ABSTRACT This study aimed to evaluate the litter production of different genotypes of Eucalyptus. An experiment was conducted in 43-month-old stands in the municipality of São Gabriel, Rio Grande do Sul, Brazil. For each genotype, a plot of 599.200 m was set. Fifteen samples were collected at random in each plot. The accumulated litter production ranged from 2.03 to 4.70 Mg ha-1. This number is the lowest value found in the Eucalyptus dunnii stands and the highest value in the hybrid Eucalyptus urograndis stands. The leaf fraction reached, on average, between 60% and 91% of the total litter. The various genotypes had differences in the litter deposited onto the soil top.

RESUMEN Este estudio tuvo como objetivo evaluar la producción de hojarasca de diferentes genotipos de eucalipto. Se realizó un experimento en stands de 43 meses en el municipio de São Gabriel, Rio Grande do Sul, Brasil. Para cada genotipo, se estableció una parcela de 599.200 m. Quince muestras fueron recolectadas al azar en cada parcela. La producción de hojarasca acumulada varió de 2.03 a 4.70 Mg har 1 . Este es el valor más bajo encontrado en los rodales de Eucalyptus dunnii y el valor más alto en los rodales híbridos de Eucalyptus urograndis. La fracción foliar alcanzó en promedio entre 60% y 91% del total de la hojarasca. Los diversos genotipos tuvieron diferencias en la basura depositada sobre la superficie del suelo.

Resumo O manejo intensivo de povoamentos florestais pode aumentar a produção de biomassa, bem como aumentar a remoção de nutrientes do local. Assim, o objetivo deste estudo foi simular diferentes intensidades de colheita e calcular a eficiência de utilização de nutrientes para Eucalyptus urograndis em diferentes tipos de solo. O estudo foi realizado em um plantio do híbrido E. urograndis de sete anos de idade, no município de Telêmaco Borba, Paraná, Brasil. O local de estudo incluiu duas subáreas com solo arenoso e solo argiloso (Cambissolo Háplico e Latossolo Vermelho, respectivamente). Com os dados de estoque de biomassa e nutrientes foi simulada a remoção de nutrientes em cinco cenários de colheita diferentes. A eficiência de utilização de nutrientes foi obtida a partir da relação entre a quantidade de biomassa e os nutrientes de cada componente da árvore. A colheita da árvore inteira resultou na retirada de aproximadamente 61% dos nutrientes do local em solo arenoso, enquanto em solo argiloso, 57% dos nutrientes foram removidos. Com a colheita apenas da madeira do fuste comercial, apenas 22% dos nutrientes foram retirados do solo arenoso e 21% do solo argiloso. A madeira do caule foi o componente que apresentou os maiores valores da eficiência de utilização de nutrientes para todos os nutrientes analisados. Para alcançar a sustentabilidade nutricional dos povoamentos de E. urograndis, o melhor sistema de colheita envolve a remoção apenas da madeira do tronco comercial. Para a produção de madeira, os solos arenosos apresentam maior eficiência biológica de cálcio e magnésio quando comparados aos solos argilosos.

Abstract Intensive management of forest stands can increase biomass production, as well as increase the removal of nutrients from the site. This study therefore sought to simulate different harvest intensities and to calculate the nutrient-use efficiency of Eucalyptus urograndis in different types of soil. The study was carried out in a plantation of seven-year-old hybrid E. urograndis in the city of Telêmaco Borba, Paraná, Brazil. The study site included two sub areas with sandy soil and clayey soil (Cambisols Inceptisol and Ferralsols Oxisols, respectively). Using biomass and nutrients stock data, nutrient removal was simulated under five different harvest scenarios. Nutrient-use efficiency was obtained from the relation between the amount of biomass and nutrients of each tree component. Harvesting the whole tree resulted in the removal of approximately 61% of the nutrients from the site in sandy soil, while in clayey soil 57% of the nutrients were removed. With harvesting of only the commercial stemwood, only 22% of the nutrients were removed from the sandy soil, and 21% from the clayey soil. Stemwood was the component that had the highest nutrient-use efficiency values for all the analyzed nutrients. In conclusion, to achieve nutritional sustainability of E. urograndis stands, the best harvesting system involves the removal of only commercial stemwood. For the production of stemwood, sandy soils have a greater biological efficiency of calcium and magnesium when compared to clayey soil.

Resumo A produtividade de genótipos superiores em plantações florestais está em função da oferta, captura e eficiência de uso dos recursos. Nesse contexto, o conhecimento sobre a eficiência nutricional do Eucalyptus influencia agricultores e pesquisadores na tomada de decisões e no manejo de ecossistemas florestais. A pesquisa teve como objetivo estimar a eficiência no uso de nutrientes em genótipos de Eucalyptus plantados no Estado do Rio Grande do Sul, Brasil. Foram avaliados seis genótipos potenciais e as avaliações foram realizadas em povoamentos de 43 meses de idade. A eficiência do uso de nutrientes foi calculada usando a razão de biomassa e a quantidade de nutrientes para cada componente da biomassa. Os resultados aqui apresentados confirmam que existe sinergismo e antagonismo entre os nutrientes no nível da parte aérea nos genótipos de Eucalyptus. Para a madeira do fuste, E. saligna apresentou a melhor eficiência de utilização de N, P, K, S e Mn; e E. urophylla × E. globulus para Mg, B e Zn. As vias metabólicas controlam a produção de biomassa sintetizada por cada genótipo e as diferenças entre os grupos de genótipos foram baseadas na eficiência do uso de nutrientes nos componentes da biomassa. A madeira do caule foi o componente que apresentou maior eficiência de uso de nutrientes, enquanto as folhas apresentaram a menor eficiência de uso de nutrientes. Mas, além disso, nossas análises identificaram o quão diferente é cada genótipo de Eucalyptus e essas características podem ser usadas para alocação de clones de acordo com a fertilidade do solo.

Abstract Superior productivity of genotypes in forest plantations depends on the supply, capture and use-efficiency of resources. In this context, knowledge regarding the nutritional efficiency of Eucalyptus influences farmers and researchers in decision-making and in the management of forest ecosystems. The aim of this research was to estimate nutrient-use efficiency in Eucalyptus genotypes planted in the state of Rio Grande do Sul, Brazil. We evaluated six potential genotypes at 43-month-old stands. Nutrient-use efficiency was calculated using the ratio of biomass and the amount of nutrients for each component of the biomass. Results here presented confirmed that there is synergism and antagonism between nutrients at the shoot level in the Eucalyptus genotypes. For stemwood, E. saligna showed the best utilization efficiency of N, P, K, S, and Mn; and E. urophylla × E. globulus for Mg, B, and Zn. Metabolic pathways control the production of biomass synthesized by each genotype and the differences between genotypes groups were on the basis of their nutrient-use efficiency in the biomass components. Stemwood was the component that showed the highest nutrient-use efficiency, while leaves presented the lowest nutrient-use efficiency. Additionally, our analyses identified how different each Eucalyptus genotype is and these traits may be used for clone allocation according to soil fertility.

Resumo Sabendo que a deposição atmosférica é a primeira fonte de entrada de nutrientes nos ecossistemas florestais e que a partição de precipitação serve como fonte nutricional principalmente quando há interação com o dossel florestal, o objetivo do presente estudo foi quantificar o aporte de nutrientes na precipitação incidente, precipitação interna e escoamento pelo tronco em um povoamento de Eucalyptus urophylla com exclusão parcial (E) e sem exclusão parcial (WE) da precipitação interna. O experimento está localizado no nordeste do estado do Paraná-Brasil, no município de Telêmaco Borba. O sistema de exclusão parcial de precipitação (E) é formado por um sistema de calhas que conduzem 30% da precipitação interna para fora do experimento. O aporte de nutrientes pela precipitação incidente foi de 55.7 kg ha-1 ano-1, enquanto que a soma dos mesmos na precipitação interna e escoamento pelo tronco foram de 39.8 kg ha-1 ano-1 no tratamento com exclusão (E) e de 64.1 kg ha-1 ano-1 no tratamento sem exclusão (WE). A interação com o dossel florestal enriquece com nutrientes especialmente com os elementos potássio e cloro devido a lixiviação dos tecidos vegetais. A redução do regime hídrico no tratamento com exclusão parcial da precipitação (E) reduziu de forma representativa a entrada de nutrientes. Embora o escoamento pelo tronco represente em média apenas 2.6% do volume de água, ele é responsável por 6.7% da quantidade de nutrientes em relação à precipitação. Portanto, o mesmo não pode ser negligenciado no balanço da ciclagem de nutrientes. Com uma rotação de 7 anos a aplicação de importantes quantidades de fertilizantes podem ser evitados considerando as entradas de 449 e 277 kg ha-1 ano-1.

Abstract Given that atmospheric deposition is the first source of nutrient input into forest ecosystems, and that the precipitation partition serves as a nutritional source mainly when there is an interaction with the forest canopy, the objective of the present study was to quantify the nutrients input into rainfall, throughfall and stemflow in Eucalyptus urophylla stands with partial exclusion (E) and without exclusion (WE) of throughfall. The experiment was conducted in the northeast of the state of Paraná-Brazil, in the municipality of Telêmaco Borba. The partial precipitation exclusion system (E) is formed by a system of gutters that conduct 30% of throughfall out of the experiment. The nutrient input in rainfall was 55.7 kg ha-1 yr-1, while the sum of throughfall and stemflow was 64.1 kg ha-1 yr-1 in treatment (WE) and 39.8 kg ha-1 yr-1 in treatment (E). Interaction with the canopy of the trees enriched the rainfall with nutrients, mainly the elements potassium and chlorine, due to leaching of the vegetal tissues. The reduction of the water treatment system in partial exclusion of precipitation (E) reduced representative nutrient input. Although stemflow represents on average only 2.6% of the water volume, it is responsible for 6.7% of the amount of nutrients in relation to precipitation. Therefore, stemflow cannot be neglected in the balance of nutrient cycling. With a rotation of 7 years, the application of significant amounts of fertilizers can be avoided, considering the inputs of 449 and 277 kg ha-1year-1.

Resumo O comportamento hidrológico em microbacias reflorestadas é diferenciado de outras formas de cobertura. A variação pode estar relacionada tanto à aspectos intrínsecos à espécie, densidade de plantio, maturidade fisiológica, sistema de manejo e às condições climáticas. Periodicamente anomalias climáticas como o caso do La Ninã são constatadas e essas, são responsáveis pela alteração do regime pluviométrico e consequentemente geram déficits hídricos na região sul do Brasil. O déficit hídrico é responsável pela redução do crescimento e da produtividade para o gênero Eucalyptus, além de provocar alterações no comportamento hidrológico em bacias hidrográficas reflorestadas. Por conta disso, o objetivo do estudo foi comparar a partição da precipitação pluviométrica em precipitação interna, escoamento pelo tronco e interceptação pela copa das árvores de eucalipto submetidas ou não à exclusão parcial da precipitação. Foram instalados 3 coletores de precipitação em área aberta, e no interior do povoamento, para cada tratamento de exclusão de chuva, 9 coletores de precipitação interna e 9 coletores de escoamento pelo tronco foram instalados. Ao longo de 12 meses, quinzenalmente, o volume dos coletores era aferido. A precipitação quantificada foi de 1627 mm ao longo de um ano. No tratamento sem exclusão, 84.8, 2.9 e 12.3% referiram-se à precipitação interna, escoamento pelo tronco e interceptação pela copa respectivamente, enquanto que no tratamento com exclusão da precipitação 80.6, 2.3 e 17.2% referiram-se à precipitação interna, escoamento pelo tronco e interceptação. Os ajustes da regressão para precipitação interna e escoamento pelo tronco mostraram bons coeficientes R2.

Abstract Hydrological behavior in reforested watersheds is different from that under other forms of cover. The variation may be related to aspects intrinsic to species, planting density, physiological maturity, management system and climatic conditions. Periodically, climatic anomalies such as the case of La Ninã are observed, and these are responsible for the alteration of the rainfall regime and consequently generate water deficits in the southern region of Brazil. Water deficit is responsible for reducing growth and productivity for the Eucalyptus genus, in addition to causing changes in hydrological behavior in reforested watersheds. Accordingly, this study compared the partition of rainfall in throughfall, stemflow and canopy interception of eucalyptus trees submitted or not to partial exclusion of precipitation. In the open field, 3 rainfall collectors were installed, and in the stand, for each rain exclusion treatment, 9 throughfall collectors and 9 stemflow collectors were installed. Every two weeks for 12 months, the volume of the collectors was measured. The quantified precipitation was 1627 mm over a year. In the treatment without exclusion, 84.8, 2.9 and 12.3% referred to throughfall, stemflow and canopy interception, respectively, while in the treatment excluding rainfall 80.6, 2.3 and 17.2% referred to throughfall, stemflow and canopy interception. The regression adjustments for throughfall and stemflow showed satisfactory R2 coefficients.

ABSTRACT The study of the nutrients removed with forest harvesting is presented as an essential fator favoring the sustainable use of forest stands. The research was carried out in an experimental area in Horto Florestal Terra Dura in the municipality of Eldorado do Sul, RS, Brazil, where six Eucalyptus clones were planted. Based on the nutrient stock of each biomass component, the simulation of nutrient removal through biomass harvesting was calculated for three scenarios: (1) harvesting of stemwood, (2) harvesting of stem-wood with stembark, and (3) harvesting of all aboveground biomass. In the first scenario, the highest amount of nutrients exported with biomass harvest occurred in the Eucalyptus hybrids E. urophylla x E. globulus (N, K, S, and Fe) and E. urophylla x E. grandis (Ca, B, Cu, and Zn). In the second scenario, the highest nutrient exportation occurred in E. benthamii (Provenance 1) (N, P, Ca, Mn, and B) and hybrid E. urophylla x E. globulus (K, S, and Fe). In the third scenario, the highest nutrient exportation occurred in E. benthamii (Provenance 1) (P, Ca, B, Mn, and Zn), E. grandis (Mg and Cu), and hybrid E. urophylla x E. globulus (N, K, S, and Fe). Harvesting of all aboveground biomass was the most aggressive scenario, showing the highest export of nutrients. However, for reducing the nutritional impact of biomass harvesting, the best scenario was the one in which only stemwood was harvested.

RESUMEN El estudio de los nutrientes extraídos con la cosecha forestal se presenta como un factor esencial que favorece el uso sostenible de las plantaciones forestales. La investigación se llevó a cabo en un área experimental en Horto Florestal Terra Dura en el municipio de Eldorado do Sul, RS, Brasil, donde se plantaron seis clones de eucalipto. Con base en el contenido de nutrientes de cada componente de biomasa, la simulación de la extracción de nutrientes por la recolección de biomasa se calculó para tres tratamientos: (1) cosecha de madera de tallo; (2) cosecha de madera con corteza de tallo; y (3) cosecha de toda la biomasa aérea. En el primer tratamiento, la mayor cantidad de nutrientes exportados con la cosecha de biomasa ocurrió en los híbridos de eucalipto E. urophylla x E. globulus (N, K, S y Fe) y E. urophylla x E. grandis (Ca, B, Cu y Zn). En el segundo tratamiento, la mayor exportación de nutrientes se produjo en E. benthamii (Procedencia 1) (N, P, Ca, Mn y B) y E. urophylla x E. globulus híbridos (K, S y Fe). En el tercer tratamiento, la mayor exportación de nutrientes ocurrió en E. benthamii (Procedencia 1) (P, Ca, B, Mn y Zn), E. grandis (Mg y Cu) y E. urophylla x E. globulus híbridos (N, K, S y Fe). La recolección de toda la biomasa aérea fue el escenario más agresivo, mostrando la mayor exportación de nutrientes. Sin embargo, para reducir el impacto nutricional de la recolección de biomasa, el mejor tratamiento fue aquel en el que solo se cosechaba madera de tallo.

Resumo A composição química da chuva é influenciada por fatores naturais ou antropogênicos, sendo a quantidade de nutrientes resultante da multiplicação de sua concentração pela quantidade precipitada. O objetivo do presente trabalho foi estimar: a quantidade de nutrientes aportada pela precipitação no bioma Pampa, a variação sazonal da composição química da água da chuva, a origem dos nutrientes encontrados na água. Os coletores de precipitação foram instalados em área aberta e quinzenalmente, durante 2 anos, os volumes foram aferidos e as amostras analisadas quimicamente. A concentração de nutrientes na água da chuva aumentou no inverno, porém, devido às menores precipitações, a deposição total foi semelhante às demais estações do ano. A análise que utiliza o coeficiente de Pearson mostra correlação negativa entre volume de chuva e conteúdo de íons, indicando o efeito de diluição. A quantidade total de nutrientes na precipitação incidente durante o estudo foi de 72,7 kg ha-1, representando uma média de 36,3 kg ha-1 ano-1. Os íons Ca2+ e K+ são predominantemente de origem litólica, enquanto os íons SO4 2- e NO3- de origem antropogênica. O equilíbrio entre a soma dos cátions pela soma dos ânions mostrou-se unitário, indicando excelente validação dos dados. A entrada desses nutrientes ocorre gradualmente, evitando perdas excessivas, aumentando o estoque no solo.

Abstract The chemical composition of rainfall is influenced by natural or anthropogenic factors; the amount of nutrients deposited is increased by the amount of rainfall. This work sought to estimate the amount of nutrients deposited by precipitation in the Pampa biome, the seasonal variation of the chemical composition of rain water, and the origin of nutrients found in the water. Precipitation collectors were installed in the open area to measure precipitation volumes biweekly over 2 years, and the samples were chemically analyzed. Concentrations of nutrients in the rain water increased over winter; however, since there was less precipitation, the total deposition was similar to the other seasons. Correlation analysis using the Pearson coefficient showed a negative correlation between rain volume and ion contents, indicating a dilution effect. The total amount of nutrients from precipitation during the study was 72.7 kg ha-1, representing an average of 36.3 kg ha-1 year-1. The Ca2+ and K+ ions are predominantly of litholical origin, whereas the SO4 2- and NO3 - ions were of anthropogenic origin. The balance between the sum of cations and the sum of anions was shown to be unitary, indicating excellent data validation. The input of these nutrients occurs gradually, avoiding excessive losses, increasing the stock in the soil.

RESUMO A expansão da silvicultura no Brasil e as consequentes práticas intensivas para o preparo do solo, com elevada demanda por fertilizantes, requerem ações de manejo nutricional sustentável dos sítios florestais. O objetivo do presente trabalho foi quantificar a biomassa e o estoque de micronutrientes, em um povoamento de Eucalyptus dunnii, aos 60 meses de idade, estabelecido em Alegrete, Rio Grande do Sul. O povoamento foi implantado em solo do tipo Argissolo Vermelho Distrófico típico, com baixa fertilidade natural e textura variando entre franco-arenosa e franco-argilo-arenosa. Para a amostragem da biomassa, doze árvores foram abatidas e seccionadas ao nível do solo, onde posteriormente houve o fracionamento nos componentes: raízes, folhas, galhos, casca do tronco e madeira do tronco, com determinação de massa seca e teores de micronutrientes. Verificou-se que a biomassa total do povoamento foi de 67,49 Mg ha-1, com sequência decrescente de alocação de massa na ordem de: madeira do tronco > raízes > casca do tronco > galhos > folhas. O estoque total de micronutrientes B, Cu, Fe, Mn e Zn na biomassa foi de 562,57; 401,46; 9.913,28; 31.877,82 e 766,96 g ha-1 respectivamente. Constatou-se maior acúmulo de zinco na madeira do tronco, elevado acúmulo de manganês especialmente na casca do tronco e de ferro nas raízes. Em função dos níveis de micronutrientes alocados na biomassa, enfatiza-se à prática de manutenção dos resíduos florestais no sítio após a colheita, indispensáveis para a nutrição florestal, que através da ciclagem de nutrientes propiciam a conservação da fertilidade.

ABSTRACT The expansion of silviculture in Brazil, and the consequent intensive practices for soil preparation with high demand for fertilizers require sustainable nutrient management of forest sites. The objective of this study was to quantify the biomass and the micronutrient stocks of a 60-month-old Eucalyptus dunnii stand established in Alegrete, Rio Grande do Sul. The stand was established in a Rhodic Paleudult soil with low fertility and texture varying between sandy loam and sandy-clay loam. For the sampling of stand biomass, twelve trees were harvested, sectioned at ground level, and subsequently fractionated into the components roots, leaves, branches, stembark and stemwood to determine the dry mass and micronutrient content. The total biomass of the stand was 67.49 Mg ha-1, with mass allocation in descending order from: stem wood > root > bark > branches > leaves. Total micronutrient stocks for boron (B), copper (Cu), iron (Fe), manganese (Mn) and zinc (Zn) were 562.57, 401.46, 9913.28, 31877.82, and 766.96 g ha-1, respectively. In addition, we found greater accumulation of Zn in the wood, high Mn accumulation especially in the bark, and high Fe content in the roots. Therefore, based on these micronutrient levels and their allocation between biomass fractions, we emphasize that the practice of retaining forest residues on-site after harvest is essential for forest nutrition through nutrient cycling and for soil conservation and fertility.

RESUMO A produção de serapilheira é a principal responsável pela retenção e devolução de nutrientes para o solo em um povoamento florestal. O objetivo deste trabalho foi avaliar a devolução de nutrientes por meio da serapilheira produzida em um povoamento de Eucalyptus dunnii, no bioma Pampa. Para a quantificação da serapilheira produzida, foram demarcadas quatro parcelas de 420 m2, e no interior de cada parcela foram distribuídos quatro coletores de 0,50 m2. Para a coleta dos galhos grossos demarcou-se quatro sub-parcelas de 7,00 m2. O material coletado foi separado nas frações folhas, galhos grossos, galhos finos e miscelânea, com posterior análise química. A serapilheira produzida foi de 6,99 Mg ha-1 ano-1, distribuída em 61,57%, 17,34%, 13,83% e 7,26%, nas folhas, galhos finos, galhos grossos e miscelânea, respectivamente. A quantidade de macronutrientes na serapilheira foi de 160,22 kg ha-1 ano-1, sendo que, a ordem de transferência foi a mesma para as frações folhas, galhos finos e galhos grossos (Ca > N > K > Mg > S > P). Para os micronutrientes a quantidade foi 7,55 kg ha-1 ano-1, seguindo a ordem decrescente de Mn > Fe > B > Zn > Cu. A manutenção da serapilheira no sítio, principalmente em solos degradados ou de baixa fertilidade natural, como é o caso da região do bioma Pampa, poderá contribuir com possíveis melhorias nas características do solo.

ABSTRACT In a forest stand, litterfall is primarily responsible for the retention and return of nutrients to the soil. The objective of this study was to evaluate the return of nutrients through litterfall in a stand of Eucalyptus dunnii in a Pampa biome. For quantification of litterfall, four 420-m2 installments were marked; within each one, four 0.50-m2 collection plots were distributed. For the collection of thick branches, four 7.00-m2 sub-plots were staked out. The collected litterfall was separated into leaf, twig, thick branch, and miscellany fractions for subsequent chemical analysis. The total litterfall measured was 6.99 Mg ha-1 yr-1, and comprised 61.57% leaves, 17.34% twigs, 13.83% thick branches, and 7.26% miscellany. The total amount of macronutrients in the litterfall was 160.22 kg ha-1 yr-1, and the macronutrient transfer order was the same for the leaf, twig, and thick branch fractions (Ca > N > K > Mg > S > P). The total quantity of micronutrients was 7.55 kg ha-1 yr-1, and the transfer order was Mn > Fe > B > Zn > Cu. Maintaining litterfall on the site, especially in degraded or low fertility soils like in the Pampa biome, may contribute to possible improvements in soil characteristics.