Estudo inédito desenvolvido por pesquisadores da Embrapa Cerrados (DF), Universidade de Brasília (UnB) e Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Brasília (IFB) aponta que o processo de decomposição da serrapilheira – camada de restos de plantas e material orgânico que cobre o solo – tem correlação direta com a diversidade da flora local e com o sinergismo de fatores, como a ação dos microrganismos decompositores, que ocorrem principalmente no período chuvoso. A pesquisa, de longa duração, foi desenvolvida em uma área florestal nativa de Cerrado e pode contribuir para o controle ambiental e iniciativas de conservação, como a recomposição de áreas degradadas e o controle da perda de matéria orgânica do solo.

A serrapilheira exerce funções importantes no equilíbrio e na dinâmica dos ecossistemas, sobretudo em regiões do Cerrado, onde a maioria dos solos apresenta baixa fertilidade natural. Por consequência, a sua decomposição ajuda a manter as propriedades físicas, químicas e biológicas do solo e a ciclagem de nutrientes, além de ter papel relevante na manutenção ecológica de diversas funções e sistemas florestais.

No estudo, a decomposição da serrapilheira de uma floresta savânica (Cerradão, foto à direita) foi analisada em função da composição florística local e da sazonalidade – alternância de estações secas e chuvosas ao longo dos anos –, considerando que o bioma Cerrado tem duas estações bem definidas: uma chuvosa (outubro a abril) e uma seca (maio a setembro). O trabalho está descrito no artigo How long does it take to decompose all litter in Brazilian savanna forest?, cujas autoras principais são Fabiana Ribeiro, da UnB, e Alexsandra Oliveira, da Embrapa Cerrados. O artigo faz parte da tese de doutorado de Ribeiro, que foi coorientada por Oliveira.

Como novidade, o artigo traz dados sobre a decomposição total da serrapilheira de uma área de Cerrado. Até então, os textos científicos sobre o processo no bioma apresentavam uma análise em curto período de tempo, contemplando dados coletados somente até a meia-vida, ou seja, a quantidade de dias necessários para o desaparecimento de 50% da matéria orgânica, sendo o tempo total de decomposição estimado por meio de modelos matemáticos. “Acompanhamos a decomposição da serrapilheira até o fim, o que representou 2.070 dias de observação”, explica Ribeiro.

Foto acima: Fabiana Ribeiro

Arte: Wellington Cavalcanti (serrapilheira e microrganismos do solo)

Pesquisa avaliou tempo de decomposição da serrapilheira durante quase seis anos

O estudo foi realizado em uma área de quatro hectares de Cerradão na Quebrada dos Neres, zona rural do Paranoá (DF), onde não ocorreram incêndios após o ano de 1996. Entre agosto de 2014 e maio de 2020, os pesquisadores acompanharam a decomposição de 240 amostras de 20 gramas de serrapilheira contidas em bolsas de malha de nylon (litter bags) distribuídas aleatoriamente pela área, sendo que, a cada três meses, 10 delas foram coletadas.

A meia-vida da serrapilheira observada no local foi de 360 dias, período em que a decomposição foi mais acelerada. Após 180 dias, as perdas já eram significativas, sendo possível observar grande parte da estrutura interna das folhas, que no 360º dia estava fragmentada. Segundo estudos, a decomposição mais intensa nos primeiros meses é explicada pela fragmentação da serrapilheira por agentes físicos, pela fauna do solo e pela liberação de compostos solúveis, como açúcares, amidos e proteínas, que são rapidamente consumidos pelos microrganismos decompositores. Após esse período, a decomposição fica mais lenta devido ao maior percentual de estruturas mais resistentes, chamadas de recalcitrantes, como a lignina (molécula associada à rigidez, impermeabilidade e resistência mecânica e a ataques microbiológicos aos tecidos vegetais) e a celulose presentes nas estruturas de folhas e galhos.

A decomposição de 75% do material amostrado ocorreu entre 720 e 810 dias. Em 1.710 dias, somente a estrutura das nervuras e galhos finos foi observada misturada ao solo. A quantidade de biomassa foi constante entre os dias 900 e 1.980, chegando a zero, 90 dias após o último dia de coleta (2.070º dia). Veja a figura abaixo.

Massa principal remanescente (g) ao longo de 2.070 dias em área de Cerradão no Distrito Federal, Brasil.

Como o estudo permitiu medir o tempo necessário para que as plantas fossem totalmente decompostas nas amostras, diferentes modelos matemáticos utilizados na literatura científica para estimar a decomposição da serrapilheira puderam ser testados. O modelo de simples entrada de Olson, que considera apenas o tempo e a taxa de perda em relação à massa inicial, foi o mais satisfatório para estimar a velocidade de decomposição da serrapilheira na área de Cerradão estudada, por ter apresentado a menor subestimação do processo.

“Após os testes, chegamos ao modelo simples, que se mostrou mais próximo da realidade”, comenta Ribeiro. Nesse sentido, conforme a pesquisadora da UnB, o estudo, ao testar modelos e sugerir o que melhor se adequa às condições do Cerrado, também contribui para diminuir erros de superestimação ou subestimação nas estimativas de decomposição de serrapilheira no bioma.

Influência das chuvas

No Cerrado brasileiro, é sabido que as condições de elevadas temperaturas e a capacidade de retenção de água contribuem para a decomposição da serrapilheira no início do período chuvoso, sendo que as taxas mais altas ocorrem nas primeiras chuvas. “Ou seja, é como se fosse um bônus para a decomposição e a mineralização, em função do favorecimento temporário das condições climáticas”, afirma Oliveira.

Durante as seis estações chuvosas observadas ao longo dos cinco anos e nove meses do estudo, foi observada, como previsto na literatura científica, a intensificação da decomposição da serrapilheira, mostrando relação direta entre esse processo e as precipitações.

Segundo as pesquisadoras, isso ocorre porque a decomposição da serrapilheira é diretamente proporcional à sua palatabilidade aos microrganismos decompositores. Por outro lado, nas estações de seca, quando há diminuição da água, a palatabilidade é menor, o que leva à diminuição da velocidade de decomposição da serrapilheira.

Resultados apoiam projetos de conservação, recuperação e controle ambiental

Por ser um método de monitoramento não destrutivo para avaliação da qualidade florestal, o estudo da dinâmica de decomposição da serrapilheira trouxe resultados relevantes para a elaboração de projetos de conservação e controle ambiental.

A pesquisadora da UnB explica que, em associação com outros dados ecológicos, é possível avaliar o comportamento da floresta em relação às tensões bióticas, como a ação de organismos decompositores, e abióticas, como temperatura e umidade. “Caso a floresta seja substituída por uma lavoura, é possível estimar a perda de nutrientes naturais. E, conforme o manejo do solo, podemos controlar a perda de matéria orgânica da superfície do solo”, exemplifica.

Além disso, o conhecimento das espécies de uma determinada área florestal de Cerrado e da decomposição da serrapilheira permite selecionar as espécies de plantas mais atrativas aos microrganismos decompositores. “Essas espécies vegetais podem ser escolhidas no momento do plantio conforme o interesse, considerando as estimativas da média de ciclagem eficiente dos nutrientes da serrapilheira”, diz a pesquisadora, salientando que essa é uma iniciativa importante para projetos de recuperação de áreas degradadas.

“Nesse contexto, o conhecimento associado do tempo de ciclagem da serrapilheira poderá contribuir para estudos de resiliência do ecossistema [Cerrado]. Resultados como os que obtivemos podem auxiliar na geração e orientação de políticas públicas voltadas ao funcionamento da resiliência climática, que tem a ver com a sustentabilidade”, finaliza a pesquisadora da Embrapa.

Os autores do estudo são Fabiana Piontekowski Ribeiro, Alexsandra Duarte de Oliveira, Angela Pereira Bussinguer, Maísa Isabela Rodrigues, Mikaela Soares Silva Cardoso, Ilvan Medeiros Lustosa Junior, Marco Bruno Xavier Valadão e Alcides Gatto.