Amostragem e modelagem da biomassa de raízes em um cerrado sensu stricto no Distrito Federal

Abstract

Estoques em biomassa são, em geral, muito variáveis entre e dentro de ecossistemas florestais. Para o bioma Cerrado, alguns estudos têm indicado que grande parte da biomassa vegetal viva encontra-se abaixo do nível do solo, ou seja, nas raízes. Contudo, estudos envolvendo a quantificação da biomassa subterrânea têm recebido pouca atenção em relação a quantificação da biomassa aérea, devido a grande dificuldade em amostrar raízes, pois as metodologias utilizadas para tal finalidade são, geralmente, difíceis de serem executadas, demandando muito tempo e muita mão de obra. Portanto, o objetivo desta pesquisa foi realizar estudos relacionados à distribuição, amostragem e modelagem da biomassa de raízes, em área de cerrado sensu stricto localizada na Fazenda Água Limpa, Distrito Federal. A biomassa acima do solo foi determinada considerando quatro estratos da vegetação: arbóreo-arbustivo, regeneração natural, herbáceo e serapilheira. Para a coleta das raízes, foram escavadas cinco subparcelas de 2 x 2 m, sendo cada uma alocada no centro de parcelas de 20 x 50 m implantadas na área para a realização do inventário florestal visando caracterizar a vegetação lenhosa arbórea e arbustiva. As escavações nas subparcelas de 2 x 2 m, foram realizadas considerando seis intervalos de profundidade (0-10, 10-30, 30-50, 50-100, 100-150 e 150-200 cm). Foram testados diferentes métodos de amostragem, que consistiram na coleta de raízes utilizando trado e escavação de monolitos e trincheiras, com diferentes dimensões, totalizando 13 tratamentos. As raízes foram separadas do solo, lavadas, classificadas de acordo com o seu diâmetro em grossas (> 10 mm), médias (5-10 mm), pouco finas (2-5 mm) e finas (< 2 mm), e, em seguida, pesadas. Subamostras de raízes com ± 300 g foram secas em estufa a 70 ± 2 ºC, visando obter a biomassa seca. Os dados obtidos nas subparcelas foram utilizados para avaliar distribuição da biomassa de raízes ao longo do perfil do solo e por classe de diâmetro. A partir dos dados da biomassa seca de raízes acumulada ao longo do perfil do solo (0-10, 0-30, 0-50, 0-100, 0-150 e 0-200 cm), em cada subparcela amostrada (total de 30 observações), foram ajustados modelos de regressão visando estimar a biomassa seca de raízes por unidade de área e por profundidade do solo. As variáveis independentes utilizadas no ajuste dos modelos foram: profundidade do solo (cm), densidade (N.ha-1), área basal (m².ha-1), diâmetro médio quadrático (cm) e altura de Lorey (m). O estoque total de biomassa verificado na área foi de 73,90 ± 12,26 Mg.ha-1, sendo 37,38 % desse total verificado acima do nível do solo e 62,62 % abaixo do nível do solo, até a profundidade de 200 cm. As camadas superficiais do solo acumularam a maior parte da biomassa estocada pelas raízes, sendo, aproximadamente 43, 74 e 86 % desse total registrada até as profundidades de 10, 30 e 50 cm. As raízes grossas contribuíram com 67,1 % da biomassa abaixo do solo, enquanto que as raízes finas representaram apenas 9,3 %. A escavação de dois monolitos de 0,5 x 0,5 m, até a profundidade de 30 cm, distribuídos em cantos opostos de uma subparcela de 2 x 2 m, mostrou ser uma estratégia eficiente para captar a variabilidade espacial da biomassa de raízes, proporcionando estimativas com precisão semelhante às obtidas com métodos que utilizaram maior área de escavação. O ajuste de modelos alométricos é uma boa alternativa para estimar, de forma indireta, a biomassa de raízes. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT

Biomass stocks are, commonly, very variable among and within forest ecosystems. For Cerrado biome, some studies have indicated that a lot of living biomass is located belowground, ie, in the roots. However, studies involving the quantification of root biomass have received little attention as the quantification of biomass, due to the great difficulty in sampling roots, because the methods used for this purpose are generally difficult to perform, requiring much time and labor. Thus, the present study aimed to conduct studies related to the distribution, sampling and modeling of root biomass, in a cerrado sensu stricto in Água Limpa Farm in Federal District, Brazil. The aboveground biomass was determined considering four stratum of vegetation: tree and shrub, natural regeneration, herbaceous and litter. Five subplots of 2 x 2 m were excavated to collect roots, being allocated in the center of plots of 20 x 50 m installed in the area for conducting the forest inventory, which aimed to characterize the tree and shrub woody vegetation. The excavations were carried considering six depth intervals (0-10, 10-30, 30-50, 50-100, 100-150 and 150-200 cm). During sampling of the roots, were tested different sampling methods, which consisted in roots collect using auger and excavating of monoliths and trenches, with different dimensions, totaling 13 treatments. The roots were separated from the soil, washed, classified according to their diameter in thick (> 10 mm), medium (5-10 mm), little thin (2-5 mm) and thin (<2 mm), and weighed. Subsamples of ± 300 g were oven dried at 70 ± 2 º C, allowing to obtain the values of dry biomass. The data obtained in subplots were used to evaluate the distribution of root biomass through the soil profile and by diameter class. From the data of dry biomass of roots accumulated throughout the soil profile (0-10, 0-30, 0-50, 0-100, 0-150 and 0-200 cm), in each subplot sampled (total 30 observations), were adjusted regression models aim to estimate the biomass of the roots per unit area and different soil depths. The independent variables used for model adjustment were: soil depth (cm), density (N.ha-1), basal area (m².ha-1), quadratic mean diameter (cm) and Lorey's height (m). The total stock biomass found in the study area was 73.90 ± 12.26 Mg.ha-1, being 37.38% of the total observed above ground level and 62.62 % below ground level, until the depth of 200 cm. The topsoil accumulated the most of the biomass stored by roots, with, approximately 43, 74 e 86 % this total recorded until depths of 10, 30 e 50 cm. The coarse roots contributed with 67.1% of belowground biomass, while the fine roots represented only 9.3 %. The excavation of two monoliths of 0.5 x 0.5 m, until depth of 200 cm, distributed on opposite corners of a subplot of 2 x 2 m, is an efficient strategy to capture the spatial variability of root biomass, providing estimates with similar precision to those obtained with methods that used larger excavation area. The adjustment of allometric models is a good alternative to estimate, indirectly, the biomass of roots.