Modelagem da biomassa seca e estoque de carbono total em Eucalyptus considerando diferentes estágios iniciais de crescimento

Abstract

O objetivo geral desse trabalho foi determinar a quantidade de carbono fixado na raiz, tronco e folhas de Eucalyptus, em diferentes estágios iniciais de desenvolvimento da planta, bem como o ajuste de modelos de regressão para estimativa de produção de biomassa seca, estoque de carbono total e em volume, por material genético e idade. O experimento foi conduzido em viveiro comercial em Lavras, MG, do mês de outubro de 2010 a outubro de 2011. Plantas de sete materiais genéticos de Eucalyptus foram cultivadas, sendo Eucalyptus urophylla, Eucalyptus grandis e Eucalyptus citriodora provenientes de sementes e os clones GG100, AEC144, 7085 e 58. Foram realizadas avaliações nas plantas antes do plantio, aos dois, quatro, seis, oito e 12 meses de idade. O delineamento estatístico adotado foi em blocos casualizados dispostos em parcelas subdivididas, sendo a parcela o efeito de idade das plantas e a subparcela o efeito de material genético. Em todas as idades foram obtidos os dados de diâmetro na altura do coleto e comprimento da parte aérea da planta. A biomassa de cada planta foi separada em tronco, folhas e raiz, sendo cada compartimento seco em estufa à temperatura de 60oC para determinação da massa seca e de carbono total das plantas. Determinou-se o teor de carbono elementar, por compartimento da planta, e a densidade básica do caule e da casca propriamente dita. A estimativa de carbono por volume foi obtida pelo produto da densidade básica do caule e teor de carbono desse compartimento. Foram testados dois modelos não lineares, três modelos lineares simples e quatro modelos lineares múltiplos para a estimativa de massa seca e carbono total, por material genético. Para o efeito da idade foram ajustados dois modelos lineares simples e 11 modelos lineares múltiplos, para a estimativa da massa seca e carbono total, e três modelos lineares simples e 12 modelos lineares múltiplos, para estimativa do carbono por volume. A seleção do melhor modelo foi com base na sua significância e dos seus coeficientes de regressão, coeficientes de determinação ajustado, erro padrão residual e análise gráfica dos resíduos padronizados. As características avaliadas nas plantas apresentaram uma tendência de aumento com a idade, sendo o comportamento distinto de acordo com o material genético. O sistema radicular aos 12 meses, considerando a média de todos os materiais genéticos, se destacou como o de maior produção de massa seca e estoque de carbono entre os compartimentos das plantas, seguido pelo tronco e folhas, respectivamente. Os modelos ajustados para os diferentes materiais genéticos e idades mostraram, de maneira geral, bons ajustes e precisão. No ajuste dos modelos de regressão, verificou-se que cada material genético e idade apresentaram comportamento particular de produção de biomassa seca, carbono total e carbono por volume, não sendo possível selecionar um modelo comum que representasse todos eles. As diferenças identificadas quanto à produção de biomassa dos materiais genéticos de Eucalyptus no primeiro ano de cultivo sugerem a possibilidade de seleção de genótipos para condições distintas de plantio.

The general objective of this research was to determine the quantity of fixed carbon on root, bulk and leaves of Eucalyptus in different initial stages of the plant development, as well as to adjust regression models for estimating production of dry biomass, total storage of carbon and in volume, by genetic material and age. The experiment was conducted in a commercial nursery in Lavras, MG, from October 2010 to October 2011. Plants of seven genetic material of Eucalyptus were grown, E. urophylla, E. grandis and E. citriodora from seeds and the clones GG100, AEC144, 7085 and 58. Plants were evaluated before plantation, at two, four, six, eight and twelve months old. The statistical design adopted was randomized blocks in a split-plot scheme, where the plot was age effect and the sub-plot was the genetic material effect. In all the ages, data of base diameter and length of overground parts were collected. The biomass of each plant was separated in trunk, leaves and root, and each compartment was kiln-dried at 60°C in order to determine dry mass and total carbon of plants. The elementary carbon content, basic density of stem and bark were determined. The estimate of carbon by volume was obtained by the product of basic density of stem and carbon content of these compartments. Two non- linear models, three simple linear and four multiple linear models were tested in order to estimate dry mass and total carbon by genetic material. For the effect of age, two simple linear and eleven multiple linear models were adjusted in order to estimate dry mass and total carbon, and three simple linear and twelve multiple linear models were considered to estimate carbon by volume. The selection of the best model was based on its significance and regression coefficients, adjusted coefficient of determination, standard error and graphic analysis of standardized residuals. Characteristics evaluated on plants presented a tendency to increase with age and with different behavior among different genetic material. Root system at 12 months, considering the average of all genetic material, presented the higher production of dry mass and carbon storage among compartments of plants, followed by trunk and leaves, respectively. Models adjusted for different genetic materials and ages show, generally, good adjusts and precision. Adjusting regression models, it was verified that each genetic material and age presented particular behaviors in relation to the production of dry biomass, total carbon and carbon by volume. It was not possible to select a common model that represents all of them. The differences identified in relation to production of biomass of genetic material of Eucalyptus during the first year suggest the possibility to select genotypes for distinct conditions of plantation.