Cycling of biomass and nutrients in forest plants

Giovanno Radel De Vargas, Jonas Bianchin, Hilbert Blum, Renato Marques

Abstract


The objective of this review is to address the main points regarding biomass cycling and litter nutrients in some planted forests, such as Eucalyptus, for example, as well as the influence of some forms of management on cycling, such as thinning. Because it is the main source of nutritional replacement for trees in these ecosystems, it is of vital importance to study and know how the processes related to nutrient cycling occur in these environments also in relation to the availability of nutrients throughout these processes. It is generally observed that the main source of nutrients for the plants during the cycling are the leaves, in addition to being deposited in greater quantity also there is an accelerated decomposition in relation to the other components of the plant deposited on the ground. It is observed that the deposition of material on the soil occurs in the hottest and humid times of the year, coinciding with the times when precipitation is more abundant, as well as the decomposition processes, which normally decrease in colder and drier times, as during the winter and fall in the regions that are usually implemented this type of forest plantations. In relation to nutrients, there is usually a predominance of nitrogen in the materials deposited in relation to the other elements.


Keywords


litter, forest management, nutritional management.

References


ABRAF - ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE PRODUTORES DE FLORESTAS PLANTADAS. 2013 Anuário estatístico da ABRAF 2013, Ano Base 2012. Brasília: ABRAF, 2013. 140p.

ASSIS JUNIOR S.L et al. . Soil microbial activity in agroforest, monocultures, natural forest and deforested area systems. Revista Árvore, v.27, p.35-41, 2003.

BAHUGUNA V.K et al. Leaf litter decomposition and nutriente release in Shorea robusta and Eucalyptus camaldulensis plantation. Indian Forester. v.116, p.103-114, 1990.

BARLOW J. et al. Litter fall and decomposition in primary, secondary and plantation forests in the Brazilian Amazon. Forest Ecology and Management, v.247, p.91-97, 2007.

BELLOTE AFG et al. Nutrientes minerais, biomassa e deposição de serapilheira em plantios de Eucalyptus com diferentes sistemas de manejo de resíduos florestais. Pesquisa Florestal Brasileira, v.56, p.31-41. 2008

BENVENUTTI-FERREIRA G. et al. Dendrometry and litterfall of neotropical pioneer and early secondary tree species. Biota Neotropica, v.9, p.65-71, 2009.

BERTALOT MJA et al. Retorno de nutrientes ao solo via deposição de serapilheira de quatro espécies leguminosas arbóreas na região de Botucatu – São Paulo, Brasil. Scientia Forestalis, v.65, p.219-227, 2004

BORMANN HF e LIKENS G. E. The nutrient cycles of an ecosystem. Scientific Amazon, v.233, p.92-101, 1970.

BRADFORD M.A .et al. Microbiota, fauna, and mesh size interactions in litter decomposition. Oikos, v.99, p.317-323, 2002.

CALDEIRA M.V.W et al. Quantificação de serapilheira e de nutrientes em uma Floresta Ombrófila Densa. Revista Semina: Ciências Agrárias, v.29, p.53-68, 2008.

CARNEIRO M.A.C et al. Atributos físicos, químicos e biológicos de solo de cerrado sob diferentes sistemas de uso e manejo. Revista Brasileira de Ciência do Solo, v.33 p.147-157, 2009.

CHAZDON R.L. Beyond deforestation: restoring forests and ecosystem services on degraded lands. Science, v.320, p.1458-1460, 2008.

CHIODINI B.M et al. Matéria orgânica e a sua influência na nutrição de plantas. Cultivando o Saber, v.6, p.181-190, 2013.

CORRÊA F.L.O et al. Produção de serapilheira em sistema agroflorestal multiestratificado no estado de Rondônia, Brasil. Ciência e Agrotecnologia, v.30, p.1099-1105, 2006.

COSTA G.S et al. Decomposição e liberação de nutrientes da serapilheira foliar em povoamentos de Eucalyptus grandis no norte Fluminense. Revista Árvore, v.29, p.563-570, 2005.

DELLA BRUNA E. et al. Atividade da microbiota de solos adicionados de serapilheira de eucalipto e de nutrientes. Revista Brasileira de Ciência do Solo, v.15, p.15-20.,1991.

DENTON G.W. Iodophors: disinfection, sterilization and preservation. 4.ed. Philadelphia: Lea e Febiger. 1990. 614p.

DICKOW K.M.C. Ciclagem de fitomassa e nutrientes em sucessão secundária na Floresta Atlântica, Antonina, PR. Curitiba, Tese (Doutorado em Engenharia Florestal) – Universidade Federal do Paraná, 2010. 215p.

ELTZ F.L.F e ROVEDDER A.P.M. Revegetação e temperatura do solo em áreas degradadas no sudoeste do Rio Grande do Sul. Revista Brasileira de Agrociência, v.11, p.193-200, 2005.

GAMA-RODRIGUES E.F et al. Alterações na biomassa e na atividade microbiana da serapilheira e do solo, em decorrência da substituição de cobertura florestal nativa por plantações de eucalipto, em diferentes sítios da região Sudeste do Brasil. Revista Brasileira de Ciência do Solo, v.32, p.1489-1499, 2008.

GAMA-RODRIGUES A.C e BARROS N.F. Ciclagem de nutrientes em floresta natural e em plantios de eucalipto e de dandá no sudeste da Bahia, Brasil. Revista Árvore, v.26 p.193-207, 2002.

GAMA-RODRIGUES E.F. et al. Carbon, nitrogen and activity of microbial biomass in soil under eucalypt plantations. Revista Brasileira de Ciência do Solo, 29, v.893, p.901, 2005.

GARCIA C.H e NOGUEIRA M.C.S. Utilização da metodologia REML/BLUP na seleção de clones de eucalipto. Scientia Forestalis, v.68, p.107 112. 2005.

GONÇALVES J.L.M et al. Soil and stand management for short-rotation plantations. In: NAMBIAR EDS e BROWN AG, Management of soil nutrients and water in tropical plantations forest. Canberra: ACIAR. 1997. p.379-418.

GUO LB e S.I.M.S R.E.H. Litter decomposition and nutrient release via litter decomposition in the New Zealand eucalypt short rotation forests. Agriculture Ecosystems and Environment, v.75 p.133-140, 1999.

JORDAN C.F. Nutrient Cycling in Tropical Forest Ecosystems. Chickester: John Wiley e Sons. 1985. 237p.

KIEHL E.J. Fertilizantes orgânicos. São Paulo: Editora Agronômica Ceres Ltda. 1985. 492 p.

LACLAU J.P et al. Influence of nitrogen and potassium fertilization on leaf lifespan and allocation of above-ground growth in Eucalyptus plantations. Tree Physiology, v.29, p.111–124, 2008.

LAMBERS H. et al. Role in Ecosystem and Global Processes. In: Plant Phisiological Ecology. New York: Springer. 1998. 540p.

LEITE H.G et al. Avaliação de um modelo de distribuição diamétrica ajustado para povoamentos de Eucalyptus sp. submetidos a desbaste. Revista Árvore, v.29 p.271-280, 2005.

LIMA A.M.N et al. Frações da matéria orgânica do solo após três décadas de cultivo de eucalipto no Vale do Rio Doce-MG. Revista Brasileira de Ciência do Solo, v.32, p.1053-1063, 2008.

LOPES, J.L.W. Qualidade de mudas clonais do híbrido de Eucalyptus grandis vs. Eucalyptus urophylla, submetidas a diferentes regimes hídricos. São Paulo, Tese (Doutorado em Engenharia Florestal) - Universidade Estadual de São Paulo, 2008, 181p.

MARTIUS C. et al. Litter fall, litter stocks and decomposition rates in rainforest and agroforestry sites in central Amazonia. Nutrient Cycling in Agroecosystems, v.68, p.137–154, 2004.

MELLONI E. et al. Avaliação da qualidade de solos sob diferentes coberturas florestais e de pastagem no sul de Minas Gerais. Revista Brasileira de Ciência do Solo, v.32, p.2461-2470, 2008.

MELO V.F et al. Balanço nutricional, eficiência de utilização e avaliação da fertilidade do solo em P, K, Ca e Mg em plantios de eucalipto no Rio Grande do Sul. IPEF, v.49, p.8-17, 1995.

MONTEIRO M.T et al. . Carbon, nitrogen, and microbial biomass activity in different litter structures of a natural forest. Revista Brasileira de Ciência do Solo, v.28, p.819- 826, 2004.

MORELLATO L.P.C. Nutrient cycling in two south-east Brazilian forests. I Litterfall and litter standing crop. Journal of Tropical Ecology, v.8, p.205-215, 1992.

NASCIMENTO H.E.M et al. Demographic and life-history correlates for Amazonian tres. Journal of Vegetation Science, v.16, p.625-634, 2005.

NEGI J.D.S et al. Forest floor and soil nutrient inventories in an old growth Eucalyptus plantations. Indian forester, v.114, p.453-461, 1988.

NIINEMETS U et al. Do we underestimate the importance of leaf size in plant economics? Disproportional scaling of support costs within the spectrum of leaf physiognomy. Annals of Botany, v.100, p.283–303, 2007

ODUM EP e BARRETT G.W. Fundamentos de Ecologia. São Paulo: Thomson Learning, 2007.,612p.

ONO K et al. Possible mechanisms of adaptive leaf senescence. Plant Biology, v.3, p.234–243, 2001.

PENA M.L.P et al. Respiração microbiana como indicador da qualidade do solo em ecossistema florestal. Floresta, v.35, p.117-127, 2005.

PINTO JUNIOR J.E et al. Avaliação simultânea de produtividade, adaptabilidade e estabilidade genotípica de Eucalyptus grandis em distintos ambientes do Estado de São Paulo. Pesquisa Florestal, v.53, p.79 108, 2006

PRESCOTT C. Do rates of litter decomposition tell us anything we really need to know? Forest Ecology and Management, v.220, p.66-74, 2005.

REISSMANN C.B e WISNIEWSKI C. Aspectos nutricionais de plantios de Pinus. In: GONÇALVES J.L.M e BENEDETTI V. Nutrição e fertilização florestal. Piracicaba: IPEF - Instituto de Pesquisa e Estudos Florestais, 2000. p.135-166.

RIBEIRO M.C et al. The Brazilian Atlantic Forest: how much is left, and how is the remaining forest distributed? Implications for conservation. Biological Conservation. v.142, p.1141-1153, 2009.

RODRIGUEZ R et al. Needle mass, fine root and stem wood production in response to silvicultural treatment, tree size and competitive status in radiata pine stands. Forest Ecology Management, v.186, p.287–296, 2003

ROSADO A.M et al. Seleção simultânea de eucalipto de acordo com produtividade, estabilidade e adaptabilidade. Pesquisa Agropecuária Brasileira, v.47, p. 964-971, 2012.

SANTANA JAS e SOUTO J.S. Produção de serapilheira na Caatinga da região semi-árida do Rio Grande do Norte, Brasil. Idesia, v.29, p.87-94, 2011.

SANTANA R.C et al. Eficiência de utilização de nutrientes e sustentabilidade da produção em procedências de Eucalyptus grandis e Eucalyptus saligna em sítios florestais do Estado de São Paulo. Revista Árvore, v.26, p.447-45, 2002.

SELLE G.L. Ciclagem de nutrientes em ecossistemas florestais. Bioscience Journal, v.4, p.29-39. 2007

SPANGENBERG A et al. Nutrient store and export rates of Eucalyptus urograndis plantations in eastern Amazonia (Jari). Forest Ecology Management, v.80, p.225-234, 1996.

SUDARIC A et al. Characterization of genotype by environment interactionsin soybean breeding programmes of southeast Europe. Plant Breeding, v.125, p.191 194, 2005.

THOMPSON K et al. A comparative study of leaf nutrient concentrations in a regional herbaceous flora. New Phytology, v.136, p.679–689, 1997.

TOLEDO LO et al. Produção de serapilheira e transferência de nutrientes em florestas secundárias localizadas na região de Pinheiral, RJ. Ciência Florestal, v.12, p.9-16, 2002.

WHITEHEAD D. e BEADLE C.L. Physiological regulation of productivity and water use in Eucalyptus: a review. Forest Ecology and Management v.193, p.113–140, 2004.

WITSCHORECK R et al. Estimativa da biomassa e do comprimento de raízes finas em Eucalyptus urophylla S.T. Blake no município de Santa Maria-RS. Revista Árvore, v.27p.177-183, 2003.

ZAIA F.A e GAMA-RODRIGUES A.C. Ciclagem e balanço de nutrientes em povoamentos de eucalipto na região norte-fluminense. Revista Brasileira de Ciência do Solo, v.28, p.843-852, 2004.


Comments on this article

View all comments