Indicators of sandy soil quality, organic matter and greenhouse gas emissions as affected by eucalyptus harvest residues

O manejo de resíduos de colheita de eucalipto é um tema que vem sendo discutido pelas empresas do setor florestal, cujo interesse é o uso como fonte de energia. O objetivo da presente pesquisa foi avaliar o impacto da retirada dos resíduos de colheita de eucalipto na qualidade do solo, matéria orgânica e no fluxo de gases em solo arenoso no subtrópico brasileiro (22 g kg-1 de argila). A pesquisa foi realizada no Horto florestal da empresa Celulose Riograndense - CMPC no município de Barra do Ribeiro, RS. Cinco manejos de resíduos da colheita do eucalipto foram avaliados: SRSS - remoção de todos os resíduos da colheita do cultivo anterior (casca, galhos e folhas) + remoção da serapilheira do novo plantio por meio de uso de sombrite; SRCS - remoção de todos os resíduos da colheita do cultivo anterior (casca, galhos e folhas); CRC - manutenção da casca e folhas da colheita do cultivo anterior; CRG - manutenção de galhos e folhas da colheita do cultivo anterior; CR - manutenção de todos resíduos da colheita do cultivo anterior (casca, galhos e folhas). A tese foi composta por três estudos, nos quais foram avaliados o impacto do manejo de resíduos de colheita de eucalipto e serapilheira na qualidade do solo (estudo I), teores e estoques de C orgânico no solo (estudo II) e no balanço de gases de efeito estufa (estudo III). O manejo SRSS reduziu em 30% o Índice de Qualidade do Solo (camada 0-20 cm), em comparação ao tratamento CR. A matéria orgânica e a atividade biológica do solo foram os principais indicadores que contribuíram para esse efeito. A produtividade florestal foi maior no manejo CR (228 m3 ha-1) do que no SRSS (195 m3 ha-1). A manutenção de todos os resíduos da colheita (CR) aumentou os estoques de C orgânico do solo. Os resíduos de colheita apresentaram um coeficiente de humificação (k1) médio de 23% e a taxa de decomposição anual (k2) da matéria orgânica do solo neste solo arenoso foi estimada em 10%. Por fim, a manutenção dos resíduos da colheita do eucalipto reduziu gradativamente o potencial de aquecimento global (PAG) da floresta de eucalipto, totalizando - 33.946 kg C-CO2 ha-1ano-1 para o qual o principal contribuinte foi a retenção de C na biomassa e produtos de madeira (84,57%) e o C na matéria orgânica do solo (15,43%). As emissões de óxido nitroso (N2O) e metano (CH4) contribuíram com menos de 1% do total do PAG. Nossos resultados demonstram o impacto positivo da manutenção dos resíduos da colheita e da serapilheira de eucalipto na melhoria da qualidade do solo e dos estoques de C do solo e na diminuição das emissões de gases de efeito estufa, além da melhoria de cerca de 20% da produtividade da madeira.The management of eucalypt harvest residues is a topic has been discussed by companies of the forestry sector, which interest is their use as energy source. The aim of the current research was to evaluate the impact of eucalyptus harvest residues on soil quality, organic matter and greenhouse gas balance on a subtropical sandy Entisol (22 g kg-1 clay) in southern Brazil. This study was conducted in the forest park of the Celulose Riograndense – CMPC in the municipality of Barra do Ribeiro/RS. We investigated five strategies for management of eucalyptus harvest residues: SRCS - all forest residues from the previous rotation were removed; CRC- bark, leaves and litter layer from the previous rotation were maintained on the soil, only the wood and the branches were harvested; CRG- branches, leaves and litter layer from the previous rotation were left in the soil, the wood and the bark were harvested; CRpresence of all harvest residues (leaves, branches, bark, + litter); and SRSS- all forest residues were removed and litter from the new plantations were also removed). The thesis was composed by three studies, in which the impact of eucalypt harvest residues management and litter on soil quality (study I), soil organic C contents and stocks (study II) and on greenhouse gas balance (study III) were assessed. The management SRSS reduced by 30% Soil Quality Index (0-20 cm layer), in comparison to the treatment CR. Organic matter and soil biological activity were the main indicators that contributed to this effect. Forest productivity was higher in CR management (228 m3 ha-1) and lower in SRSS (195 m3 ha-1). The management CR increased in the soil carbon stocks. The harvest residues presented a mean high humification coefficient (k1) of 23% and the annual decomposition rate (k2) of soil organic matter in this sandy soil was estimated in 10%. Finally, the maintenance of harvest residues of eucalypt reduced gradually the global warming potential (GWP) of the eucalypt forest, totaling -33.946 kg C-CO2 ha-1yr-1 for which the main contributor was the retention of C in biomass and wood products (84.57%) and C in soil organic matter (15.43%). Nitrous oxide (N2O) and methane (CH4) emissions contributed with less than 1% of total GWP. Our findings illustrated the positive impact of the maintance of harvest residues and litter of eucalypt on the improvement of soil quality and soil C stocks and on the decreasing greenhouse gas emissions, in addition to the improvement of around 20% of wood productivity