Este estudo teve como objetivo comparar o estoque de serrapilheira em ecossistemas naturais (floresta primária) e agroecossistemas (monocultivos e policultivos), bem como avaliar algumas características químicas dessas serrapilheiras e do solo, nas condições tropicais amazônicas

CARNEIRO, A. M. C.

HANAGARTH, W.

RODRIGUES, M. do R. L.

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CARACTERIZAÇÃO DE SERRAPILHEIRA EM AGROECOSSISTEMAS NA AMAZÔNIA CENTRAL  A.M.C. Carneiro1*; M.R.L.Rodrigues2 ; W. Hanagarth3 1Bolsista do CNPq dentro do Programa Shift ENV 52-2; 2Embrapa Amazônia Ocidental, Caixa Postal 319, CEP 69.011- 970, Manaus-AM; 3Museu de História Natural de Karlsruhe, Alemanha. E-mail: adamoi@bol.com.br  Quando se pensa no potencial agrícola da Amazônia encontramos na fertilidade de seus solos a sua principal controvérsia. Segundo Cochrane & Sanchez (1982), a maioria de seus solos é pobre; somente 8% têm alto teor de bases e fertilidade relativamente alta. Tal fato faz com que a agricultura tradicional se desenvolva baseada  nos nutrientes liberados com a queima da biomassa; e em solos sob floresta, estima-se que 90% dos nutrientes estejam na biomassa e o restante no solo. Nessas condições, a utilização do solo para fins agrícolas, de forma sustentável ou contínua, só é possível quando o agricultor utiliza práticas de manejo que sejam capazes de evitar o gradativo empobrecimento da terra. Esse empobrecimento pode resultar tanto da retirada de nutrientes do solo pelas colheitas sucessivas como de alterações físicas ou químicas em conseqüência da erosão, lixiviação e compactação do solo cultivado. O conhecimento da qualidade e da quantidade de  serrapilheira, que nada mais é do que o material vegetal produzido pelas plantas e depositado sobre o solo, pode contribuir sobremaneira para o aproveitamento destes resíduos nas áreas de cultivo agrícola e contribuir, direta ou indiretamente, com a melhoria da fertilidade destes solos. A serrapilheira é,  portanto, uma forma importante de reciclagem de matéria orgânica e de nutrientes,  exercendo ainda um papel fundamental na melhoria da qualidade física do solo (proteção do solo, umidade, temperatura,  agregação, etc.). Embora muitos agroecossistemas, sejam estes em policultivos ou monocultivos, produzam quantidades razoáveis de serrapilheira, esta geralmente não foi quantificada e pouco se sabe a respeito de sua composição química. Nos agroecossistemas, segundo Dantas & Phillipson (1989), uma ciclagem de nutrientes satisfatória, só é obtida quando o plantio simula uma floresta, e então, se inicia a renovação dos nutrientes imobilizados anteriormente. Este estudo teve como objetivo comparar o estoque de serrapilheira em ecossistemas naturais (floresta primária) e agroecossistemas (monocultivos e policultivos), bem como avaliar algumas características químicas dessas serrapilheiras e do solo, nas  condições tropicais amazônicas. Os ecossistemas estudados encontram-se distribuídos em áreas delimitadas, pertencentes ao Projeto SHIFT (Studies of Human Impact in Forest and Floodplains in the Tropics) e adjacências, implantados em 1993 na Estação Experimental da Embrapa Amazônia Ocidental - Manaus/AM, localizada na Rodovia AM-010, km 29. O solo da área de estudo foi classificado como Latossolo Amarelo álico textura muito argilosa, unidade pedogenética extensamente distribuída na região Amazônica e particularmente no Distrito Agropecuário da SUFRAMA (Rodrigues et al., 1971; 1972). Para avaliar a fertilidade natural do solo, amostras de solo foram coletadas na camada de 0 - 20 cm na floreta primária, obtendo-se: 3,7-4,2 de pH; 1-6 mg.dm-3 de P; 1,10-4,20 mmolc.dm-3 de SB e 12-24 mmolc.dm-3 de Al. Os resultados mostram que sob condições naturais o solo é ácido,  com baixa capacidade de troca de cátions, alta saturação de alumínio e baixo teor de fósforo. O clima, na classificação de Köppen, enquadra-se no tipo Ami, quente e úmido, tropical chuvoso, com variação anual de temperatura inferior a 5 oC, não possuindo verão nem inverno definidos. Realizou-se a seleção dos sistemas de acordo com a representatividade de seus componentes frente às condições Amazônicas de cultivo, sendo: Cupuaçu policultivo (CuP); Coco policultivo (CoP); Puerária em policultivo (PuP); Urucum policultivo (UrP); Seringueira Policultivo (SeP); Seringueira monocultivo (SeM); Pupunha monocultivo (PuM); Guaraná monocultivo (GuM); Floresta (FLO). Para as espécies cupuaçu, coco, seringueira, urucum, pupunha e guaraná, em cada sistema selecionado, foram escolhidos quatro indivíduos, cada um com identificação individual (rastreabilidade). Na  floresta e no sistema puerária em policultivo, as áreas amostradas foram escolhidas ao acaso. O material vegetal depositado sobre o solo, a serrapilheira, foi coletado com o auxílio de um quadrado de ferro medindo 75 cm de lado e 15 cm de altura, colocado próximo ao caule, sob a projeção da copa das plantas. O material vegetal coletado na superfície do solo e dentro da área do quadrado foi acondicionado em sacos plásticos devidamente identificados, levados para casa de vegetação, distribuído sobre bancadas para que passasse por um primeiro processo de secagem à sombra, a fim de facilitar o manuseio posterior das mesmas. Depois foram separadas manualmente nas seguintes frações: Folhas grandes (FG) – constituída de folhas cujo limbo foliar foi pouco afetado pelo processo de decomposição e/ou pouco atacadas por insetos; Folhas pequenas  (FP) - folhas severamente atacadas por insetos e com a maioria de seu limbo já decomposto, isto é, pela fração constituída de fragmentos de folhas retidas sobre a peneira de malha 4 mm; Peneira (PE) – todo o material que passasse pela peneira de 4 mm, no entanto, esta fração passou, ainda, por um processo de imersão em água para que as partículas de solo presentes decantassem para posterior descarte; Madeira (MD) - composta por pedaços de galhos, ramos e madeira, também separada  manualmente, sendo inicialmente dividida em dois grupos: MD>1 cm (formada por fragmentos maiores que um centímetro) e MD<1 cm (menores que um centímetro); Frutos (FR) – formada de frutos, flores (soltas), inflorescências, sementes e cascas. As diferentes frações foram submetidas à secagem, em torno de 65ºC, em estufa de circulação forçada, sendo em seguida pesadas e  moídas, para posterior análise química. As raízes, freqüentemente, presentes na serrapilheira, foram separadas, secas e pesadas à parte, não sendo consideradas na composição da biomassa total da serrapilheira. A amostragem do solo foi realizada em duas profundidades: 0-5 cm (1) e 5-20 cm (2), coletando-se cinco subamostras para formar uma composta, nos mesmos locais selecionados para coleta de serrapilheira. As análises químicas das frações de serrapilheira e das amostras de solo foram realizadas no Laboratório de Análise de Solos e de Plantas da Embrapa Amazônia Ocidental, sendo a análise total para C e N realizada em um Autoanalizador Elementar VarioEL. Pela Figura 1 verifica-se que os diversos agroecossitemas estudados depõem diferentes quantidades de serrapilheira, que também pode apresentar diferentes proporções de frações constituintes. 0100200300400500600700800900CuP CoP PuP UrP SeP SeM PuM GuM FLOMatéria seca (g)Folhas grandes Folhas pequenas Peneira (< 4mm) Madeira(<1cm)Madeira (>1cm) Frutos, cascas, infl. RaízesFigura 1 – Biomassa seca das frações de serrapilheira de agroecossistemas na Amazônia Central.  A fração foliar (FG + FP) apresentou-se, de maneira geral, como a parte que mais contribui com o estoque de serrapilheira no solo, à exceção do tratamento puerária que apresentou o maior peso seco na fração PE. Segundo Bray & Gorham (1964), as serrapilheiras das diferentes florestas, em geral, são compostas de 60% a 80% por folhas, de 1% a 15% por ramos e de 1% a 25% por cascas de árvores. Neste estudo, a fração foliar contribuiu com 34% na composição da serrapilheira da floresta e a fração MD (ramos, galhos e cascas) com 38%. Nos agroecossistemas a contribuição da fração foliar variou de 34 % a 68 %. Comparativamente a quantidade total de serrapilheira produzida apresentou o seguinte comportamento em ordem crescente: UrP < PuP ≤ PuM < SeP < CuP < SeM < FLO < GuM < CoP. Em extensa revisão sobre a produção de serrapilheira nas florestas tropicais  Vitousek (1984) verificou que esta variou de 5 a 15 t.ha-1. Nas condições deste trabalho a quantidade total de serrapilheira na floresta foi de 14,60 t.ha-1, situando-se entre os valores observados por Resende (2000) para floresta de terra firme (13,10 t.ha-1) e para floresta alagável (15,23 t.ha-1), no sudoeste do estado de Tocantins, parte da região Amazônica, sob condições metodológicas semelhantes. Pela Tabela 1 verifica-se que a puerária apresentou em todas as frações estudadas os maiores teores de N, enquanto os menores, no geral, foram observados na serrapilheira das palmáceas (CoP e PuM). Certamente os maiores valores de N observados no agroecossistema puerária podem ser atribuídos ao fato desta ser uma planta da família das leguminosas, plantas sabidamente fixadoras de N atmosférico pela associação com bactérias em seu sistema radicular. Os menores estoques de N foram observados para a fração MD, constituída principalmente de fragmentos de talos, ramos, galhos e caule. Os valores de carbono apresentaram certa igualdade dentro das frações; no entanto, a puerária mostrou um teor médio menor. Em decorrência desse comportamento, no geral, as menores relações C/N foram observadas para a serrapilheira da puerária e as maiores para a fração foliar das palmáceas.   Tabela 1 – Teor de nitrogênio, carbono e relação C/N nas diferentes frações componentes da serrapilheira dos agroecossistemas estudados   NITROGÊNIO (g.kg-1)   SISTEMAS FG FP PE MD FR MÉDIA  CuP 13,82bcdBC 16,60abcdAB 19,94abcA 11,20aC 16,90abAB 15,7 CoP 5,11eD 13,8cdB 17,60cA 10,80aBC 9,008bC 11,4 PuP 21,41aA 20,10abA 23,80aA 13,80aB - 15,8 UrP 17,94abA 17,60abcdA 21,41abcA 10,04aB 22,70aA 17,9 SeP 15,62bcB 18,00abcAB 21,10abcA 10,11aC - 13,0 SeM 12,40cdB - 18,50bcA 11,82aB - 10,7 PuM 8,90deB 13,11dAB 17,10cA - 13,50abAB 10,5 GuM 16,53abcBC 21,13aAB 23,04abA 13,8aC 22,00aAB 19,3 Flo 15,02bcAB 15,40bcdAB 17,73cA 11,90aAB 10,90abB 14,2   CARBONO (g.kg-1)  CuP 479,10aA 457,52aAB 427,20aB 466,60aA 460,50aA 458,20 CoP 440,42abAB 424,10aAB 390,70aB 446,80abA 444,42aA 429,30 PuP 386,62bAB 415,90aAB 380,80aB 444,70abA - 407,0 UrP 472,01aA 450,50aAB 417,54aB 424,10bAB 437,20aAB 440,30 SeP 508,10aA 464,60aAB 394,40aC 454,70abB - 455,42 SeM 446,70abA - 440,20aA 483,0aA - 456,61 PuM 460,62aA 430,70aA 414,00aA  426,00aA 432,81 GuM 494,65aA 462,00aAB 431,10aB 469,01aAB 476,34aAB 466,61 Flo 476,50aA 416,70aB 389,53aB 467,20aA 470,00aA 443,93   RELAÇÃO C/N  CuP 34,74bcB 27,69abcC 21,50abcD 41,70aA 28,11aC 30,75 CoP 86,15aA 31,12abB 22,28abcB 41,85aB 45,90aB 46,71 PuP 18,08cAB 20,85cAB 16,06dB 35,81aA - 22,70 UrP 26,86bcB 26,08abcB 19,67abcdB 44,21aA 19,23aB 27,21 SeP 31,58bcB 26,11abcBC 18,76cdC 45,49aA - 30,48 SeM 42,11bcA - 23,97abB 41,12aA - 35,74 PuM 55,37bA 33,44aB 24,55aB - 31,62aB 36,24 GuM 30,21bcAB 22,16bcB 18,83bcdB 35,72aA 21,64aB 25,71 Flo 34,13bcAB 27,42abcAB 22,05abcB 40,03aAB 47,78aA 34,28 *Médias seguidas por letra minúscula igual na coluna e por letra maiúscula na linha não diferem entre si pelo teste de Tyckey a 5% de probabilidade O pH do solo sob os agroecossistemas estudados, de maneira geral, variou de pH ácido a muito ácido (Figura 2), correspondendo a valores normalmente observados para Latossolos Amarelos na regiâo (Rodrigues et al., 2000). No geral, as concentrações de Al variaram de 0,40 cmolc.dm-3 a 1,8 cmolc.dm-3 , confirmando o caráter álico do solo estudado. A menor concentração foi observada na pupunha (0,453 c.molc/dm3), sendo que esta foi igual ao coco (0,758 c.molc/dm3). Estes dois agroecossistemas também apresentaram pH mais elevado, evidenciando a relação inversa citada na literatura: quanto maior o pH menor o teor de alumínio. O fósforo no solo sob os agroecossistemas estudados apresentou sua maior concentração sob SeM, sendo significativamente superior a SeP. Tal fato explica a maior quantidade de  serrapilheira observada no agroecossistema SeM, que foi o dobro daquele obtido no SeP (Figura 1). O teor de fósforo no solo variou na seguinte ordem decrescente: SeM>GuM>PuM>CoP>CuP>SeP>UrP>FLO, sendo o menor valor observado no solo sob floresta com média de 0,25 mg.dm-3 na camada superficial de 0-5 cm; na camada mais profunda (5-20 cm) o teor ficou abaixo do poder de detecção do aparelho. Esses teores extremamente baixos de fósforo no solo sob floresta, contrastando com  os estoques relativamente elevados de serrapilheira observados nesse ecossistema, confirmam a pobreza química natural do solo, principalmente em fósforo, e a eficiência das florestas  na utilização dos nutrientes (mecanismos de assimilação, ciclagem de nutrientes, etc.).   02468101214CuP-1CuP-2CoP-1CoP-2PuP-1PuP-2UrP-1UrP-2SeP-1SeP-2SeM-1SeM-2PuM-1PuM-2GuM-1GuM-2FLO-1FLO-2pH (H2O) P (mg/dm3) Al (c.molc/dm3)Figura 2 - Concentração de fósforo, alumínio e pH dos solos em duas profundidades no solo (1 = 0-5 cm e 2 = 5-20 cm) sob os agroecossitemas estudados   Referências bibliográficas: BRAY, J.R. e GORHAM, E. Litter production in forests of the world. In: CRAAG, J. B. Advances in Ecological Research. 2:p.101-157. 1964. COCHRANE, T.; SANCHEZ, P. Land resource, soil and their management in the Amazon region: a state of knowledge report. In: HECHT, S. (ed.) Amazon: agriculture and land use. 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Caracterização de serrapilheira em agroecossistemas na Amazônia Central.

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