Modulador edáfico para uso em modelo ecofisiológico e produtividade potencial de povoamentos de eucalipto

Abstract

A velocidade de expansão dos plantios de eucalipto no Brasil tem gerado preocupação sobre os seus efeitos nos recursos do meio físico, especialmente solo e água, e a sustentabilidade desses sistemas, quando intensivamente manejados. Nesse sentido, modelos processuais como o 3-PG têm obtido destaque já que são responsivos a mudanças ambientais e nas condições do sitio e têm alta capacidade preditiva e de explicação, o que permite o aumento da nossa capacidade de entender e predizer o crescimento florestal. No entanto, apesar dos bons resultados obtidos, o 3-PG possui baixa sensibilidade às diferentes unidades de manejo e, ou, classes de solo, sendo, contudo, bastante responsivo à fertilidade do solo. Assim, é necessário e oportuno o desenvolvimento de um modulador edáfico que reflita os efeitos do solo sobre os fluxos de água e nutrientes para uso no 3-PG. Tal modulador pode ser baseado em resultados de análise foliar, pois os teores de nutrientes na folha, além de refletirem os fluxos de água e nutrientes no solo, apresentam correlação com o crescimento e a produção das plantas. Dessa forma, este trabalho teve por objetivo: avaliar o grau de universalidade das parametrizações do 3-PG disponíveis para o Brasil; determinar a produtividade potencial do eucalipto em diferentes regiões do Brasil; e desenvolver modulador baseado na análise foliar, que incorpore os efeitos do solo sobre a produtividade, para uso em modelos ecofisiológicos. Conclui-se que: a) o uso dos Índices Balanceados de Kenworthy e do método da linha de fronteira aplicado aos resultados de análises foliares em populações de plantios jovens de eucalipto permite determinar o grau de limitação à produtividade em função do grau de balanço de cada nutriente, isolando os efeitos de fatores não nutricionais, e embasando a determinação de modulador edáfico para uso em modelos ecofisiológicos de crescimento florestal; b) a estratégia de obtenção da parametrização do modelo 3-PG influencia no grau de universalidade da parametrização do modelo. Parametrizações obtidas em parcelas de experimentos irrigação/fertirrigação apresentam baixa universalidade ao passo que parametrização obtida em plantios comerciais tem alta universalidade e assim alto grau de extrapolação; c) a produtividade potencial de madeira (tronco sem casca) de eucalipto aos seis anos, para o Brasil, sob efeito do clima, considerando a faixa abrangida pela média ± 1 desvio padrão (69 % dos sítios simulados), varia de 42,3 a 73,4 m3/ha/ano; d) a precipitação pluviométrica, a radiação solar, a distribuição de chuvas e a temperatura máxima influenciam, nessa ordem, a produtividade potencial de eucalipto no Brasil sob efeito do clima; e e) quanto à demanda nutricional para produção de eucalipto (tronco com casca) tem-se a seguinte ordem: Ca > N > K > Mg > P. Considerando a faixa que abrange cerca de 69 % dos sítios simulados (média ± 1 desvio-padrão), têm-se as seguintes faixas para as quantidades de macronutrientes acumuladas no tronco: 227 a 393, 17 a 30, 136 a 236, 340 a 590 e 62 a 107 kg/ha para N, P, K, Ca e Mg, respectivamente.

The rate of expansion of eucalyptus plantations in Brazil has generated concern about its effects on the physical resources, especially soil and water, and the sustainability of these systems, when intensively managed. In this sense, process-based growth models such as 3-PG has obtained prominence since they are responsive to the environmental and site conditions changes and have high predictive and explanation power, which allows increasing our ability to understand and predict forest growth. However, despite good results, the 3-PG model has low sensitivity to the different management units and or soil classes, but it is very responsive to soil fertility. Thus, it is necessary and desirable to develop an edaphic modulator that reflects the effects of soil on the flow of water and nutrients for use in the 3-PG. Such modulator can be based on leaf analysis results, since the nutrient content in the leaf besides reflect the flow of water and nutrients in the soil, correlate with the growth and production of the plants. Therefore, the objectives of the present research were: assess the degree of universality of the parameterization of 3-PG available for Brazil; determine the eucalyptus potential productivity in different regions of Brazil; and develop modulator based on leaf analysis that incorporates the soil effects on productivity, for use in ecophysiological models. It was concluded that: a) the use of the Kenworthy balanced index and of boundary line approach applied to the leaf analysis results in young eucalyptus stands allow to determine the degree of limitation to productivity due to degree of balance of each nutrient, isolating the effects of factors non-nutritional, and basing the determination of edaphic modulator for use in ecophysiological forest growth models; b) the strategy for obtaining the parameterization of the 3-PG model influences the degree of universality of the model parameterization. Parameterizations obtained in plots of trials irrigated / fertirrigated have low universality while the parameterization obtained in commercial plantations has high universality and thus a high degree of extrapolation; c) the potential productivity of eucalyptus wood (stem without bark) to the six years, to Brazil, under the influence of climate, considering the range covered by mean ± 1 standard deviation (69 % of simulated sites) ranges from 42.3 to 73.4 m3/ha/year; d) the rainfall, the solar radiation, the rainfall distribution and the maximum temperature influence, in that order, eucalyptus potential productivity in the Brazil under the effect of climate; e) about the nutritional demand for eucalyptus production (stem) it has the following order: Ca > N > K > Mg > P. Considering the range covering about 69 % of simulated sites (mean ± 1 standard deviation), it has the following ranges to the quantities of nutrients accumulated in the stem: 227 - 393, 17 - 30, 136 - 236, 340 – 590, and 62 - 107 kg/ha for N, P, K, Ca and Mg, respectively.