CARBON STOCKS IN MINED AREA RECLAIMED BY LEGUMINOUS TREES AND SLUDGE

• Published in: Revista árvore Vol. 41; no. 6
• Main Authors: Balieiro, Fabiano de Carvalho, Costa, Carolina Araújo, Oliveira, Raphael Braga de, Oliveira, Rafaela de, Donagemma, Guilherme Kangussu, Andrade, Aluisio Granato de, Capeche, Cláudio Lucas
• Format: Journal Article
• Language: English; Portuguese
• Published: Sociedade de Investigações Florestais 01.01.2017
• Subjects: Acréscimo de carbono e nutrientes do solo; Acúmulo de biomassa da parte aérea; FORESTRY; Recuperação de solos; Acréscimo de carbono e nutrientes do solo; Acúmulo de biomassa da parte aérea; Recuperação de solos; Aboveground biomass accumulation; Reclamation of soil; Soil carbon and nutrients accretion
• ISSN: 0100-6762; 1806-9088; 1806-9088
• DOI: 10.1590/1806-90882017000600010

ABSTRACT Few studies have been carried out on aboveground (or belowground) and soil/substrate C accumulation in severely degraded areas, such as mined areas. The present study was developed in order to find a recovery strategy for a mined area and characterize its potential for C sequestration by planting two nitrogen-fixing Brazilian tree species (Mimosa caesalpiniifolia Benth and M. bimucronata (DC.) O. Kuntze). Sewage sludge was included in the experimental design. An experiment under randomized block condition and 2 x 5 factorial design with four replications were defined and carried out, in Rio de Janeiro State, Brazil. The treatments consisted of a combination of both tree species and five sewage sludge doses (0, 2.85; 5.70; 11.40 and 22.80 Mg ha-1). M. caesalpiniifolia grows better (p<0.05) in reclaimed areas than M. bimucronata, even though neither the height nor the basal area of both species responded to the sludge application. Carbon stock in the tree trunks differ between species (27.3 and 14.3 Mg ha-1, for M. caesalpinifolia and M. bimucronata, respectively), and was influenced by the doses of sewage sludge, whereas the soil carbon stock (0-10 cm) did not differ between species and doses (12.0 and 12.2 Mg ha-1, for M. caesalpiniifolia and M. bimucronata, respectively). Soil fertility in the degraded site was found to be improved by legume trees six years after planting, with a small influence of the sewage sludge level. Mined areas recovered with legume trees can sequestrate significant amounts of C both in aboveground biomass and soil in a short period of time. RESUMO Poucos estudos foram conduzidos em relação à acumulação de C na parte aérea (ou subterrânea) e solo/substrato em áreas severamente degradadas, como áreas mineradas. O presente estudo foi desenvolvido para encontrar uma estratégia de recuperação para uma área minerada e caracterizar o seu potencial de sequestro de C a partir do plantio de duas espécies de árvores brasileiras que fixam nitrogênio do ar (Mimosa caesalpiniifolia Benth e M. bimucronata (DC) O. Kuntze). Lodo de esgoto foi incluído no desenho experimental. Assim, um experimento em delineamento em blocos ao acaso e esquema fatorial 2 x 5 e quatro repetições foi instalado no estado do Rio de Janeiro, Brasil. Os tratamentos consistiram em uma combinação de duas espécies arbóreas e cinco doses de lodo de esgoto (0, 2,85; 5,70; 11,40 e 22,80 Mg ha-1). M. caesalpiniifolia cresceu melhor (p <0,05) na área recuperada do que M. bimucronata, mesmo que nem a altura, nem a área basal de ambas as espécies tenham respondido à aplicação do lodo. O estoque de carbono nos troncos das árvores diferiu entre as espécies (27,3 e 14,3 Mg ha-1, para M. caesalpinifolia e M. bimucronata, respectivamente) e foi influenciado pelas doses de lodo de esgoto, enquanto o estoque de carbono do solo (0-10 cm) não diferiu entre espécies e doses (12,0 e 12,2 Mg ha-1, para M. caesalpiniifolia e M. bimucronata, respectivamente). A fertilidade do solo no local degradado foi melhorada pelas leguminosas, seis anos após o plantio, com uma pequena influência do lodo de esgoto. Áreas mineradas recuperadas com leguminosas podem sequestrar quantidades significativas de C, tanto na biomassa aérea quanto no solo em um curto período de tempo.