Resíduos da colheita do eucalipto: ciclagem de nutrientes e uso da espectroscopia do infravermelho próximo para predição da composição química - Ferreira, Gabriel William Dias (2012)
A grande demanda por produtos oriundos das florestas de eucalipto faz com que se busquem formas adequadas de manejá-las, a fim de se obter elevadas produções em ciclos cada vez mais curtos. A grande exportação de nutrientes na colheita dos povoamentos gera preocupações sobre a sustentabilidade do ambiente e da produção dos ciclos subsequentes. A manutenção dos resíduos na área surge como alternativa para minimizar essa exportação, liberar gradualmente os nutrientes à próxima rotação e favorecer os estoques de matéria orgânica do solo (MOS), de papel fundamental nos solos de regiões tropicais. Esses processos são governados por fatores de clima, solo e qualidade do material vegetal. A avaliação da composição do material vegetal é feita por análises químicas trabalhosas e com grande consumo de tempo e reagentes. O uso de métodos espectroscópicos pode tornar esse processo mais simples, com resultados de boa confiabilidade. Os objetivos desse estudo foram avaliar a liberação de nutrientes pela decomposição dos resíduos da colheita do eucalipto e testar a viabilidade da espectroscopia do infravermelho próximo (NIRS) para predizer a composição química dos mesmos. As amostras utilizadas foram obtidas de dois experimentos distintos. Experimento 1: oito tratamentos definidos por um fatorial 2x2x2, sendo presença ou não da casca, com ou sem aplicação de N, mantidos em superfície ou incorporados, coletados em cinco tempos, até três anos em dez locais diferentes do Brasil, distribuídos por quatro estados. Foram determinados os teores de Ca, Mg, N, P, K e S. Não foi observada influência significativa da aplicação de N na liberação de nutrientes. A presença da casca aumentou os estoques de nutrientes na área e acelerou a liberação. A incorporação também aumentou a velocidade de liberação dos nutrientes. Os nutrientes tiveram comportamentos semelhantes nos locais avaliados, contudo, as taxas foram diferentes. Em geral, K foi o nutriente mais rapidamente liberado, enquanto o Ca teve liberação mais lenta. Mg, S, N, e P tiveram liberação mais gradual, tendendo a acompanhar a taxa de decomposição dos resíduos. Para todos os nutrientes, com exceção do K, foram observadas algumas fases de imobilização. Experimento 2: litter bags alocados em cinco povoamentos de eucalipto localizados em regiões distintas do Extremo Sul da BA, sendo quatro tratamentos, resultantes da combinação de resíduos de árvores submetidas ou não a altas doses de N, e presença ou ausência de casca, coletados em cinco tempos, até um ano após a instalação do experimento. Foram determinados os teores de C, N, lignina insolúvel Klason, lignina solúvel, extrativos e holocelulose. Foram selecionadas, com base na distribuição de frequência, 308 amostras que foram utilizadas na análise NIRS. Foram testadas 21 formas de pré-processamento espectral, variando entre a correção do espalhamento e aplicação de derivadas, até o segundo nível. Em cada uma das combinações, aplicou-se a técnica de análise de componentes principais (PCA) para identificar outliers e definir os grupos de calibração e validação. Com uso da mPLS (regressão modificada dos mínimos quadrados parciais) relacionou-se os espectros obtidos com os valores determinados pelos métodos químicos. Os modelos foram avaliados pelos resultados da validação cruzada e validação externa. Os modelos obtidos foram considerados eficientes na predição de todas as características, em todos os tempos, sendo para N e extrativos os mais acurados. Quando se utilizou formas diferenciadas de pré-processamento espectral para cada componente, ajustaram-se modelos com maior capacidade preditiva. O uso de apenas uma forma de pré-processamento (StdMSC 2a d.) possibilitou predizer o comportamento de todos os constituintes avaliados com boa precisão, apesar de não ter sido identificado como a melhor forma de pré-processamento para cada constituinte individualmente. Assim, verificou-se que é viável a utilização do NIRS para predição das transformações sofridas por diferentes componentes dos resíduos da colheita do eucalipto em decomposição.