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Manejo do Solo para Plantações Florestais José Leonardo de Moraes Gonçalves 1 1 Professor Titular Depto de Ciências Florestais UFV, 15 abril 2015 Sumário • Setor florestal • Manejo de resíduos florestais • Preparo de solos friáveis • Preparo de solos coesos IBÁ (2014) Plantações Florestais 2013 5,47 M ha Eucalyptus 1,57 M ha Pinus 0,56 M ha Outros Total = 7,7 M ha Aw = tropical, inverno seco e quente Cerrado Cwa = subtropical Úmido, inverno seco, verão quente Alvares et al. (2013) 0 20 40 60 80 100 120 Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez m m DEF(-1) EXC Telemaco Borba – PR Altitude : 768 m PP: 1629,2 mm T°C média: 18,5°C DH: 0 m Exce: 767,6 mm 0 20 40 60 80 100 120 140 Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez m m DEF(-1) EXC São Mateus do Sul – PR Altitude : 770 m PPP: 1629,2 mm T°C média: 16,9°C DH: 0 m Exc: 841,1 mm 0 20 40 60 80 100 120 140 160 Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez m m DEF(-1) EXC Lages- SC Altitude : 884 m PP : 1691,0 mm T°C média: 13,2° C DH: 0 m Exc: 1017,2 mm -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 60 Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez m m DEF(-1) EXC Aracruz – ES Altitude : 28 m PP: 1200 mm T°C média: 23,6°C DH: 110 mm Exc: 90 mm -20 0 20 40 60 80 100 120 Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez m m DEF(-1) EXC Jacareí- SP Altitude : 570 m PP: 1239 mm T°C média: 21,4 °C DH: 37,9 mm Exc: 252,8 mm -20 0 20 40 60 80 100 120 140 Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez m m DEF(-1) EXC Itatinga- SP Altitude : 845 m PP: 1308 mm T°C média: 19,9°C DH: 2,4 mm Exc: 389,8 mm -10 0 10 20 30 40 50 60 70 Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez m m DEF(-1) EXC Capão Bonito – SP Altitude : 702 m PP : 1210 mm T°C média: 20,1°C DH: 0,8 mm Exc: 271,4 mm -40 -20 0 20 40 60 80 100 120 140 Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez m m DEF(-1) EXC Mogi Mirim - SP Altitude : 588 m PP: 1325 mm T°C média: 21,7 °C DH: 59,3 mm Exc: 337,4 mm -100 -50 0 50 100 150 200 Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez m m DEF(-1) EXC Três Marias – MG Altitude : 573 m PP: 1439 mm T°C média: 22,5 °C DH: 225 mm Exc: 570 mm -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 60 70 Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez m m DEF(-1) EXC Três Lagoas – MS Altitude : 313 m PP : 1302,0 mm T°C média: 23,8 °C DH: 52,7 m Exc: 94,5 mm -20 0 20 40 60 80 100 120 140 Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez m m DEF(-1) EXC -100 -80 -60 -40 -20 0 20 40 60 80 100 Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez m m DEF(-1) EXC Sinop- MT Altitude : 345 m PP : 1314 mm T°C média: 25,2°C DH: 295 m Exc: 115 mm Campo Grande- MS Altitude : 530 m PP: 1468 mm T°C média: 22,7 °C DH: 15,4 m Exc: 360 mm -150 -100 -50 0 50 100 150 200 250 300 350 Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez m m Extrato do Balanço Hídrico Mensal DEF(-1) EXC Macapá- AP Altitude : 14 m PP : 2570 mm T°C média: 26,6°C DH: 299 m EXC: 1223 mm -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 60 Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez m m DEF(-1) EXC Alagoinhas – BA Altitude : 131 m PP: 1233mm T°C média: 23,9°C DH: 160 mm Exc: 150 mm -150 -100 -50 0 50 100 150 200 Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez m m DEF(-1) EXC Palmas- TO Altitude : 239 m PP: 1667 mm T°C média: 26,1°C DH: 450 m Exc: 560,5 mm -200 -150 -100 -50 0 50 100 150 200 250 Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez m m DEF(-1) EXC Caxias-MA Altitude : 103 m PP : 1557 mm T°C média: 26,9 °C DH: 700 mm Exc: 530 mm For each increase of 100 mm in water deficit, there is a decrease of 10 m3 ha-1 y-1 to MAI Rocha e Gonçalves, 2015 2014 North of MG Central Brazil E. urophylla x camaldulensis (VM01) 4 yr old E. urophylla (AEC 144) 4 yr old Critical age 2.5 to 3.5 years after planting 2014 2007 Same region E. urophylla x camaldulensis (cloning) E. urophylla (cloning) -150 -100 -50 0 50 100 150 200 250 Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez m m Monthly Water Balance (2007) DEF(-1) EXC -100 -50 0 50 100 150 Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez m m Monthly Water Balance (Historic 22 years old)) DEF(-1) EXC Soil water balance Thornthaite and Matter (1955) > 6 months of drought The root system's characteristic is essential for adaptation of genotypes to water stress conditions. There is a high correlation between the depth of the taproot and WD tolerance. Distribuição das áreas de plantios florestais próprios e florestas nativas preservadas pelas associadas individuais da ABRAF ABRAF (2012) Produtividade Florestal E. grandis Década de 70 plantios seminais Híbrido E. grandis vs. urophylla Plantios clonais 15 m3 ha-1 ano-1 55 m3 ha-1 ano-1 Média geral do país 40 m3 ha-1 ano-1 Fatores: • Investimento em Pesquisa e Tecnologia • Treinamento profissional Sítio de alta qualidade (5 anos) E. urophylla x grandis IMA = 50 m3 / ha / ano Latossolo Vermelho-Amarelo Argiloso Sítio de baixa qualidade E. urophylla x grandis IMA = 30 m3 / ha / ano Idade = 5 anos Neossolo Quartzarênico 20 25 30 35 40 45 1 9 9 0 1 9 9 5 2 0 0 0 2 0 0 4 2 0 0 5 2 0 0 6 2 0 0 7 2 0 0 8 2 0 0 9 2 0 1 0 In c re m e n to M é d io A n u a l (m ³ h a -1 y e a r- 1 ) Eucalyptus Pinus 1 1 Melhor material genético Propagação clonal Adequação do genótipo ao ambiente Melhoramento das práticas silviculturais Gonçalves et al. (2013) 42 Produtividade média do Brasil (idade de 7 anos) ARG1 vs ima7 y= 9,698 +22,006 [1-exp (-0,078 x)] R2 = 0,85; n=14; p<0,01 TEOR DE ARGILA (%) 0 10 20 30 40 50 60 70 IM A ( t h a -1 a n o -1 ) 10 15 20 25 30 35 40 (b) Gava & Gonçalves (2005) Nível crítico de argila Mesmo clone e clima Manejo florestal com alta tecnologia (sem limitação nutricional) ΔA 15 30 Cambissolo Antiga Tecnologia Preparo intensivo do solo (1960 to 1980) Figura 1 Figura 2 Eucalyptus Biomassa antes queima: 20-45 t ha-1 após queima: 85-90% menos N: 200-310 kg ha-1 85-90% menos P: 25-35 kg ha-1 35-60% menos Grade Bedding Início da década de 80 até meados da década de 90 Área preparada com grade bedding camalhões “Cultivo Mínimo do Solo” (desde 1988) • Estabelecido no Brasil no fim da década de oitenta • Atualmente, cobre cerca de 90% das áreas de plantações florestais 1 Manutenção dos resíduos vegetais sobre o solo (serapilheira, resíduos da colheita, biomassa de plantas daninhas Folhas e galhos 8 t ha-1 Serapilheira 20 t ha-1 Casca 12 t ha-1 ∑ = 40 t ha-1 Tratamento Biomassa(1) Custo para reposição dos nutrientes exportados t ha-1 BRL USD(2) Eq m3(3) MRe 125 1.800,00 800.00 35 MSe 140 2.900,00 1,300.00 55 RRe 164 4.200,00 1,900.00 80 Custo com insumos para a reposição de nutrientes exportados em diferentes cenários de manejo florestal (2) Dólar a R$ 2,24 - data base 04/04/2014; (3) valor em m3 de madeira equivalente, considerando o preço da madeira de R$ 51,30 m-3. (1) Biomassa = madeira + resíduos exportados MRe – Manutenção de todos os resíduos (folhas, galhos, cascas e serapilheira); MSe – Manutenção apenas da serapilheira RRe – Remoção de todos os resíduos Deslocamento de resíduos sobre o leito de plantio antes da subsolagem Estrovenga Limpa Trilho Se houver pequena quantidade de resíduos sobre o terreno, o uso do limpa-trilho pode ser conjugado com o subsolador. Condição adequada para aplicar herbicidapré-emergente. Aspectos operacionais do implemento limpa-trilho, usado para deslocar os resíduos no leito de plantio, antes da subsolagem. Se houver pequena quantidade de resíduos sobre o terreno, o uso do limpa-trilho pode ser conjugado com o subsolador. LV argiloso (50% arg.) Sistema Conservacionista < 30% solo exposto E. grandis Cultivo mínimo Cultura anual Arações anuais Figura 23 Casca 10 t ha-1 Folha 3 t ha-1 14% 280 240 (copa + Casca) 22% (serapilheira) DAC 0 50 100 150 200 250 300 C O ( g k g -1 ) 0 15 20 25 30 35 40 45 Manutenção dos resíduos Remoção dos resíduos p<0,001 DAC 0 50 100 150 200 250 300 0 5 10 15 20 p<0,001 DAC 0 50 100 150 200 250 300 C O ( g k g -1 ) 0 5 10 15 20 25 p<0,001 0 50 100 150 200 250 300 0 2 4 6 8 10 p=0,005 a b c d -25% -28% DAC 0 50 100 150 200 250 300 C O ( g k g -1 ) 0 15 20 25 30 35 40 45 Manutenção dos resíduos Remoção dos resíduos p<0,001 DAC 0 50 100 150 200 250 300 0 5 10 15 20 p<0,001 DAC 0 50 100 150 200 250 300 C O ( g k g -1 ) 0 5 10 15 20 25 p<0,001 0 50 100 150 200 250 300 0 2 4 6 8 10 p=0,005 a b c d DAC 0 50 100 150 200 250 300 C O ( g k g -1 ) 0 15 20 25 30 35 40 45 Manutenção dos resíduos Remoção dos resíduos p<0,001 DAC 0 50 100 150 200 250 300 0 5 10 15 20 p<0,001 DAC 0 50 100 150 200 250 300 C O ( g k g -1 ) 0 5 10 15 20 25 p<0,001 0 50 100 150 200 250 300 0 2 4 6 8 10 p=0,005 a b c d C total oxidável (0-5 cm) C facilmente oxidável C dificilmente oxidável C medianamente oxidável Dia após a colheita Rocha et al. (2014) 2.2 Preparo de solo Limitado às linhas de plantio • Subsolagem • Coveamento 950 900 850 950 850 900 MICROPLANEJAMENTO DO PREPARO DE SOLO EM ÁREAS SOB CULTIVO MÍNIMO NA CENIBRA, MG Coveamento manual Coveamento mecânico Subsolagem Recuperação ambiental Vegetação Nativa Fatores Considerados • Declividade • Rede de drenagem • Tipo de solo • Peculiaridades locais Métodos de Preparo de Solo 1. Com subsolagem Situações o Reflorestamento de área total o Solos adensados ou compactados o Declive até 12% Profundidade • 30 a 40 cm - Solos friáveis , permeáveis Solos com textura arenosa ou média Solos com textura argilosa e mineralogia oxídica ou mista (oxídica-caulinítica) • 50 a 70 cm – Solos coesos, duros, pouco permeáveis Solos com textura argilosa e mineralogia silicatada (Ex.: caulinítica) Métodos de Preparo de Solo 1. Com subsolagem Vantagens o Grande volume de solo desadensado ou descompactado o Facilita a abertura de covas de plantio o Boas condições edáficas para rápido pegamento e crescimento inicial maior índice de sobrevivência maior capacidade competitiva com plantas daninhas o Alto rendimento operacional PREPARO DE SOLOS FRIÁVEIS (permeáveis, soltos, macios) 1. Subsolagem 2. Coveamento LVA distrófico textura média LVA distrófico argiloso Solo bem permeável • ampla distribuição de raízes em profundidade Subsolagem: Área planas e suave-onduladas 1 m linha de plantio Rendimento 1,0 a1,3 ha / HM Opção Acabamento leito de plantio com correntão • destorroamento • nivelamento Figura 29 A haste do subsolador possui uma sapata que, ao deslocar, promove uma tensão de cisalhamento no solo à sua frente. Esta tensão propaga-se até a superfície do solo num ângulo de 45o, gerando uma seção triangular de solo desadensado. O preparo de solo é embutido, sem exposição de camadas revolvidas de solo na superfície. Figura 29 SUBSOLAGEM AUMENTA • Infiltração (preferencialmente próximo a linha de plantio) > melhor aproveitamento da água da chuva • Taxa de enraizamento e volume de solo explorado por raízes DIMINUI • Evaporação • Enxurrada = 45o H L SD ; H H L/2 H 45 tg o ;H 2 H H 2 2 H L S 2 xx D .H CV 2x D = 45o H L SD ; H H L/2 H 45 tg o ;H 2 H H 2 2 H L S 2 xx D .H CV 2x D Se a= 45o L = 2 H Figura 26 Eucalyptus grandis vs. urophylla 5 meses pós-plantio SUBSOLAGEM DE CAMBISSOLO HÚMICO (Otacílio Costa, Santa Catarina) Cambissolo Húmico alumínico léptico Otacílio Costa, SC Cambissolo Húmico alumínico léptico A: 0 – 51 cm Bi: 51 – 65 cm C: > 65 cm -Textura argilosa; - Relevo ondulado; Preparo de Cambissolo Húmico alumínico léptico Otacílio Costa, SC Plantio de Eucalyptus e Pinus E. benthamii alta tolerância à geada folhas jovens geminadas folhas adultas pendentes e filiformes P. taeda Subsolagem: Área onduladas a montanhosas LVA argiloso PVA média/argila Cambissolo e/ou Neossolo Litólico Figura 12 3 meses 6 meses 9 meses 19 meses Vale do Rio Doce Proteção do Solo com diferentes idades Figura 12 E. urophylla x grandis 9 meses Recomendações para evitar erosão • só usá-la em áreas sob cultivo mínimo • não preparar o solo nas épocas mais chuvosas (chuvas mais erosivas) • se for feita subsolagem morro abaixo, interrompê-la a cada 15-20 m Subsolagem no sentido da pendente 1. Energia erosiva da chuva Dez Cenibra (2001) Verão MÉTODO DE PREPARO DE SOLO EM ÁREAS ACIDENTADAS NO VALE DO RIO PARAÍBA, SP Declive (%) Preparo de solo < 10-12 Subsolador florestal monohaste Sentido perpendicular à declividade do terreno (“cortando águas”) Coveador mecânico algumas áreas de reforma alinhamento do povoamento anterior dificulta ou impedem a subsolagem 12% a 35 Coveador mecânico duplo – acoplado a trator de pneu (80 a 100 CV) > 35 Coveamento manual Coveador mecânico duplo, acoplado ao Forwarder Sisu 636 (120 CV). Silva et al. (2002) Reestruturação do Solo Pós-Subsolagem LOCAL (cm) E45 E30 E15 C D15 D30 D45 P R O F U N D ID A D E ( cm ) 0 10 20 30 40 50 12 meses pós-subsolagem 0 mês pós-subsolagem 24 meses pós-subsolagem Latossolo Vermelho Distrófico textura média (24% argila) oxídico Solo Friável (LVd-1) Resistência do solo à penetração (isolinhas 2 MPa) Sasaki & Gonçalves (2007) Forest Ecology and Management LOCAL (cm) E45 E30 E15 C D15 D30 D45 P R O F U N D ID A D E ( cm ) 0 10 20 30 40 50 12 meses pós-subsolagem 0 mês pós-subsolagem 24 meses pós-subsolagem Latossolo Vermelho Distrófico argiloso (46% argila) caulinítico Solo Coeso (LVd-2) Resistência do solo à penetração (isolinhas 2 MPa) Sasaki & Gonçalves (2007) Forest Ecology and Management LVd-1 17% (12 meses) 31% (24 meses) LVd-2 42% (12 meses) 56% (24 meses) Taxa de Re-Adensamento do solo Métodos de Preparo de Solo 2. Com abertura de covas Situações o Solos permeáveis o Declives entre 13 e 35% o Áreas com muitos tocos e resíduos o Reflorestamento pontual/parcial da área Tamanho da cova • Ao menos 30 x 30 x 30 cm Métodos de abertura das covas 2.1 Manual 2.2 Broca espiral 2.3 Coveadeira mecanizada 2.4 Coveadeira semi-mecanizada Métodos de Preparo de Solo 2. Com abertura de covas Vantagens o Reflorestamento pontual/parcial da área o Possível preparo de solo em terrenos declivosos, irregulares, com muito resíduos vegetais e manchas de afloramento rochoso 2. Coveamento Coveadeira mecânica (600 a 1000 covas/hora) 40 cm diâmetro 40 cm profundidade 500 cm3 por planta Sistema de trabalho: Espaçamento de 3 m entre ruas e 2 entre plantas. Caminhamento é definido na inclinação frontal, morro abaixo e ruas subsequentes são definidas pelo bigode. Os 3 m entrelinhas é fixo na barra porta ferramentas e o espaçamento entre plantas (2 m) é definido pelodeslocamento das rodas. Nos finais de rua e trocas de eito é desligado o funcionamento das brocas. As manobras são realizadas independente do funcionamento da máquina. Rendimento 600 a 700 covas/hora Plantio de Inverno 4 meses Coveador Mecânico Devido à cobertura de resíduos sem controle de plantas daninhas Silva et al. (2004) Fibria, Capão Bonito LV argiloso (50% arg.) 5 dias após a última chuva Alta umidade Coveamento Semi-Mecanizado (declives > 20°) Relevo muito acidentado (declividade > 20°) Alta restrição à mecanização DESCRIÇÃO DO EQUIPAMENTO: • Perfurador de solo • Potência nominal: 1,77 cv • Capacidade do tanque: 640 ml PESO: • Vazio e sem a broca: 9,2 Kg • Abastecido e sem a broca: 10,0 Kg • Abastecido e com a broca: 12,5 Kg SOLUÇÃO ENCONTRADA • Sistema antivibratório Equipe Fibria (Vale Paraíba) 2,1 Kg 1,6 Kg BROCA – com vídea e tratamento térmico Comparativo de resultados EQUIPAMENTO RENDIMENTO TOTAL/HA Enxadão 350 covas / diária 6,5 dárias Perfurador 808 covas / diária 2,02 coveando/coroando + 0,62 alinhamento + 0,50 coroamento 3,14 diárias / ha Coveador mecânico 764 covas / hora 2,2 horas +1,0 hora manutenção 3,2 horas / ha Hv articulado com limpeza de área 579 covas / hora 2,9 horas Equipe Fibria (Vale Paraíba) PREPARO DE SOLOS COESOS (pouco permeáveis, duros) Ex.: Tabuleiros costeiros • ES e BA • Formação Barreiras Tabuleiros Costeiros Localização: litoral do RJ até RN Tabuleiros Vales (Sul da Bahia) Latitude: 17,28 S Longitude: 38,58 W Altitude: 131 m Período: 1961-1990 T P ETP ARM ETR DEF EXC (°C) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) Jan 25,6 62 134 13 75 59 0 Fev 24,6 74 109 9 78 31 0 Mar 25,7 118 133 8 119 14 0 Abr 24,9 152 112 47 112 0 0 Mai 23,6 175 95 100 95 0 27 Jun 22,7 143 80 100 80 0 63 Jul 21,0 117 65 100 65 0 52 Ago 21,7 82 73 100 73 0 9 Set 22,6 60 83 80 80 2 0 Out 24,2 63 109 50 93 17 0 Nov 24,8 87 118 37 100 18 0 Dez 25,4 100 135 26 111 24 0 TOTAIS 286,8 1.233 1.246 669 1.081 165 152 MÉDIAS 23,9 103 104 56 90 14 13 Mês Município: Alagoinhas - BA Fonte:INMET Clima tropical semiárido Isoietas médias anuais do Litoral Norte da Bahia Argissolo Amarelo distrófico coeso A moderado Caulinítico Formação Barreiras, BA A Bt textura média textura argilosa coeso 21 36 49 Arg. (%) 1,52 1,75 1,71 Ds (g cm-3) Subsolagem profunda Com trator de esteira 180 HP Estrutura do solo: coesa Densidade do solo: ≥ 1,6 g cm-3 (predominante argilosa) Seca: severa (5 a 7 meses por ano) 80 a 120 cm Raízes concentradas no sulco de subsolagem Ds = 1,6 g cm-3 Volume de solo por Árvore • 1.5 m3/árv. • Espaçamento: 3 x 2m Alta infiltração Copas ajudam conduzir as chuvas Baixa infiltração EFEITOS • Maior exploração lateral e em profundidade das raízes • Maior infiltração e retenção dirigida de água Raízes concentradas no topo do horizonte A Etapas do Preparo de Solo e Plantio Rebaixamento de Toco Limpa Trilho (Estrovenga) Subsolagem Profunda (80 a 120cm) Destorroamento / Plantio Mecanizado) Plantio Mecanizado (com aplicação de hidrogel) Profundidade de Subsolagem vs. Volume de Solo Preparado 40 cm 40 cm 300 cm 80 cm 80 cm 300 cm solo mobilizado = 13% Solo mobilizado = 27% Figura 8 Stape et al., 2002 Controle de Qualidade das Práticas Silviculturais (Silvicultura de Precisão) Number of Machine Passes >11 6-10 5 4 3 2 1 Tráfico de Skidder Taylor (2007) Controle da qualidade do preparo de solo ################## ## 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