Programa Produtividade Potencial do Eucalyptus no Brasil

O projeto Brasil Eucalyptus Produtividade Potencial (BEPP) estuda 8 sítios experimentais por todo o Brasil, nas localidades de Fibria de Aracruz-ES, Eunápolis, Teixeira de Freitas-BA, Mogi Guaçu-SP, Luis Antônio-SP, Guanhães-MG, Bocaiúva-MG e Inhambupe-BA, respectivamente nas empresas Aracruz, Veracel, Suzano, IPBr, Cenibra, V&M e Bahia Pulp.

Em cada sítio, um ensaio experimental manipulando água, nutrientes ou dominância, com um ou mais clones vem sendo conduzido, medindo-se a produtividade florestal (crescimento da biomassa aérea e das folhas) e o seu balanço de carbono (produtividade primária bruta estimada através da medida dos fluxos de C para o sistema radicular e respiração).

A finalidade do projeto BEPP é a de conhecer as relações ecofisiológicas existentes entre a produção madeireira e o uso, e eficiência do uso dos recursos naturais: água, luz e nutrientes, a chamada ecologia de produção. Procura-se assim entender e quantificar os processos que controlam a produtividade do Eucalyptus e suas interações com o meio ambiente, abordando as questões de sustentabilidade dos sistemas de produção (manejo), o uso dos recursos naturais (água, nutrientes) e suas variações regionais, concomitantemente à produção florestal (madeira).

Dos oito ensaios do BEPP, 5 foram encerrados até 2008 (final da rotação), possibilitando a realização da reunião científica internacional com apoio da IUFRO, denominada: “Processes Controlling the Productivity in Tropical Plantations” (www.ipef.br/iufro2008), em Porto Seguro, BA, em novembro de 2008.


Mapa climático do Brasil com os 8 sítios do BEPP: 1. Mogi Guaçu/SP (IPBr), 2. Luis Antônio/SP (Fibria),
3. Aracruz/ES (Fibria), 4. Teixeira de Freitas/BA (SBS), 5. Eunápolis/BA (Veracel),
6. Alagoinhas/BA (Copener), 7. Guanhães/MG (Cenibra), 8. Bocaiúva/MG (V&M).

Histórico

O BEPP compreende 8 empresas florestais, com plantios realizados entre 2001 e 2003 (Fibria, Copener, International Paper, Suzano, Fibria e Veracel), em 2004 (Cenibra) e 2005 (V&M). Os ensaios possuem em média 5 ha, com 6 tratamentos, e utilizando o material genético (clones) específicos de cada empresa.

Estes projetos surgiram de um plano de pesquisa estabelecido pelo Prof. José Luiz Stape, do Departamento de Ciências Florestais da USP (atualmente na North Carolina State University), com apoio do CNPq, e pelos professores Dan Binkley, da Colorado State University, e Mike Ryan, do Serviço Florestal Americano, com apoio do National Science Foundation. Neste plano propunha-se o estabelecimento de uma linha de pesquisa sobre os processos fisiológicos que governam o crescimento das florestas, baseando-se num estudo fatorial e envolvendo a manipulação da disponibilidade hídrica (tratamentos irrigados e não irrigados), da disponibilidade nutricional (tratamentos fertilizados e não-fertilizados) e da dominância entre árvores (tratamentos uniformes e heterogêneos).


Área de colheita de Eucalyptus na Veracel onde o Projeto BEPP identificou
a maior Produtividade Potencial dos seus 8 sítios: 85 m³/ha/ano, aos 6 anos.

Além da adição de água, alguns ensaios (Copener, Veracel e V&M) compreendem o estudo do efeito de déficits hídricos maiores na produtividade florestal. Estes tratamentos foram instalados recobrindo o solo com telhas, retirando 1/3 da precipitação normal do local.

O BEPP realizou em 2008 três reuniões de trabalho e um encontro internacional sobre o tema. Nestas reuniões houve um treinamento para os participantes do projeto em termos de metodologia de análise e processamento dos cálculos. Os resultados preliminares foram apresentados na Conferência IUFRO Internacional sobre processos de crescimento de florestas entre 10 e 14 de novembro de 2008.

Objetivos

A rede experimental BEPP apresenta 6 objetivos principais:

• Estimar a produtividade potencial e a eficiência do uso de recursos naturais pelos clones de Eucalyptus no Brasil;
• Determinar as taxas de fixação, alocação e estoque de C em plantações de Eucalyptus através da manipulação da disponibilidade hídrica e nutricional;
• Testar o efeito da estrutura florestal (dominância) na produtividade;
• Desenvolver informações silviculturais para aumentar a produtividade florestal e assegurar a sustentabilidade do sistema; e
• Propiciar o repasse dos conhecimentos e treinamento a profissionais e alunos do setor florestal.

Linhas de Pesquisa

O BEPP possui 4 linhas de pesquisa, as quais norteiam os grupos de trabalho, compostos pelos pesquisadores e engenheiros das empresas:

• Balanço de Carbono em Eucalyptus
• Uso e Eficiência do Uso de Recursos Naturais pelo Eucalyptus
• Estratificação Florestal e Produtividade em Eucalyptus
• Modelagem Ecofisiológica


Crescimento dos plantios fertilizados e irrigados e com plantio uniforme (FIU) e heterogêneo (FIH) nos
sítios do BEPP. As perdas com a heterogeneidade foram altamente significativos, de 12 a 18%. Mg/ha = ton/ha

Balanço de Carbono

Esta linha de pesquisa determina as Produtividades Florestais e o Balanço de C em todos os 8 sítios BEPP, e padrões de fixação e alocação de C de acordo com as disponibilidades hídricas e nutricionais.

Os resultados, analizados no pico do crescimento das florestas, aos 3 anos, apontam para um produtividade média dos clones de Eucalyptus testados de 38 m³/ha/ano, seguindo o manejo tradicional de cada empresa. O uso de fertilização potencial (extra) não aumentou significativamente a produtividade (40 m³/ha/ano), evidenciando o bom ajuste nutricional hoje em prática pelas companhias. Por outro lado, o uso da irrigação elevou a produtividade em 31% (50 m³/ha/ano), e quanto associada à fertilização, atingiu a produtividade de 52 m³/ha/ano, um ganho de 37% em relação ao tradicional.

A rede experimental tem sido de grande valor por possibilitar estudar a dinâmica de fixação e alocação de C pelo Eucalyptus em uma grande amplitude de produtividades, naturais e induzidas, que vão de 20 m³/ha/ano a 85 m³/ha/ano.

Uso e Eficiência do Uso de Recursos Naturais

Nesta linha de pesquisa são investigados o uso e eficiência do uso da luz, água e nutrientes pelos diferentes genótipos de Eucalyptus frente às disponibilidades hídricas, nutricionais e de dominância.

Para a luz são determinadas o índice de área foliar e a luz fotossinteticamente ativa absorvida (APAR) utilizando instrumentação apropriada, sendo que o índice de área foliar tem variado de 2.0 a 5.0, a depender do clone e época do ano.

Resultados parciais tem mostrado que o aumento da produtividade com o aumento do aporte hídrico, é mais do que proporcional do que o aumento de folha ou luz absorvida, evidenciando o claro aumento da eficiência quântica da copa.


Eficiência do uso da água nos tratamentos não–irrigados (preto) e
irrigados (azul), mostrando que não houve diferença estatística na eficiência do
uso da água pelo eucalipto, mesmo em condições de suprimento extra.

Além disso, para conhecer mais detalhadamente o potencial fotossintético e a resposta ao déficit de pressão de vapor dos 7 clones do BEPP, campanhas de fotossíntese vem sendo efetuadas para estabelecer padrões gerais ou específicos de resposta dos clones à luz e ao DPV.

Em relação à água, medidas diretas do fluxo xilemático e umidade do solo até 3 metros de profundidade são realizados em 2 sítios (Fibria e Veracel). Com tais medidas estão sendo estimados o fluxo de água por árvore e a eficiência do uso de água pelas florestas. Resultados parciais apontam para uso da água de 8 a 15 L/árvore/dia, e eficiências de 2.5 a 3.5 kg/m³ de água transpirada.

Estratificação Florestal

O efeito da estratificação florestal na produtividade do Eucalyptus vem sendo estudada através da indução da heterogeneidade de clones, no plantio defasado (H), comparativamente ao plantio uniforme (U). Os valores ao final do ciclo apontam perdas de 15% na produtividade só por efeito da heterogeneidade de plantio, tanto para condições tradicionais de manejo das empresas (TNU versus TNH) como em condições de amplo suprimento de recursos naturais (FIU versus FIH).


Produtividade primária líquida da parte aérea (ANPP) média do projeto BEPP, mostrando
que o aumento da produtividade por efeito da nutrição e irrigação é mais um efeito de aumentar a
eficiência do uso da luz (LUE) e depois de aumento do índice de área foliar, aumentando APAR.

Simpósio IUFRO

Na semana de 10 a 14 de Novembro, em Arraial D’Ajuda Bahia, ocorreu a conferência internacional “Process Controlling Productivity in Tropical Plantations” (www.ipef.br/iufro2008) sobre o patrocínio da IUFRO (International Union of Forest Research Organizations – www.iufro.org), do IPEF e do BEPP. Um total de 80 participantes, composto por pesquisadores, professores, profissionais de empresas, alunos de pós-graduação, e e alunos de graduação participaram, oriundos de 10 diferentes países e 20 instituições. Um total de 10 palestras convidadas com os pesquisadores: Robert Hubbard (USDA), Jean Paul Laclau (CIRAD), Dan Binkley (CSU), Lee Allen (NCSU), Chris Beadle (CSIRO), Ben duToit (Stenllenbosh), Stape (NCSU), Sune Linder (Sweden), Jeff Chambers (Tulane), Mike Ryan (USDA) e Richard Waring (OSU) abriram as seções, que totalizaram 23 apresentações orais e 23 posters. A conferência listou pontos fundamentais para futuras pesquisas: i) Uso e eficiência do uso da água (aspectos: ecológico, produtivo, social); ii) Integrar manejo e genetica através da fisiologia (parte aérea e radicular); iii) Melhor compreensão do balanço de C destes sistemas; iv) Necessidade de modelos ecofisiologicos para incorporar os conhecimentos e torná-los aplicáveis às empresas/sociedade; v) Usar mais efetivamente ferramentas já disponiveis, como sensoriamento remoto; e vi) Aumentar o grau de interesse dos alunos de graduação e pós-graduação pelo tema.


Participantes da Reunião Internacional IUFRO em Porto Seguro
em Novembro de 2008, patrocinada pelo IPEF, BEPP e Veracel.

Eventos

• 7ª Reunião BEPP – Março 2008, Porto Seguro, BA
• 8ª Reunião BEPP – Agosto 2008, Piracicaba, SP
• 9ª Reunião BEPP – Outubro 2008, Piracicaba, SP
• Reunião Internacional IUFRO: “Processes Controlling the Productivity in Tropical Plantations” - Novembro 2008, Porto Seguro, BA

Publicações Recentes

Stape, J.L., D. Binkley, and M.G. Ryan. 2008. Production and Carbon Allocation in a Clonal Eucalyptus Plantation with Water and Nutrient Manipulations. Forest Ecology and Management. 255: 920-930

Boyden, S.; D. Binkley and J.L.Stape. 2008. Competition among Eucalyptus trees depends on genetic variation and resource supply. Ecology. 89: 2850-2859.

Stape, J.L., Binkley, D., Ryan, M.G., Fonseca, S., Loos, R., Silva, S., Hakamada, R.E., Takahashi, E.N., Silva, C.R., Ferreira, J.M., Lima, A.M., Leite, F.P., Andrade, H., Branco, G.C., Gava, J.L., Alves, J.M. 2008. Factors limiting the potential productivity of Eucalyptus plantations in tropical areas. In: International IUFRO Conference on Canopy Processes and Productivity, Porto Seguro, Brasil. p.10-13

Ryan, M.G., Stape, J.L., Binkley, D., Fonseca, S., Loos, R., Silva, S., Hakamada, R.E., Takahashi, E.N., Silva, C.R., Ferreira, J.M., Lima, A.M., Leite, F.P., Andrade, H., Branco, G.C., Gava, J.L., Alves, J.M. 2008. Factors controlling Eucalyptus productivity. In: International IUFRO Conference on Canopy Processes and Productivity, Porto Seguro, Brasil. p.14

Boyden, S., Binkley, D., Stape, J.L. 2008. Competition and resource availability: Do the genetics of neighbors matter? In: International IUFRO Conference on Canopy Processes and Productivity, Porto Seguro, Brasil. p.15

Binkley, D., Stape, J.L., Ryan, M.G., Bauerle, W. 2008. Changes in efficiency of light use with stand structure and stand development, at the level of trees and stands. In: International IUFRO Conference on Canopy Processes and Productivity, Porto Seguro, Brasil. p.16

Hubbard, R., Stape, J.L., Ryan, M.G., Almeida, A., Rojas, J. 2008. Transpiration and wood production per water use in fast-growing Eucalyptus plantations in Brazil. In: International IUFRO Conference on Canopy Processes and Productivity, Porto Seguro, Brasil. p.17

Binkley, D., Stape, J.L., Ryan, M.G., Fonseca, S., Loos, R., Silva, S., Hakamada, R.E., Takahashi, E.N., Silva, C.R., Ferreira, J.M., Lima, A.M., Leite, F.P., Andrade, H., Branco, G.C., Gava, J.L., Alves, J.M. 2008. The value of the BEPP Project to operational forest management. In: International IUFRO Conference on Canopy Processes and Productivity,Porto Seguro, Brasil. p.18

Marrichi, A., Stape, J.L., Ryan, M.G. 2008. Eucalyptus clones photosynthesis characterization and its variability due to genetic material, age, foliar nitrogen and vapor pressure deficit. In: International IUFRO Conference on Canopy Processes and Productivity, Porto Seguro, Brasil. p.39

Ryan, M.G., Almeida, A.C., Penchel, R., Cavaliery, M., Stape, J.L. 2008. Foliar respiration and wood CO2 efflux for Eucalyptus in Hawaii and Brazil. In: International IUFRO Conference on Canopy Processes and Productivity, Porto Seguro, Brasil. p.61

Giunti Neto, C., Stape, J.L., Hakamada, R., Silva, S.R. Relationship between leaf area index and productivity on Eucalyptus plantation. In: International IUFRO Conference on Canopy Processes and Productivity, Porto Seguro, Brasil. p.70

Hakamada, R., Gentil, M., Stape, J.L., Silva, S.R. Water regime effect on biomass, light use and light use efficiency in Eucalyptus clonal plantation in south of Bahia State, Brazil. In: International IUFRO Conference on Canopy Processes and Productivity, Porto Seguro, Brasil. p.72

Zani, C., Stape, J.L., Lima, A.M. Physiologic process related to Eucalyptus plantation in “twin-plots”. In: International IUFRO Conference on Canopy Processes and Productivity, Porto Seguro, Brasil. p.82

Binkley, D., Stape, J.L., Meador, A. 2008. Heterogeneity of trees decreases Eucalyptus growth. In: International IUFRO Conference on Canopy Processes and Productivity, Porto Seguro, Brasil. p.97

Stape, J.L.; Binkley,D.; Ryan, M. et al. Brazil Eucalyptus potential productivity project. 2007. In: International IUFRO Conference on Silviculture and Improvment of Eucalypts. Durban, South Africa. v.1. 95. 6p. CR-Rom

Ryan, M.G.; Binkley,D.; Stape, J.L. Effects of tree age and resource availability on production and carbon cycling in eucalypt plantations. 2007. In: International IUFRO Conference on Silviculture and Improvment of Eucalypts. Durban, South Africa. v.1. 43. 6p. CR-Rom

Tomazello, M.; Stape, J.L.; Ballarin, A.W. Effect of fertilization and irrigation on the wood properties of Eucalyptus grandis x urophylla clones. 2007. In: International IUFRO Conference on Silviculture and Improvment of Eucalypts. Durban, South Africa. v.1. 99. 7p. CR-Rom

Giunti Neto, C.J.; Stape, J.L.; Hakamada, R.; Silva,S. Calibração do uso de fotos hemisféricas e do ceptômetro para a estimativa do Índice de Área Foliar em plantações de Eucalyptus. 2007. Curso (Engenharia Florestal) - Universidade de São Paulo.

Equipe

Coordenação científica
Prof. José Luiz Stape (Esalq/USP e North Carolina State University),
Dan Binkley e Mike Ryan (Colorado State University)

Engenheiros e Pesquisadores das empresas
Ricardo Penche - Fibria Celulose S/A
Sebastião Fonseca - Fibria Celulose S/A
Rodolfo Loos - Fibria Celulose S/A
Fernando Leite - Celulose Nipo-Brasileira S.A. - CENIBRA
Gualter Silva - Celulose Nipo-Brasileira S.A. - CENIBRA
Aline Angeli - Copener Florestal / Bahia Pulp
Jacyr Mesquita Alves - Copener Florestal / Bahia Pulp
José Mário Ferreira - International Paper do Brasil Ltda.
Luis Fernando Silva - International Paper do Brasil Ltda.
Augusto Lima - International Paper do Brasil Ltda.
Eduardo Mello - Suzano Papel e Celulose S.A.
José Luiz Gava - Suzano Papel e Celulose S.A.
Atus Ventura - Suzano Papel e Celulose S.A.
Cláudio Roberto Silva - Fibria Celulose S/A
Ernesto Norio - Fibria Celulose S/A
David Fernandes - Veracel Celulose S.A.
Sérgio Silva - Veracel Celulose S.A.
Rodrigo Hakamada - Veracel Celulose S.A.
Hélder Andrade - V&M Florestal
Gustavo Branco - V&M Florestal

Pesquisadores associados
José Leonardo M. Gonçalves - LCF/Esalq/USP)
Jean-Paul Laclau - CIRAD
Robert Hubbard - USDA
Suzanne Boyden - CSU
Molly Cavalieri - CSU
William Bauerle - CSU
Andrew Meador - USDA

Pós-graduandos
José Mário Ferreira
Ana Heloísa Marrichi
Marina Gentil
Cristiane Camargo Zani

Estagiários
Renato Meulman
Aline Vergani
Renato Barbosa

Parcerias
North Carolina State University
Esalq/USP
Colorado State University
USDA Forest Service
CNPq
CIRAD
Fibria Celulose S/A
Celulose Nipo-Brasileira S.A. - CENIBRA
Copener Florestal / Bahia Pulp
International Paper do Brasil Ltda.
Suzano Papel e Celulose S.A.
Veracel Celulose S.A.
V&M Florestal




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