte raso) foi o que apresentou maior armazenamento de água durante o ano, seguido pelos tratamentos T3 e T2. Os tratamentos T4 e T5 apresentaram incrementos no diâmetro de copa, entre os anos de 2008 e 2009, na ordem de 72,62% e 103,70% respectivamente, o que pode ter afetado o consumo de água no solo nestes tratamentos, além de interferir na interceptação da água da chuva. A precipitação total registrada no tratamento T1 foi de 1800 mm e os valores totais de escoamento de tronco foram 24; 20; 16 e 14 mm para T2, T3, T4 e T5, respectivamente. Constatou-se que a água escoada pelos troncos no plantio do Pinus consistiu em uma importante variável para o aporte de água no solo na base da árvore. Na floresta nativa, os resultados de monitoramento de água no solo mostraram que, exceto na primeira profundidade, todas as demais não diferiram estatisticamente entre si, ao nível de 5% de significância. Nas estações inverno e primavera foram observados os maiores volumes de água armazenada em todas as profundidades avaliadas no solo da área de pinus e da floresta nativa. A interceptação das chuvas foi maior na floresta nativa quando comparada à área de pinus e o escoamento de tronco teve maior importância para o pinus no aporte de água para o solo.This research aimed to study the demand for water in a soil under Pinus taeda plantation subjected to four different densities, a clear cut, and a native forest by monitoring the water balance variables. The work was conducted in the Klabin Forest Farm, located in the Telêmaco Borba County, Parana State, southern Brazil, during the year 2009. A split plot design in randomized blocks was used in order to study the relationships between the pine plantation densities, five soil depths, and the four seasons of the year. The DBH and the trees height were measured in order to determine the basal area and the wood volume in each plot. The average crown diameter was also measured to estimate the intercepted precipitation. In the forest only the DBH was measured, to calculate the basal area. The pine plantation treatments (densities) were: T1 - clear-cut; T2 - no trees removed (1666 trees.ha-1); T3 – 25% of the trees removed; T4 – 50% of the trees removed; and T5 – 75% of the trees removed. Three pluviometers were installed in each plot to measure the amount of precipitation. The water flow through the tree trunks were measured in two trees in each treatment, except the clear cut. The precipitation and stem flow, as well as the soil moisture at the depths 0 to 0.10 m, 0.10 to 0.20 m, 0.20 to 0.40 m, 0.40 to 0.60m, and 0.60 to 1.0m, were weekly monitored. Undisturbed soil samples were collected in trenches, both in the pine plantation and in the forest, in order to determine the soil density and porosity. Pressures of 0.06; 0.1; 1.0 and 15 atm were applied to the soil samples to determine the micro porosity, field capacity, wilting point, macro porosity, aeration porosity, and available water. The statistics used included the Bartlett’s test, the analysis of variance and co-variance, and the Student-Neuman–Keuls’ (SNK) test, through the MSTAT software. It should be emphasized that the year 2009 presented a total precipitation well above the historical average for the region, due to the occurrence of the El Niño episode. Results showed that in the pine plantation soil interactions between treatments, depths and seasons were no statistically significant at 5% level. However, soil depths and seasons of the year presented statistical differences. Treatment 1 (clear cut) presented the highest water storage during the year, followed by T3 and T2. Treatments T4 and T5 presented increases in the canopies diameter from 2008 to 2009, in the order of 72.62% and 103.70%, respectively, what may have interfered in the precipitation interception and affected the consumption of water in these treatments. Regarding the forest, the results showed that, except in the first depth, the water storage did not differ statistically at the 5% level of significance. The summer and autumn were statistically similar regarding the water storage. The precipitation interception in the forest was smaller when compared to the pine plantation, and the water stem flow was less important regarding the water input to the soil