LCF5723 - Ciclagens de Carbono, de Nutrientes e Manejo Ecológico do Solo em Ecossistemas Florestais

Carga Horária

Docentes responsáveis
Alexandre de Vicente Ferraz
José Henrique Tertulino Rocha
José Leonardo de Moraes Gonçalves

Objetivo
Esta disciplina tem como objetivo explorar em profundidade os processos de ciclagem de carbono e nutrientes em ecossistemas florestais. São abordados os princípios e as práticas do manejo físico, químico e biológico do solo, explorando a importância da biodiversidade do solo e dos povoamentos florestais para promover as interações ecológicas benéficas solo-planta-microrganismos. Visam preparar os estudantes para contribuir de forma significativa para a pesquisa e a gestão sustentável desses ecossistemas, de forma a promover a conservação ou a melhoria da saúde do solo em contextos normais e de mudanças climáticas.

Conteúdo
1. CICLAGEM DE CARBONO: a) Influência do clima na ciclagem do carbono; b) Fluxos de carbono entre a atmosfera, a vegetação e o solo nos diferentes biomas; c) Efeitos de perturbações naturais e antrópicas; d) Sequestro de carbono na biomassa e no solo; e) Estratégias de manejo sustentável para otimizar a ciclagem do carbono;
2. CICLAGEM DE NUTRIENTES: a) Ciclos bioquímicos, biogeoquímicos e geoquímicos de macro e micronutrientes em ecossistemas florestais; b) Conteúdo, distribuição no perfil do solo e nos compartimentos florestais; c) Entradas de macro e micronutrientes via atmosfera, fixação biológica, intemperismo e fertilizantes; d) Perdas de macro e micronutrientes via erosão, lixiviação, volatilização e exploração florestal;
3. SISTEMA RADICULAR DAS ÁRVORES: Características morfológicas, distribuição no perfil de solo e funções
4. AVALIAÇÃO E MANEJO DA COMUNIDADE BIÓTICA DO SOLO: a) Interações simbióticas, facilitadoras e competitivas entre plantas e microrganismos; b) Efeitos na nutrição e proteção das plantas; c) Uso de microrganismos benéficos no manejo florestal;
5. PRINCÍPIOS E LEIS DA FERTILIZAÇÃO: a) Estratégias para otimização da fertilidade do solo; b) Uso de adubação orgânica e mineral de forma sustentável;
6. NUTRIÇÃO E FERTILIZAÇÃO DE PLANTAÇÕES FLORESTAIS MONOESPECÍFICAS E MISTAS, COM ESPÉCIES EXÓTICAS E NATIVAS: a) Calagem, gessagem, fertilização nitrogenada, fosfatada, potássica e com micronutrientes; b) Forma e época de aplicação dos nutrientes;
7. CARACTERIZAÇÃO E MANEJO DE SOLOS DE SISTEMAS AGROFLORESTAIS: a) Benefícios e desafios dos SAFs em comparação com os sistemas agrícolas convencionais; b) Ciclagem de carbono e nutrientes; c) Fertilidade física, química e biológica do solo; d) Avaliação da qualidade; e) Técnicas de manejo; f) Desafios e Potencialidades;
8. MANEJO REGENERATIVO DE SOLOS DEGRADADOS: Diagnóstico, princípios e métodos de manejo
9. FERTILIZANTES ALTERNATIVOS: REMINERALIZADORES DO SOLO, RESÍDUOS INDUSTRIAIS E URBANOS: a) Características e métodos de aplicação; b) Impactos sobre a fertilidade física, química e biológica do solo;
10. SEMINÁRIOS E DISCUSSÕES: a) Estudos de caso de manejo integrado do solo em diferentes tipos de florestas; b) Questões ambientais e de conservação em ecossistemas florestais.

Bibliografia
CARDOSO, E. J. B. N.; GONÇALVES, J. L. M.; BALIEIRO, F. C.; FRANCO, A. A. Mixed Plantations of Eucalyptus and Leguminous Trees. 1. ed. Springer International Publishing, v. 1, 2020. 280p.
COMPANT, S.; SAMAD, A.; FAIST, H.; SESSITSCH, A. A review on the plant microbiome: Ecology, functions, and emerging trends in microbial application. Journal of Advanced Research, v. 19, p. 29–37, 2019.
GLIESSMAN, S. R. Agroecologia: processos ecológicos em agricultura sustentável.3. ed. Porto Alegre: Ed. Da UFRGS, 2005. 656p.
GONÇALVES, J. L. M.; NOGUEIRA JR., L. R.; DUCATTI, F. Recuperação de solos degradados. In: KAGEYAMA, P. Y.; OLIVEIRA, R. E.; MORAES, L. F. D.; ENGEL, V. L.; GANDARA, F. B. (Org.). Restauração ecológica de ecossistemas naturais. 1ed.Botucatu-SP: FEPAF, 2003, p. 111-163.
GONÇALVES, J. L. M.; ALVARES, C. A.; HIGA, A. R.; SILVA, L. D.; ALFENAS, A. C.; STAHL, J.; FERRAZ, S. F. B. ; LIMA, W. P. ; BRANCALION, P. H. S. ; HUBNER, A. ; BOUILLET, J-P. D.; LACLAU, J-P.; NOUVELLON, Y.; EPRON, D. Integrating genetic and silvicultural strategies to minimize abiotic and biotic constraints in Brazilian eucalypt plantations. Forest Ecology and Management, v. 301, p. 6-27, 2013.
KUZYAKOVA, Y.; RAZAVI, B. S. Rhizosphere size and shape: Temporal dynamics and spatial stationarity. Soil Biology and Biochemistry, v. 135, p. 343–360, 2019.
LITTON, C.; RAICH, J. W.; RYAN, M. G. Carbon allocation in forest ecosystems. Global Change Biology, v. 13, p. 2089- 2109, 2007.
LORENZ, K.; LAL, R. Carbon sequestration in forest ecosystems. Netherlands: Springer Dordrecht, 2010. 279p.
LORENZ, K.; LAL, R. Soil organic carbon sequestration in agroforestry systems. A review. Agronomy for Sustainable Development, v. 34, p. 443–454, 2014a.
LORENZ, K., LAL, R. Biochar application to soil for climate change mitigation by soil organic carbon sequestration. Journal of Plant Nutrition and Soil Science, v. 177, p. 651–670, 2014b.
MELILLO, J. M.; FREY, S. D.; DEANGELIS, K. M.; WERNER, W. J.; BERNARD, M. J.; BOWLES, F. P.; POLD, G.; KNORR, M. A.; GRANDY, A. S. Long-term pattern and magnitude of soil carbon feedback to the climate system in a warming world. Science, v. 358, 101-105, 2017.
MELO, E. A. S. C.; GONÇALVES, J. L. M.; ROCHA, J. H. T.; HAKAMADA, R. E.; BAZANI, J. H.; WENZEL, A. V. A.; ARTHUR JR., J. C.; BORGES, J. S.; MALHEIROS, R.; LEMOS, C. C. Z.; FERREIRA, E. V. O.; FERRAZ, A. V. Responses of clonal eucalypt plantations to N, P and K fertilizer application in different edaphoclimatic conditions. Forests, v. 7, p. 1-15, 2016.
MERGANICOVÁ, K.; MERGANIC, J.; LEHTONEN, A.; VACCHIANO, G.; OSTROGOVI, M.Z.; AUGUSTYNCZIK, A.L.D.; GROTE, R.; KYSELOVÁ, I.; MÄKELÄ, A.; YOUSEFPOUR, R.; KREJZA, J.; COLLALTI, A.; REYER, C.P.O. Forest carbon allocation modelling under climate change. Tree Physiology, v. 39, p. 1937–1960, 2019.
RAICH, J.W., NADELHOFFER, K. J. Belowground carbon allocation in forest ecosystems: global trends. Ecology, v. 70, p. 1346–1354, 1989.
ROBIN, A.; PRADIER, C.; SANGUIN, H.; MAHÉ, F.; LAMBAIS, G. R.; PEREIRA, A. P. A.; GERMON, A.; SANTANA, M. C.; TISSEYRE, P.; PABLO, A-L.; HEUILLARD, P.; SAUVADET, M.; BOUILLET, J-P.; ANDREOTE, F. D.; PLASSARD, C.; GONÇALVES, J. L. M.; CARDOSO, E. J. B. N.; LACLAU, J-P.; HINSINGER, P.; JOURDAN, C. How deep can ectomycorrhizas go? A case study on Pisolithus down to 4 meters in a Brazilian eucalypt plantation. Mycorrhiza, v. 10, p. 1-12, 2019.
ROCHA, J. H. T.; DU TOIT, B.; GONÇALVES, J. L. M. Ca and Mg nutrition and its application in Eucalyptus and Pinus plantations. Forest Ecology and Management, v. 442, p. 63-78, 2019.
ROCHA, J. H. T.; GONÇALVES, J. L. M.; BRANDANI, C. B.; FERRAZ, A. V.; FRANCI, A. F.; MARQUES, E. R. G.; ARTHUR JR, J. C.; HUBNER, A. Forest residue removal decreases soil quality and affects wood productivity even with high rates of fertilizer application. Forest Ecology and Management , v. 430, p. 188-195, 2018.
TRIVEDI, P.; BATISTA, B. D.; BAZANY, K. E.; SINGH, B. K. Plant–microbiome interactions under a changing world: responses, consequences and perspectives. New Phytologist, v. 234, p. 1951–1959, 2022.
WEZEL, A.; BELLON, S.; DORÉ, T.; FRANCIS, C.; VALLOD, D.; DAVID, C. Agroecology as a science, a movement, and a practice. A review. Agronomy for Sustainable Development, v. 29, p. 503-515, 2009.