Efeito do fogo florestal na fixação de fósforo no solo sub-superficial

Abstract

Os fogos florestais apresentam efeitos dramáticos em diferentes níveis dos ecossistemas. Entre estes é a degradação do solo subsequente do fogo, principalmente relacionados com a danificação da estrutura, perda de matéria orgânica e perda de nutrientes. Sendo o fósforo um nutriente limitante é importante saber até que ponto os incêndios florestais afectam a capacidade de retenção e a sua disponibilidade no solo, não só na camada superficial como também na subsuperficial. Este estudo tem como objectivo a análise do impacto dos fogos florestais na adsorção e concentração das principais fracções de fósforo no solo entre os 3 – 6 cm de profundidade. Com esse fim, foram utilizadas amostras de três tipos de solo provenientes duma floresta de pinheiro: solos não queimados (SNQ), que não sofreram o fogo, solos queimados de baixa intensidade (SQBI), que sofreram um fogo de baixa intensidade relativa, e solos queimados de alta intensidade (SQAI), que sofreram um fogo de alta intensidade relativa. Pela caracterização dos solos verificou-se que o fogo florestal incrementa os parâmetros Condutividade, Humidade e Fracção Fina nos SQ em relação aos SNQ, sendo que apenas o pH não é afectado. No que diz respeito a parâmetros como LOI, Teor Total de Fe, Mn e Al, Teor de óxidos de Fe e Mn e Teor de Carbono Orgânico total, o fogo florestal provocou uma diminuição dos seus valores presentes nos solos queimados em relação aos SNQ. Um estudo cinético da adsorção foi realizado, permitindo determinar o tempo que os solos demoram a atingir o equilíbrio de adsorção de fósforo nos três solos em estudo sendo este de, aproximadamente, 48 horas. A equação de pseudo-segunda ordem descreve satisfatoriamente os resultados experimentais de adsorção de P nos solos em estudo ao longo do tempo, sendo que os valores das constantes cinéticas confirmam que os SNQ apresentam uma velocidade de adsorção de fósforo ligeiramente maior que os SQBI, e ambos ligeiramente superiores aos SQAI. Contudo, não se demonstra que a intensidade provoque alterações no solo ao nível da velocidade de adsorção de fósforo pelo solo. Em seguida, o estudo do equilíbrio de adsorção mostrou que as isotermas de adsorção de fósforo são similares para os três solos. A isoterma de Langmuir proporciona um bom ajuste dos resultados, verificando-se uma capacidade de adsorção ligeiramente superior nos SQBI do que no resto, sendo que os SQAI apresentam a menor capacidade de adsorção dos três solos. Por último, o fraccionamento do fósforo nos solos em estudo revelou uma grande variabilidade interna para os três tipos de solo em estudo, o que torna difícil extrair conclusões definitivas sobre o efeito do fogo. No entanto, o fósforo lábil destacou-se por ser a única forma de fósforo em estudo para a qual foi verificada, não só uma diminuição da sua concentração nos solos queimados, mas também uma diminuição mais acentuada para uma maior intensidade do fogo florestal.

Forest fires have dramatic effects at different levels of the ecosystems. Among them it is the soil degradation subsequent to fire, mainly related to the structure damages, the loss of organic matter and the loss of nutrients. Being phosphorus a limiting nutrient, it is important to find out the extent to which forest fires affect the soil retention capacity and its availability on soils, not only at the surface level but also at the subsurface one. This study aims to analyze the impact of forest fires in the adsorption and concentration of the main phosphorus fractions in the soil 3-6 cm depth. With this purpose, three types of soil samples from a pine forest were used: unburned soils (SNQ), which did not suffer any fire, low intensity burned soils (SQBI), which suffered a fire with a relative low intensity and high intensity burned soils (SQAI), which suffered a fire with a relative high intensity. Soil characterization showed that a forest fire increases some parameters, such as, conductivity, moisture and Fine Fraction, but it does not affect pH significatively. With regard to parameters such as LOI, Total Content of Fe, Mn and Al, Fe and Mn oxides Content and Total Organic Carbon Content, a forest fire caused a decrease in their values presents in burned soils compared to unburned soils. An adsorption kinetic study was conducted to determine the time that soils take to reach the adsorption equilibrium for phosphorus, showing that, for the soils under study, it is approximately 48 hours. The pseudo second-order equation describes satisfactorily the experimental kinetic results of adsorption of P onto the soils under study, and the values of kinetics constants confirm that phosphorus sorption onto SNQ is slightly faster than onto SQBI, and also than onto SQAI. In any case, the fire intensity does not seem to result in changes in the phosphorus sorption rate onto the soils under study. Then, the study on the phosphorus adsorption equilibrium showed that adsorption isotherms are similar for the three soils considered.The Langmuir isotherm provides goof fittings of the equilibrium experimental results, allowing to verify that the adsorption capacity of SQBI is slightly higher than that of SQBI and SQAI, this last having the lowest adsorption capacity of the three soils. Finally, phosphorus fractionation revealed a large internal variability for the three soil types under study, making it difficult to draw firm conclusions about the effect of fire. However, the labile P fraction is the only form of P in the study which not only shows a lower concentration in the burned soils compared with those unburned but, also, the higher the intensity of fire, the lower the labile P concentration.