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RECUPERAÇÃO DE ÁREAS DEGRADADAS Alexander Silva de Resende Pesquisador Embrapa Agrobiologia OBJETIVOS Conceituar degradação, fazer uma estimativa das áreas degradadas no País e no mundo e mostrar alguns resultados sobre o uso de plantas da família das leguminosas para recuperação de áreas degradadas. APRESENTAÇÃO DO CONTEÚDO Etapas da degradação. Quanto está degradado? Quando começa a degradação nos trópicos? Como recuperar áreas degradadas? A fixação biológica de nitrogênio e as plantas da família das leguminosas. Uso de microrganismos na recuperação de áreas degradadas. Estudos de caso de eficiência da técnica de recuperação de áreas degradadas com leguminosas. ETAPAS DA DEGRADAÇÃO Atividades AgrícolasDesmatamento ETAPAS DA DEGRADAÇÃO Práticas agrícolas inadequadas e uso do fogo Fotos: Alexander Resende ETAPAS DA DEGRADAÇÃO Construção de açudes, expansão urbana, mineração, etc Fotos: Eduardo Campello ETAPAS DA DEGRADAÇÃO Todas essas atividades causam algum nível de degradação... Fo to : E d u ar d o C am p e llo QUANTO ESTÁ DEGRADADO ? Estimativa de terras degradadas no mundo. Adaptado de FAO, 1994. Local Nível de degradação (%) Área em 1000 km 2 Severa Muito severa Europa 36 12 3.274 Ásia e Pacífico 22 7 8.407 Norte da Ásia 17 4 4.423 Norte da África 27 7 4.263 África sub-sahariana 15 10 5.932 América do Norte 16 0 3.158 América do Sul e Central 22 5 5.553 Brasil 23 4 2.367 Mundo 20 6 35.010 QUEM MAIS DEGRADA? Desmatamento + exploração vegetal 36,2% Superpastejo 34,5% Atividades Agrícolas 28,1% Ativ. industriais (inclui mineração) 1,2% QUANDO COMEÇA A DEGRADAÇÃO? Quase sempre com a redução da matéria orgânica do solo!!! QUANDO COMEÇA A DEGRADAÇÃO? Nutrientes Principal fonte no solo para as plantas Necessidade das plantas Nitrogênio Matéria orgânica (MO) 1,5 a 4,0 % Fósforo MO e colóides minerais 0,1 a 0,4 % Potássio Colóides minerais e MO 1,0 a 2,5 % Enxofre MO e minerais 0,2 a 1,0 % Cálcio Colóides minerais e MO 0,2 a 2,0 % Magnésio Colóides minerais e MO 0,1 a 0,6 % B, Cu, Fe, Mn e Zn Colóides minerais e MO 10 a 150 ppm Mo MO e colóides minerais 0,1 a 5 ppm Franco e Resende, 2003. COMO RECUPERAR? Voltando a matéria orgânica ao solo para suportar produção de biomassa a níveis desejáveis e com sustentabilidade. t1 C + N t2 C + N C + N C + N > = Recuperação Sustentabilidade Nitrogênio (g kg-1) 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 C a r bo no ( g k g -1 ) 4 6 8 10 12 14 16 18 20 R2= 0,924 Y = 2,7395 + 9,2876x COMO RECUPERAR? Relação C/N próxima a 10 nos solos tropicais. Macedo et al., 2008 COMO RECUPERAR? Fo n te : C u rc io , G .R . SOLO DE APP FLUVIAL (MÉDIA/ARGILOSA) 10 cmolckgAp 73,5 cm h -1 8 cmolckgBt1 31,91 cm h-1 6 cmolckgBt2 53,18 cm h-1 ARGISSOLO AMARELO Distrocoeso latossólico Baixa CTC e redução na permeabilidade ao longo do perfil, sugerindo espécies adaptadas para essa situação e cuidados na adubação. Fonte: Curcio, G.R. SOLO DE APP FLUVIAL (MÉDIA/ARGILOSA) 10 cmolckgAp 73,5 cm h -1 8 cmolckgBt1 31,91 cm h-1 6 cmolckgBt2 53,18 cm h-1 ARGISSOLO AMARELO Distrocoeso latossólico Baixa CTC e redução na permeabilidade ao longo do perfil, sugerindo espécies adaptadas para essa situação e cuidados na adubação. Fonte: Curcio, G.R. SOLO DE APP FLUVIAL (MÉDIA/ARGILOSA) 10 cmolckgAp 73,5 cm h -1 8 cmolckgBt1 31,91 cm h-1 6 cmolckgBt2 53,18 cm h-1 ARGISSOLO AMARELO Distrocoeso latossólico Baixa CTC e redução na permeabilidade ao longo do perfil, sugerindo espécies adaptadas para essa situação e cuidados na adubação. Fonte: Curcio, G.R. SOLO DE APP FLUVIAL (ARGILOSO) LUVISSOLO HÁPLICO Pálico saprolítico gleissólico 35,5 cmolckgBCg 0 cm h -1 33,5 cmolckgBt1 2 cm h-1 31,8 cmolckgAp 12 cm h-1 Fonte: Curcio, G.R. Boa CTC, mas num com forte impedimento de drenagem, sugerindo espécies adaptadas para essa situação. SOLO DE APP FLUVIAL (ARGILOSO) LUVISSOLO HÁPLICO Pálico saprolítico gleissólico 35,5 cmolckgBCg 0 cm h -1 33,5 cmolckgBt1 2 cm h-1 31,8 cmolckgAp 12 cm h-1 Fonte: Curcio, G.R. Boa CTC, mas num com forte impedimento de drenagem, sugerindo espécies adaptadas para essa situação. SOLO DE APP FLUVIAL (ARGILOSO) LUVISSOLO HÁPLICO Pálico saprolítico gleissólico 35,5 cmolckgBCg 0 cm h -1 33,5 cmolckgBt1 2 cm h-1 31,8 cmolckgAp 12 cm h-1 Fonte: Curcio, G.R. Boa CTC, mas num com forte impedimento de drenagem, sugerindo espécies adaptadas para essa situação. BAIXA FERTILIDADE, ALTA PERMEABILIDADE NEOSSOLO QUARTZARÊNICO Hidromórfico típico 4,3 cmolckgAp 120 cm h-1 2,1 cmolckgCg1 98 cm h-1 2,3 cmolckgC 132 cm h-1 1,7 cmolckgCg2 101 cm h-1 Baixa CTC e solo com boa drenagem! Um grupo maior de espécies se adapta, mas temos que buscar fontes pouco solúveis de nutrientes. Fonte: Curcio, G.R. BAIXA FERTILIDADE, ALTA PERMEABILIDADE NEOSSOLO QUARTZARÊNICO Hidromórfico típico 4,3 cmolckgAp 120 cm h-1 2,1 cmolckgCg1 98 cm h-1 2,3 cmolckgC 132 cm h-1 1,7 cmolckgCg2 101 cm h-1 Baixa CTC e solo com boa drenagem! Um grupo maior de espécies se adapta, mas temos que buscar fontes pouco solúveis de nutrientes. Fonte: Curcio, G.R. BAIXA FERTILIDADE, ALTA PERMEABILIDADE NEOSSOLO QUARTZARÊNICO Hidromórfico típico 4,3 cmolckgAp 120 cm h-1 2,1 cmolckgCg1 98 cm h-1 2,3 cmolckgC 132 cm h-1 1,7 cmolckgCg2 101 cm h-1 Baixa CTC e solo com boa drenagem! Um grupo maior de espécies se adapta, mas temos que buscar fontes pouco solúveis de nutrientes. Fonte: Curcio, G.R. BAIXA FERTILIDADE, ALTA PERMEABILIDADE NEOSSOLO QUARTZARÊNICO Hidromórfico típico 4,3 cmolckgAp 120 cm h-1 2,1 cmolckgCg1 98 cm h-1 2,3 cmolckgC 132 cm h-1 1,7 cmolckgCg2 101 cm h-1 Baixa CTC e solo com boa drenagem! Um grupo maior de espécies se adapta, mas temos que buscar fontes pouco solúveis de nutrientes. Fonte: Curcio, G.R. HOR argila C V D.S C.H. g kg-1 g kg-1 % kg dm-3 cm h-1 NEOSSOLO QUARTZARÊNICO Distrófico típico Ap 0 10,0 15 1,17 102,8 C1 0 7,0 13 1,07 99,8 C2 0 0 9 1,02 173,4 Baixa fertilidade e alta permeabilidade! Forte risco ambiental ao adubarmos com fontes solúveis! Fo n te : C u rc io , G .R . HOR argila C V D.S C.H. g kg-1 g kg-1 % kg dm-3 cm h-1 NEOSSOLO QUARTZARÊNICO Distrófico típico Ap 0 10,0 15 1,17 102,8 C1 0 7,0 13 1,07 99,8 C2 0 0 9 1,02 173,4 Baixa fertilidade e alta permeabilidade! Forte risco ambiental ao adubarmos com fontes solúveis! Fo n te : C u rc io , G .R . HOR argila C V D.S C.H. g kg-1 g kg-1 % kg dm-3 cm h-1 NEOSSOLO QUARTZARÊNICO Distrófico típico Ap 0 10,0 15 1,17 102,8 C1 0 7,0 13 1,07 99,8 C2 0 0 9 1,02173,4 Baixa fertilidade e alta permeabilidade! Forte risco ambiental ao adubarmos com fontes solúveis! Fo n te : C u rc io , G .R . RECONSTRUÇÃO DE PAISAGENS E AS FUNCIONALIDADES ECOLÓGICAS TRANSFERÊNCIA SUBSUPERFICIAL TRANSFERÊNCIA SUPERFICIAL AÇÃO EM TOPO DE ENCOSTA AÇÃO PRÓXIMA A PLANÍCIE FREÁTICO RECARGA E DESCARGA HIDROLÓGIA POTENCIAL DE CONTAMINAÇÃO F o n te : C u rc io , G .R . A VEGETAÇÃO SEGUNDO O GRAU DE HIDROMORFIA DO SOLO ESPÉCIES HIDRÓFILAS Solos hidromórficos (l. freático 0-50 cm) ESPÉCIES HIGRÓFILAS Solos Semi-hidrom. (l. freático 50-100 cm) ESPÉCIES MESÓFILAS Solos Não-hidrom. (l. freático acima de 100 cm) Curcio, 2006. ESTRATÉGIA DE PLANTIO - hidrófilas - mesófilas rio bacia de inundação bacia de inundação terraço isolado terraço embutido dique dique Curcio, 2006. A FIXAÇÃO BIOLÓGICA DE NITROGÊNIO N2 + 8H+ + 8e 2 NH3 + H2 ....................................... Nitrogenase ou 16Mcal/kg de N-fixado por fontes fósseis FBN - processo acidificante A FIXAÇÃO BIOLÓGICA DE NITROGÊNIO SMF 1382 100 kg/ha de N T Fo to : R o ri z L M ac h ad o USO DE MICRORGANISMOS ASSOCIADOS A LEGUMINOSAS ARBÓREAS DE RÁPIDO CRESCIMENTO COMO ESTRATÉGIA DE REVEGETAÇÃO DE BAIXO CUSTO O início do uso da técnica para RAD - 1989 Fo to s: E d u ar d o F .C .C am p el lo e A ví lio A . F ra n co POR QUE BASEAR A RECOMPOSIÇÃO DE AMBIENTES EM ESPÉCIES DA FAMÍLIA DAS LEGUMINOSAS? Alta diversidade da família, ocorrendo em todos os biomas brasileiros. Relativa facilidade de obtenção de sementes. Associações com microrganismos do solo. ASSOCIAÇÃO ENTRE PLANTAS E MICRORGANISMOS Micorrizas M + R R TN TM + R R TN T Fo to s: A ce rv o E m b ra p a A gr o b io lo gi a SIMBIOSE Bact. diazotrófica - PLANTA - fungo MA Bactéria diazotrófica (saprofítica) Fungo MA (biotrófico obrigatório) PlANTA (autotrófica - fixa C) Planta nodulada (fixa C e N) Planta nodulada e micorrizada (fixa C e N, + tol. est. + efic. abs. água e nut.) Planta micorrizada (fixa C, + tol. est. + efic. abs. nutr. e água PREMISSA DA TÉCNICA A d ap ta d o d e R es en d e et a l, 2 0 0 6 PRINCIPAIS MECANISMOS PARA REABILITAÇÃO DE ÁREAS DEGRADADAS Reabilitação ambiental de áreas alteradas Conformidade do relevo Fatores ambientais Fontes de propágulos Agentes dispersores Substrato ESTUDOS DE CASO E CONSIDERAÇÕES SOBRE SUCESSÃO VEGETAL NÚMERO DE ESPÉCIES SOB PLANTIOS DE LEGUMINOSAS E NÃO LEGUMINOSAS ARBÓREAS COM 12 ANOS Porto Trombetas - PA Campello, 1998 0 20 40 60 80 a a b b b N ú m er o d e e sp é ci es BIOMASSA DA REGENERAÇÃO NATURAL 12 ANOS APÓS PLANTIO Campello, 1998 Porto Trombetas – PA ENCOSTA URBANA Angra dos Reis - RJ 10 anos Fotos: Acervo Embrapa Agrobiologia 42,63% 10,01% 9,16% 5,87% 5,72% 5,29% 3,58% 2,72% 2,58% 12,45% 0% 10% 20% 30% 40% 50% Meliaceae Euphorb iaceae Piperaceae Lauraceae Gramineae Moraceae Myrs inaceae Myrtaceae So lanaceae 16 res tantes Fam ília s % Indivíduos SUCESSÃO VEGETAL EM ÁREAS REVEGETADAS COM LEGUMINOSAS ARBÓREAS, EM ANGRA DOS REIS, 10 ANOS APÓS PLANTIO RESUMO A degradação muitas vezes só é observada quando os custos para sua reversão são elevados. Portanto, fazer uso de sistemas produtivos menos impactantes em áreas mais frágeis, é o melhor caminho. Existem uma série de estratégias para se recuperar uma área e infelizmente tudo é caso a caso, não há receitas de bolo. Avaliar o nível de degradação do solo é fundamental para definir espécies mais adequadas, adubos e adubação. O uso de leguminosas associadas a microrganismos é uma estratégia aplicável em alguns casos e pode aumentar o nível de sucesso e reduzir custos. Em áreas com abundância de fontes de propágulos e agentes dispersores o sucesso da técnica é mais frequente. OBRIGADO! Alexander Silva de Resende
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