Interacção solo-árvore isolada em montado de azinho (Quercus rotunfifolia Lam.): processos fundamentais

Abstract

Foram estudados, na região de Évora, em montados de Quercus rotundifolia Lam., os componentes dos ciclos de nutrientes relativos à precipitação, no período entre Novembro de 1996 e Dezembro de 2000. A quantidade de precipitação bruta, de gotejo (a diferentes distâncias do tronco da árvore) e de escorrimento ao longo do tronco foi registada de forma contínua, colhendo-se semanalmente amostras para a sua caracterização química. Os parâmetros do microclima (radiação global, radiação fotossintéticamente activa, temperatura do ar e do solo), foram monitorizadas nas áreas sob e fora da influência da copa das árvores. As características físicas e químicas do solo das áreas dentro e fora da projecção, vertical da copa de Quercus rotundifolia foram estudadas num montado disperso, quantificando-se simultaneamente as camadas orgânicas. As amostragens foram efectuadas a diferentes distâncias relativamente ao tronco das árvores, segundo os eixos cardeais. A mineralização do azoto do solo foi estudada nas áreas sob e fora da acção do coberto, avaliando-se a disponibilidade do N no campo, por intermédio da técnica da mineralização sequencial in situ e, em laboratório, recorrendo a incubações aeróbias e anaeróbias. O efluxo de CO2 do solo dessas áreas foi também quantificado. Avaliou-se, por fim, a acção da copa de Quercus rotundifolia na produção da vegetação herbácea, durante um período de dois anos. Verificou-se um acréscimo da concentração iónica no gotejo em relação à precipitação bruta, o qual foi ainda mais manifesto no escorrimento ao longo do tronco. Simultaneamente, a concentração das diferentes espécies iónicas apresentou uma diferenciação horizontal, comprovada por um decréscimo significativo desta, com o aumento da distância ao tronco. Os fluxos médios anuais de Ca, Mg, Na, K, N [NH4'], N [NO31, P, CI e S [SO421 na precipitação bruta foram, respectivamente, 3,5, 1,8, 8,7, 4,0, 0,8, 2,8, 2,1, 17,9 e 3,9 kg ha-1. Os valores respeitantes ao gotejo atingiram 21,1, 6,5, 22,4, 38,4, 1,4, 4,2, 5,4, 54,2 e 7,1 kg ha-1. Os fluxos inerentes ao escorrimento ao longo do tronco variaram com a área considerada sob influência desta solução, relativamente ao tronco da árvore. A intercepção pela copa de Quercus rotundifolia da radiação solar global e da radiação fotossintéticamente activa, atingiu valores entre 75 a 90 % consoante a época do ano. A temperatura do solo fora da acção da copa das árvores foi em geral superior à das áreas sob a copa, chegando a atingir no Inverno o dobro do valor. A massa das camadas orgânicas decresceu significativamente das distâncias mais próximas do tronco (3,83 t ha-') para a distância correspondente ao limite da projecção da copa das árvores (1,77 t ha-'), bem como em relação às distâncias situadas para além deste (0,45 t ha-'). A massa volúmica aparente do solo das áreas do sob coberto, à profundidade 0-5, diferenciou-se significativamente da do solo das áreas fora deste. O teor de humidade do solo à superfície tendeu, por um lado, a decrescer mais rapidamente nas zonas fora da acção da copa das árvores e, por outro, a restabelecer-se mais rapidamente nestas mesmas áreas. Os teores do solo em C orgânico e N foram significativamente mais elevados nas áreas sob as copas das árvores do que naquelas fora da influência destas. Tendência semelhante foi apresentada pelo teor de bases de troca (Ca, Mg e K) e de K e P extractáveis. Estes teores, bem como os de C orgânico e N, decresceram da proximidade do tronco para o limite da projecção vertical da copa. O Mg de troca e o valor de pH não apresentaram qualquer diferenciação devido à presença das árvores. A mineralização do N do solo foi mais importante à profundidade dos 0-10 cm, tendo sido significativamente superior nas áreas do sob coberto, relativamente às áreas fora da sua acção. A mineralização acumulada de N foi de 128,62 kg ha-1 no solo das áreas fora da copa e de 166,69 kg ha-1 nas áreas do sob coberto. O efluxo de CO2 do solo nas áreas do sob coberto de Q. rotundifolia foi cerca do dobro do efluxo registado nas áreas fora da acção da copa. A produção anual média de biomassa herbácea foi de 343,10 g m-2 nas áreas fora do coberto de Q. rotundifolia, de 109,34 g m-2 nas áreas do sob coberto e de 124,59 g m-2 com radiação reduzida artificialmente. Os teores em N, P, K, Mg, Mn e Ca da biomassa herbácea foram em geral superiores nos tratamentos com redução de radiação. A presença de árvores de Quercus rotundifolia Lam. modifica as condições as físicas, químicas e biológicas das áreas do sob coberto, relativamente às áreas circundantes. Tal facto, dá origem a ilhas de fertilidade e qualidade do solo, e consequentemente coloca a necessidade de uma gestão mais criteriosa das áreas de montado, diferenciando zonas sob e fora do coberto. ABSTRACT - Nutrient cycling in Quercus rotundifolia Lam. systems, regarding precipitation was studied at Évora (Southern Portugal), since November of 1996 until December of 2000. The amounts of gross rainfall, throughfall (at different distances from the tree trunk) and stemflow were measured continuously and samples for chemical analysis were collected weekly. The microclimatic characteristics (soil moisture, G, PAR and air and soil temperature) were also monitored both under and outside the influence of the tree canopies. Soil physical and chemical characteristics, underneath and outside Quercus rotundifolia canopies, were studied in areas where trees commonly are wide spaced. The amounts of the forest floor litter layer were also evaluated. Nitrogen transformation was examined under and outside the influence of the tree canopies. Nitrogen availability was examined in anaerobic and aerobic incubations in the laboratory, and with de sequential in situ incubation method in the field. Soil CO2 efflux was evaluated under and outside the influence of the tree canopies. The influence of Quercus rotundifolia trees on biomass production of the herbaceous vegetation was studied. The concentration of nutrients was higher in the throughfall than in the gross rainfall, especially in the areas closer to the tree trunk. The highest concentration of nutrients was observed in the stemflow water. lon concentrations in throughfall showed a negative significant relationship with the distance to the tree trunk. The annual amounts of Ca, Mg, Na, K, P, N-NH4+, N-NO3-, CI and S-SO 4 2- returned to the soil through gross rainfall were, respectively, 3.5, 1.8, 8.7, 4.0, 0.8, 2.8, 2.1, 17.9 and 3.9 kg ha-1. The amounts regarding throughfall were 21.1, 6.5, 22.4, 38.4, 1.4, 4.2, 5.4, 54.2 and 7.1 kg ha-1. The quantity of nutrients carried by the stemflow was small, but with a strong influence in areas dose to tree trunk. G and PAR radiation was intercepted around 75 to 90 % by the canopy depending on the time of the year, and showed significant diurnal differences between inside and outside the canopy. Soil temperature was higher in areas without canopy, especially in winter. The forest floor litter layer mass decreased, from 3.2 t ha-1, dose to the trunk, to 1.6 t ha-1, at the canopy projection limit. Soil Bulk density increase with increasing distance to the tree trunk. Soil moisture tended to decrease and refill faster in areas without canopy influence. Soil C and N concentrations were higher beneath the tree canopies than in the areas outside their influence. Similar tendency was observed for the exchangeable base cations (Ca, Mg and K) and for extractable K and P. These values decreased from the areas dose to the trunk to those located at the canopy projection limit. Both pH values and exchangeable Mg values were not influenced by the tree canopies. Net N mineralization occurred mainly in the 0-10 cm of the soil layer, and was higher under Quercus rotundifolia canopy. Total net N mineralization was 128.62 kg ha-1 outside trees canopy and 166.69 kg ha-1 under tree canopy. Soil Co2 efflux under Quercus rotundifolia double the efflux measured outside tree canopy. Mean annual biomass production of the herbaceous layer was 343.10 g m-2 for the control, 109.34 g m-2 for the areas located under the tree canopies and 124.59 g m"2 for the areas with artificial shadow. In general the biomass N, P, K, Ca, Mg e Mn content was higher in the micro-plots with radiation decrease, under either the tree canopies or artificial shadow, in comparison to those without shadow influence. Results from our studies show that Quercus rotundifolia trees create, islands of enhanced soil quality and fertility. Because Holm oak trees play many beneficia) roles in the ecosystem, )and managers should considerer oak conservation in managing Portuguesa "montados".