BIOMASS AND NUTRIENTS IN A 17 YEARS Pinus taeda L. STAND CLEAR CUTTING IN CAMBARÁ DO SUL - RS

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e TecnológicoThis study was conducted in a 17 years old Pinus taeda stand in Cambará do Sul county (RS), in a typical Haplumbrept soil, and had as objectives: to evaluate the biomass and nutrients in the different trees components and in the litter accumulated upon the soil; to determine the nutrients variation along the stem, in the bark and in the wood, and to determine the relative height to take samples to evaluate the nutrients content in these components; to quantify the available nutrients stock in the soil down to 60 cm of depth; to evaluate the nutritional impact from different biomasses harvest intensities; to establish a nutritional balance and to estimate the number of possible rotations based on the nutrients stock available in the system and the nutrients input by rainfall. Biomass and nutrients were estimated using regression equations adjustments, with the harvest (cut) of 18 trees distributed in 6 diametric classes and the litter based on sampling units (with known area). Nutrients stock in soil was determined based on soil density and the amounts of nutrients contained on each 10 cm depth layers. The sampling point of bark and stem wood was determined using confidence interval, with the nutrients amount evaluation at 10%, 30%, 50%, 70% and 90% of the trees height, using as reference the average amount according to the biomass. The nutritional impact considered the nutrients removal due to the above ground biomass intensity utilization. Nutritional balance and the number of rotations, as a function of three biomass harvesting methods, considered the removal of nutrients at the 9 and 12 years thinning and the clear cutting at 17 years; the available nutrients stock in the soil and in the harvesting residues and the inputs by the rainfall. The above ground biomass was estimated as 253.56 Mg ha-¹, being 62.4% in the stem wood, 13.6% in the roots, 8.9% in the live branches, 7.4% in the bark, 4.8% in the needles and 2.9% in the dried branches. Considering the total biomass above ground, the nutrients stock was (kg ha-¹): N = 567.90; P = 42.37; K = 206.66; Ca = 261.19; Mg = 96.03; S = 93.87; B = 1.73; Cu = 0.84; Fe = 13.36; Mn = 11.09 and Zn = 1.43; the stem, the wood and the bark contributed with 44.0%, 39.0%, 53.8%, 50.5%, 52.9%, 61.6%, 50.4%, 37.6%, 41.2%, 54.8% and 52.9%, respectively, for the total N, P, K, Ca, Mg, S, B, Cu, Fe, Mn and Zn amounts. Litter showed a biomass accumulation of 14.93 Mg ha-1, containing (kg ha-¹): N = 152.73; P = 7.79; K = 10.05; Ca = 47.78; Mg = 12.87; S = 8.94; B = 0.20; Cu = 0.17; Fe = 85.05; Mn = 4.49 and Zn = 0.41. Soil is upper layer nutrients stock available was (kg ha-1): N = 1205.8; P = 15.5; K = 209.5; Ca = 1838.0; Mg = 449.7 and S = 163.3. The most adequate point for collecting bark and wood stem samples is at 30% of the total height. In the simulations studied, an increase in biomass utilization decreased the site capacity to maintain successive culture cycles, starting from a estimative of 17 years; these were: 17 for N, 27 for Mg, 41 for Ca, and undefined cycles (sustainable) for P, K and S, if only the stem wood is removed; and 3 for P, 4 for N, 7 for K, 7 for Mg, 9 for Ca e 10 for S, if the total above ground biomass is harvested.Este trabalho, realizado em um povoamento de Pinus taeda de 17 anos de idade no município de Cambará do Sul (RS), em Cambissolo Húmico alumínico típico, teve como objetivos: estimar a biomassa e os nutrientes nos diferentes componentes das árvores e na serapilheira acumulada sobre o solo; estudar a variação dos nutrientes ao longo do fuste, na casca e na madeira, e determinar a altura relativa de coleta de amostra para estimar o conteúdo nutricional nesses componentes; quantificar o estoque de nutrientes disponíveis no solo até 60 cm de profundidade; avaliar o impacto nutricional de diferentes intensidades de colheita da biomassa; estabelecer o balanço nutricional e estimar o número de rotações com base no estoque de nutrientes disponíveis no sistema e nas entradas via precipitação atmosférica. A biomassa e os nutrientes foram estimados através do ajuste de equações de regressão, com coleta de 18 árvores distribuídas em 6 classes diamétricas e a serapilheira com base em unidades amostrais de área conhecida. O estoque de nutrientes no solo foi determinado com base na densidade do solo e do teor de nutrientes a intervalos de 10 cm de profundidade. O ponto de amostragem de casca e de madeira do tronco foi determinado por intervalo de confiança, com avaliação do teor de nutrientes a 10%, 30%, 50%, 70% e 90% da altura das árvores, tendo como referência o teor médio ponderado em função da biomassa. O impacto nutricional levou em conta o aumento da exportação de nutrientes em decorrência da intensidade de utilização da biomassa arbórea. O balanço nutricional e o número de rotações, em função de três métodos de colheita da biomassa, considerou a exportação de nutrientes nos desbastes aos 9 e aos 12 anos de idade e no corte raso aos 17 anos; o estoque de nutrientes disponíveis no solo e nos resíduos de colheita e as entradas via precipitação atmosférica. A biomassa arbórea foi estimada em 253,56 Mg ha-¹, sendo que, 62,4% é madeira do tronco, 13,6% é raiz, 8,9% é galho vivo, 7,4% é casca do tronco, 4,8% é acícula e 2,9% é galho seco. Considerando a biomassa arbórea total, o estoque de nutrientes corresponde a 567,90 kg ha-¹ de N, 42,37 de P, 206,66 de K, 261,19 de Ca, 96,03 de Mg, 93,87 de S, 1,73 de B, 0,84 de Cu, 13,36 de Fe, 11,09 de Mn e 1,43 de Zn; sendo que tronco, madeira e casca, correspondem a 44,0%, 39,0%, 53,8%, 50,5%, 52,9%, 61,6%, 50,4%, 37,6%, 41,2%, 54,8% e 52,9%, respectivamente, do montante de N, P, K, Ca, Mg, S, B, Cu, Fe, Mn e Zn. A serapilheira apresentou um acúmulo de biomassa de 14,93 Mg ha-1 e um conteúdo de nutrientes, em kg ha-1, foi de 152,73 de N; 7,79 de P; 10,05 de K; 47,78 de Ca; 12,87 de Mg; 8,94; 0,20 de B; 0,17 de Cu; 85,05 de Fe; 4,49 de Mn e 0,41 de Zn. O solo apresentou um estoque de nutrientes disponíveis, concentrado na camada superior de solo, em kg ha-¹, de 1205,8 de N, 15,5 de P, 209,5 de K, 1838,0 de Ca, 449,7 de Mg e 163,3 de S. O ponto mais indicado para coleta de amostras de casca e madeira do tronco, com o objetivo de estimar o estoque total de nutrientes é a 30% da altura total das árvores. Nas simulações realizadas, o aumento da intensidade de utilização da biomassa acarretou grande elevação no impacto nutricional da colheita florestal, repercutindo em grande comprometimento da capacidade do sítio em manter sucessivos ciclos da cultura, partindo de uma estimativa, em termos de rotação de 17 anos, de 17 para N, 27 para Mg, 41 para Ca, e indefinidos ciclos (sustentável) para P, K e S, se considerada a colheita apenas da madeira do tronco; e 3 para P, 4 para N, 7 para K, 7 para Mg, 9 para Ca e 10 para S, no caso da colheita total da biomassa arbórea, acima do solo