II Simpósio Brasileiro de Recursos Naturais do Semiárido – SBRNS “Convivência com o Semiárido: Certezas e Incertezas” Quixadá - Ceará, Brasil 27 a 29 de maio de 2015 doi: 10.18068/IISBRNS2015.manbh404

ISSN: 2359–2028

DEPOSIÇÃO DA SERAPILHEIRA E APORTE DE NITROGÊNIO EM ÁREA DE CAATINGA NO SEMIÁRIDO Joice Coelho Mota1, José Ribeiro de Araújo Neto2, Marcos Amauri Bezerra Mendoça3, Rafael do Nascimento Rodrigues4, Helba Araújo de Queiroz Palácio5 1

Graduando em Tecnologia de Irrigação e Drenagem - IFCE- E-mail: [email protected]; Doutorando em Engenharia Agrícola, DENA/CCA/UFC - E-mail: [email protected]; 3 Professor do curso de Tecnologia de Irrigação e Drenagem - IFCE- E-mail: [email protected]; 4 Mestrando em Engenharia Agrícola, DENA/CCA/UFC - E-mail: [email protected]; 5 Professora do curso de Tecnologia de Irrigação e Drenagem - IFCE- E-mail: [email protected] 2

RESUMO: O objetivo do trabalho foi avaliar a produção de nitrogênio na serrapilheira depositada em área de caatinga no semiárido brasileiro. O estudo foi conduzido em uma fração florestal de caatinga preservada a quase 30 anos, localizado na Bacia Experimental de Iguatu – BEI pertencente a bacia hidrográfica do Alto Jaguaribe, abrangendo 2,06 ha de área territorial, nas vinculações do Instituto Federal de Educação Ciências e Tecnologia do Ceará (IFCE), Campus de Iguatu. A serrapilheira depositada na área experimental foi avaliada mensalmente durante o ano de 2012, através da distribuição de 5 coletores. Os resultados mostraram que a maior deposição de serrapilheira foi observada no mês de julho 933,76 kg ha-1e a menor em novembro 59,82 kg ha-1. A maior produção de nitrogênio foi observada no mês de julho (N = 15,95 kg ha-1) e a menor em novembro (N = 0,43 kg ha-1). Verificou-se que os maiores picos de deposição da serrapilheira ocorrem justamente nos meses em que se tem diminuição da precipitação da região, final da estação chuvosa e início do período seco devido a presença de frações jovens (principalmente folhas) que sofreram abscisão no período úmido, estrutura reprodutiva que contribuíram na formação da serapilheira depositada. PALAVRAS–CHAVE: ciclagem de nutrientes, ecossistema caatinga, semiárido DEPOSITION OF NITROGEN AND BURLAP APORTE CAATINGA IN AREA IN SEMIARID ABSTRACT: The objective was to evaluate the nitrogen production in the litter deposited in savanna area in the Brazilian semiarid region. The study was conducted in a forest fraction of savanna preserved almost 30 years at the Experimental Basin Iguatu - EIB belonging to the High Jaguaribe river basin, covering 2.06 ha of land area, the bindings of the Federal Institute of Science and Education technology of Ceará (IFCE), Campus Iguatu. The litter deposited in the experimental area was measured every month during the year 2012, through the distribution of 5 collectors. The results showed that most litter deposition was observed on July 933.76 kg ha-1 and the lowest in November 59.82 kg ha-1. The highest production of nitrogen was observed in August (15,95 kg ha-1) and the lowest in November (N = 0,43 kg ha1 ). It was found that the larger savanna deposition peaks occurring precisely in the months that has decreased in the region of the precipitation, ie the end of the rainy season and dry season early due to the presence of young fractions (mainly leaves) abscised the wet season, reproductive structure that contributed to the formation of litter produced. KEYWORDS: nutrient cycling, savanna ecosystem, semiarid region

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INTRODUÇÃO A caatinga constitui um rico ecossistema exclusivamente brasileiro, com grande diversidade de espécies e elevada incidência de endemismo. Em recente levantamento florístico de todo o território brasileiro, o bioma caatinga apresentou o total de 4.322 espécies de plantas com sementes, sendo 744 endêmicas deste bioma, o que corresponde a 17,2% do total de táxons registrados (FORZZA et al., 2012). A importância do comportamento das espécies em um ecossistema inalterável, diante das variações sazonais de clima é de fundamental importância para planejar maneiras de recuperar áreas degradadas. Com isso surge a importância de se estudar a eficiência da produção da serapilheira que está no entendimento dos reservatórios e no fluxo de nutrientes, nos ecossistemas dos quais a principal fonte de abastecimento dos nutrientes se dão por meio da mineralização de restos vegetais. Segundo Fassbender (1985), os aspectos mais importantes do ciclo biológico dos resíduos, do ponto de vista do modelo do ecossistema são: quantidades de resíduos produzidos no tempo por unidade de área; composição química dos resíduos; e velocidade de decomposição e liberação de nutrientes. A serapilheira representa a maior fonte dos vários tipos de matéria orgânica (sua quantidade e natureza desempenham importante papel na formação e manutenção da fertilidade do solo) e, sendo assim, de nutrientes para a flora e fauna do solo. Dada a importância da serapilheira na sustentabilidade dos ecossistemas florestais, muitos pesquisadores têm conduzido trabalhos sobre a produção e decomposição de serapilheira e retorno de nutrientes ao solo (SCHUMACHER et al., 2003; SOUTO et al.; 2009; COSTA et al., 2010). O nitrogênio é o nutriente mineral absorvido em maiores quantidades pela maioria das culturas. Nas plantas, o nitrogênio tem papel fundamental no metabolismo, pois é utilizado na síntese de proteína e em outros compostos orgânicos. A concentração de proteínas em grãos de milho aumentou de 8,31 para 9,56 %, pela aplicação de 80 kg de nitrogênio por hectare (PEREIRA et al., 1981). Com isso o objetivo do trabalho foi avaliar a produção mensal de nitrogênio na serrapilheira depositada em área de caatinga no semiárido brasileiro. MATERIAL E MÉTODOS O estudo foi conduzido em uma fração florestal de caatinga preservada a quase 30 anos, localizado Bacia Experimental de Iguatu – BEI pertencente a bacia hidrográfica do Alto Jaguaribe, com área de 2,06 ha, nas vinculações do Instituto Federal de Educação Ciências e Tecnologia do Ceará (IFCE), Campus de Iguatu como pode-se observar na Figura 1.

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Figura 1. Localização da microbacia de estudo na cidade de Iguatu - CE, Brasil A fisionomia da vegetação do fragmento de caatinga, segundo classificação de Carvalho e Zákia (1994), é definida como tipo 3 (Arbustiva-arbórea fechada). Segundo classificação de Köppen a região apresenta clima do tipo BSw‘h’ (Semiárido quente). O solo predominante na região é o Vertissolo Ebânico Carbonático Típico. A média histórica anual da precipitação é de 867 mm, com 85% concentrada no período de janeiro-maio e cerca de 30% registrada no mês de março. A evapotranspiração média é de 1988 mm ano-¹, e a temperatura média anual da região situa-se entre 26 e 28°C. A avaliação da serapilheira depositada na área experimental foi analisada mensalmente, de janeiro de 2012 a dezembro de 2012 por meio da distribuição casual de 5 coletores, tendo distância de 20 m entre si, com dimensões 1,0 m x 1,0 m x 0,25 m, equivalente a uma área amostral de 15 m2. As amostras colhidas foram destacadas nos seguintes fragmentos: folhas, galhos, estrutura reprodutiva e miscelânea (material < 2,0 mm de diâmetro, de difícil identificação e fezes) em seguida levados à estufa a 65º C, até alcançar massa constante, logo após o peso de cada fração por coletor foi verificado, em balança analítica com precisão de duas casas decimais. A deposição de serrapilheira total corresponde o peso de todas as frações. Para

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analises no Nitrogênio as amostras foram trituradas e realizadas as análises pelo método da digestão úmida (EMBRAPA, 2009). Para o cálculo da produção de Nitrogênio na serapilheira mensal (Kg ha-1), foram utilizados os dados de concentração de N na serapilheira (g Kg-1) e dados da produção de serapilheira mensal (Kg ha-1). RESULTADOS E DISCUSSÃO A serrapilheira produzida ao longo de 12 meses está apresentada na Figura 2. Verificase que a deposição da serrapilheira apresentou um caráter sazonal ao longo do período estudado, com a produção total de 3.201,6 kg ha-1 ano-1. As maiores deposições de serrapilheira ocorrem justamente nos meses transição entre o período chuvoso e o período seco. Em áreas de caatinga, os maiores valores de deposição de serrapilheira vêm sendo registrados para período de transição entre a estação úmida e seca (COSTA et al., 2010). Pois, nesse período os totais pluviométricos tornam-se reduzidos e em resposta á baixa disponibilidade hídrica da estação seca, as plantas perdem as folhas (SOUTO et at., 2009).

Figura 2. Deposição da serapilheira em kg ha-1 mês-1 na vegetação caatinga para a microbacia experimental de Iguatu, Ceará Os valores intermediários mensais da produção de nitrogênio transferidos para a superfície do solo através da serapilheira podem ser visualizados na Figura 3. Foram Observadas variações na produção do nitrogênio nos meses avaliados, cuja amplitude foi regulada pela deposição das diferentes frações que compuseram a serrapilheira ao longo do tempo. Observa-se que a produção de N na serapilheira, entre os meses avaliados houve uma variação de 0,43 kg ha-1 a 15,95 kg ha-1. Onde a maior produção de N na serrapilheira foi no

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mês de julho/2012 com valores de N na serrapilheira para este mês de 15,95 kg ha-1, e a menor ocorreu no mês de novembro/2012 com valores de 0,43 kg ha-1. As maiores produções de N para o período final da estação úmida pode estar associada à presença de frações jovens (principalmente folhas) que sofreram abscisão no período úmido, bem como da fração de estrutura reprodutiva que contribuíram na formação da serapilheira depositada. Segundo Schumacher et al. (2003), as estruturas reprodutivas apresentam teores elevados de N, inferiores apenas aos das folhas. A maior deposição no mês de julho está relaciona com uma resposta da vegetação ao aumento do estresse hídrico, com consequente queda de folhas, medida preventiva a alta perda de água por transpiração, estratégia utilizada pelas espécies da caatinga.

Figura 3 - Produção de nitrogênio mensal da serapilheira depositada na vegetação caatinga para a microbacia experimental de Iguatu, Ceará Segundo Coleman e Crossley (1996), durante a decomposição, o N é imobilizado simultaneamente pelos microrganismos resultando em aumento nos teores desse elemento na serrapilheira, estes autores salientaram que a quantidade foi pequena quando comparada com a que foi imobilizada na serrapilheira. Segundo Vuono et al. (1989), o aumento do N é atribuído à adição desse elemento por precipitações atmosféricas, o que não ocorreu neste estudo, podendo ser atribuídos maior teor de N no período seco aos demais fatores influenciadores na deposição de N na serapilheira: restos de insetos, materiais caídos das árvores, imobilização para utilização pelos microrganismos na elaboração de protoplasma, deposição de frações de folhas jovens e fração de estrutura reprodutiva. Dados semelhantes a esse estudo foram encontrados por Souto et al. (2009) pesquisando as características químicas

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dos nutrientes da serrapilheira na Reserva Particular do Patrimônio Natural (RPPN) na Paraíba. CONCLUSÕES A maior deposição da serrapilheira e produção de nitrogênio na serapilheira da Caatinga ocorreram no final da estação úmida e início da estação seca, em decorrência da presença de frações jovens que sofreram abscisão no período úmido e da estrutura reprodutiva que contribuíram na formação da serapilheira depositada nesse período. AGRADECIMENTOS: Os autores agradecem a FUNCAP, ao CNPq e ao IFCE pelo apoio financeiro, pela infraestrutura oferecida e pelas bolsas de produtividade em pesquisa aos pesquisadores. REFERÊNCIAS CARVALHO, A. J. E.; ZÁKIA, M. J. B. Avaliação do estoque madeireiro: etapa finalinventário Florestal do Estado do Rio Grande do Norte. Natal: IBAMA, 84p. Projeto PNUD/FAO/IBAMA/ Governo do Rio Grande do Norte; Documento de Campo, nº 13. 1994. COLEMAN, D.C.; CROSSLEY, D.A. Fundamental ofsoilecology. London: Academic Press, 1996. 205p. COSTA, C.C.A.; CAMACHO, R. G. V.; MACEDO,I. D.; SILVA, P. C. M. Análise comparativa daprodução de serrapilheira em fragmentos arbóreose arbustivos em área de caatinga na Flona de Açu -RN. Revista Árvore, n.34, v.2, p.259-265, 2010. EMBRAPA – Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária. Manual de análises químicas de solos, plantas e fertilizantes, 2º edição revista ampliada. Brasília, DF. 627 p. 2009. FASSBENDER, H.W. Ciclos da matéria orgânica e dos nutrientes em ecossistemas florestais dos trópicos. In: reunião brasileira de fertilidade do solo> reciclagem de nutrientes e agricultura de baixos insumos nos trópicos, 16., 1985, Ilhéus. Anais... Ilhéus: CEPLAC, 1985. FORZZA, R.C. et al. New Brazilian Floristic List Highlights Conservation Challenges. BioScience, v.62, n. 1, Jan. 2012. PEREIRA, P.A.A.; BALDANI, J.I.; BLAÑA, R.A.G. & NEYRA, C.A. Assimilação e translocação de nitrogênio em relação a produção de grãos e proteínas em milho (Zeamays L.) Revista Brasileira de Ciência do Solo, 5:28-31. 1981. SCHUMACHER, M.V.; BRUN, E.J.; RODRIGUES, L.M.; SANTOS, E.M. dos. Retorno de nutrientes via deposição de serapilheira em um povoamento de acácia- negra (Acácia mearnsii De Wild) no Estado do Rio Grande do Sul. Revista Árvore, v.27, n.6, p. 791-798, 2003 SOUTO, P. C.; SOUTO, J. C.; SANTOS, R. V.; BAKKE, I. A. Características químicas da serapilheira depositada em área de Caatinga. Revista Caatinga, v.22, n.1, p.264-272, 2009. VUONO, Y.S. de; DOMINGOS, M.; LOPES, M.I.M.S. Decomposição da serapilheira e liberação de nutrientes na floresta da Reserva Biológica de Paranapiacaba, sujeita aos poluentes atmosféricos de Cubatão, São Paulo, Brasil. Hoehnea, v.16, n.1, p. 179-193, 1989. 6