Impacto da aplicação de resíduos orgânicos na qualidade dos solos de áreas florestais ardidas

Abstract

A rápida implementação de medidas de estabilização de emergência, como a aplicação de resíduos orgânicos, é crucial para a conservação dos ecossistemas florestais da região Mediterrânica, frequentemente assolados por incêndios. Neste estudo foi investigado o efeito de quatro tratamentos orgânicos: micotecnossolo (GT), mulch de resíduo de eucalipto (ML), sedimento dragado da Pateira de Fermentelos (PT) e um biofertilizante organomineral (BF), na qualidade de solos florestais ardidos. Foi considerada uma situação de ausência de tratamento, um controlo (CT), por forma a estudar a recuperação natural de um solo ardido. Para além de avaliar a eficiência da aplicação dos tratamentos, o presente trabalho tinha também como objetivo estudar o efeito da percolação na fertilidade dos solos. Por essa razão, foram realizadas duas escalas de estudo: campo e laboratório. Em campo, foram introduzidos 25 tubos de PVC (de 30 cm de diâmetro e 20 cm de altura) no solo, 5 para cada tratamento, incluindo o CT, logo após o incêndio. Em laboratório, foram montadas colunas, de tubos de PVC, com amostras de solo da camada afetada por cinzas (SAC) e de solo mineral (SM) previamente recolhidas, reproduzindo o perfil de campo. A taxa de aplicação dos tratamentos sólidos (GT, ML e PT), de 260 g/m2 , foi definida com base em estudos anteriores, enquanto que a taxa de aplicação do tratamento líquido (BF) foi definida de acordo com as recomendações do fabricante (3 litros de biofertilizante, dividido em dois momentos de aplicação). Ambos os ensaios de campo e laboratório tiveram a duração de 7 meses. No final destes, o solo foi recolhido e separado nas mesmas camadas (SAC e SM) para análise de parâmetros físico-químicos. Quer nos solos iniciais, quer nos solos recolhidos após o final da experiência, os parâmetros analisados foram: pH, condutividade elétrica (CE), teor de humidade do solo, matéria orgânica (MO), carbono orgânico total (TOC), azoto Kjedahl (TKN), fósforo disponível (Pdisp), e Al, Fe, Mn, Ca, Mg e K disponíveis. Para compreender o impacto dos diferentes tratamentos na percolação dos nutrientes, foram realizadas simulações de chuva em laboratório, utilizando uma solução de água da chuva sintética (0.01M CaCl2.2H2O). O percolado foi analisado para os parâmetros: pH, CE, sólidos suspensos totais (SST) e voláteis (SSV), azoto total (TN), nitratos (NO3-N), fósforo total (TP), ortofosfatos (PO4-P), Al, Fe, Mn, Ca, Mg e K. De uma forma geral, todos os tratamentos tinham potencial para aumentar a fertilidade do solo ardido, principalmente na camada SAC. No entanto, o GT foi o tratamento mais eficiente com uma rápida mineralização da MO e aumento considerável de Pdisp, que é frequentemente o nutriente limitante em solos florestais. O tratamento BF também demonstrou um elevado potencial para aumentar a fertilidade do solo, contudo a elevada solubilidade dos seus constituintes, promove perdas por percolação, o que poderá aumentar o risco de contaminação das massas de água a jusante de áreas florestais ardidas.

The rapid implementation of emergency stabilization measures, like the application of organic residues, is crucial for the conservation of forest ecosystems in the Mediterranean region, often plagued by fires. This study investigates the effect of four organic treatments: mycotechnosol (GT), mulching with eucalyptus residues (ML), dredged sediments from Pateira de Fermentelos (PT) and an organomineral biofertilizer (BF) on the quality of burnt forest soils. In addition to the treatments, a control (CT), in which no treatment was applied, was also considered to study the natural evolution of burnt soils. Aside from evaluating the efficiency of the organic treatments, the present work also aimed to study the impact of percolation on soil fertility. For this reason, two study scales were considered: field and laboratory. In the field, 25 PVC tubes (with a diameter of 30 cm and 20 cm height), 5 for each treatment and the CT, were inserted into the soils. In the laboratory, columns were assembled, made of PVC tubes, with samples from the soil layer affected by ash (SAC) and mineral soil (SM) previously collected, reproducing the field profile. The application rate of solid treatments (GT, ML and PT), 260 g/m2 , was defined based on previous studies, whereas the application rate of the liquid treatment (BF) (3 L divided by two application periods) was defined according to the recommendations of the manufacturer. Both the field and laboratory trials lasted for 7 months. At the end of the field and laboratory experiments, soils samples separated in the same layers (SAC and SM) were collected for analysing different physicochemical parameters. Both the initial soils and those collected 7 months after treatment application were analysed for the following parameters: pH, electrical conductivity (EC), humidity, organic matter (OM), total organic carbon (TOC), total Kjedahl nitrogen (TKN), available phosphorus (Pdisp), and available Al, Fe, Mn, Ca, Mg and K. To understand the impact of different treatments on nutrients percolation, three rainfall simulations were performed in the laboratory conditions using an artificial rain (i.e. a 0.01M CaCl2.2H2O solution). The percolate was analysed for the following parameters: pH, EC, total suspended (TSS) and volatile solids (VSS), total nitrogen (TN), nitrates (NO3-N), total phosphorus (TP), orthophosphates (PO4-P), Al, Fe, Mn Ca, Mg and K. Overall, all the treatments had the potential to increase the fertility of burnt soils, especially in the SAC layer. Nonetheless, the GT was the most efficient treatment since it induced a fast mineralization of OM and a substantial increase in P availability, which is often a limiting nutrient in forest soils. The BF treatment also showed a high potential for increasing soil fertility, however the high solubility of its components, promotes losses by percolation, thereby increasing the risk of contamination to downstream water bodies.