Biomass estimation and nutrient allocation in Brazilian eucalypt plantations

Este trabalho teve por objetivos modelar, para diferentes regiões do Brasil, a produção e o conteúdo de nutrientes na biomassa de eucalipto, avaliar o efeito de algumas características climáticas em tais predições e avaliar o impacto da intensidade de colheita na exportação de N, P, K, Ca e Mg. Utilizou- se o banco de dados do Programa de Pesquisa em Solos e Nutrição de Eucalipto do Departamento de Solos da Universidade Federal de Viçosa, o qual reúne, desde 1980, informações sobre biomassa e nutrientes em plantações de eucalipto em várias condições edáficas e climáticas do Brasil. Utilizaram-se dados coletados em 20 regiões, nos Estados do Pará, Espírito Santo, Minas Gerais, São Paulo e Rio Grande do Sul, os quais foram analisados como um grande experimento. Foram desenvolvidos dois modelos, um para produção de biomassa e outro para o conteúdo e a alocação de nutrientes. O uso de características climáticas nos modelos foi importante para diferenciar a produção de biomassa e o conteúdo de nutrientes entre regiões. Houve variação na produção de biomassa entre regiões, sendo a maior produtividade três vezes superior à menor. A produção de biomassa e o conteúdo de nutrientes foram positivamente relacionados entre si e menores nas regiões com menos disponibilidade de água. A concentração de todos os nutrientes foi maior na folha e menor no lenho, exceto para a concentração de Ca, que foi maior na casca. Em média, do total de nutrientes da biomassa da parte aérea em um ciclo de corte de 6,5 anos, 68% do N, 69% do P, 67% do K, 63% do Ca e 68% do Mg foram acumulados até a idade de 4,5 anos, para as diferentes regiões. Tal fato pode evidenciar um menor potencial de resposta à aplicação de fertilizantes em plantios com idades superiores a 4,5 anos. Em média, a alocação de N, P, K, Ca e Mg na copa foi de 50, 44, 36, 27 e 39%, respectivamente, em relação à quantidade total da biomassa aérea, entre 6,5 e 8,5 anos de idade. Para obter uma expressiva redução na exportação desses nutrientes, além de deixar a copa no campo, é necessário descascar o tronco, deixando a casca na área. Assim, adotando-se a colheita apenas do lenho, a proporção de nutrientes não–exportados será de 65, 70, 64, 79 e 79%, para N, P, K, Ca e Mg, respectivamente, o que evidencia a importância do descascamento no campo, para se ter maior sustentabilidade da produção.The objective of this work was to model growth and nutrient content in the aboveground biomass of eucalypt plantations in Brazil. It was intended to evaluate the influence of key climatic variables on eucalypt productivity, and the impact of harvesting on the removal of N, P, K, Ca, and Mg. The database employed was obtained from the Soil and Eucalypt Nutrition Program of the Soil Department of the Federal University of Viçosa, MG, Brazil. During the past 19 years, this program has established a database on eucalypt growth, nutrient accumulation in the biomass, and nutrient partitioning among aboveground components when grown under varying climatic, topographic and soil conditions. The data were collected in 20 regions spanning in the states of Espírito Santo, Minas Gerais, Pará, Rio Grande do Sul, and São Paulo. Two models were developed. The first simulated, biomass production while the second dealt with biomass nutrient content. Climatic characteristics were an important component of both models. There was a close relationship between the accumulation of biomass and nutrient content. The region with the highest productivity produced three times more aboveground biomass than the poorest ixregion. Regions with low water availability exhibited the lowest nutrient accumulation in aboveground biomass as well as the lowest biomass production. Nutrient concentrations were highest in the leaves and lowest in the stemwood, except for Ca, which exhibeted its highest concentration in the stembark. The largest proportion (68% of N, 69% of P, 67% of K, 63% of Ca, and 68% of Mg) of all nutrients was accumulated in the biomass within 4.5 years following planting. Rotation is generally considered to be approximately 6.5 years. Beyond 4.5 years of age, the probability of a response to fertilizer application is low. From an ecological point of view, it is important to reduce nutrient removal during harvesting. Assuming a rotation age of between 6.5 and 8.5 years, the canopy contains 50% of the N, 44% of the P, 36% of the K, 27% of the Ca, and 39% of the Mg in the aboveground biomass. However, the canopy and stembark combined account 65% of the N, 70% of the P, 64% of the K, 79% of the Ca, and 79% of the Mg in the aboveground biomass. Therefore, debarking in the field can substantially reduce nutrient exportation and lead to, more sustainable production or less fertilizer use in Brazilian eucalypt plantations.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superio