Short-term effect of a crop-livestock-forestry system on soil, water and nutrient loss in the Cerrado-Amazon ecotone / Efeito da integração lavoura-pecuária-floresta em fase inicial sobre as perdas de solo, água e nutrientes no ecótono Cerrado-Amazônia

Soil, water, and nutrient loss by water erosion are among the main factors leading to land degradation, decreasing soil productivity and the provision of ecosystem services. The Cerrado-Amazon ecotone in western Brazil has suffered rapid land-use cover changes with impacts on soil erosion and land degradation. Despite the importance of the region for Brazilian agriculture and environmental conservation, studies on soil, water, and nutrient loss are still scarce. We tested integrated crop-livestockforestry (ICLF) as a sustainable agriculture management system for the Cerrado-Amazon ecotone region. A field experiment was established in the north of Mato Grosso state to quantify total soil, water, carbon and nitrogen loss during the rainy season in 2012-2013 in plots of integrated crop-forestry (ICF), pasture (PAST), eucalyptus plantation (EUC), no-tillage crop succession (CS) and bare soil (BS). Total soil, water, carbon and nitrogen losses in BS were, on average, 96.7% higher than in ICF, EUC, PAST, and CS. ICF had significantly lower water loss than CS, EUC and PAST. Total loss of carbon (4.3 - 428.2 kg ha-1) and nitrogen (0.3 - 29.2 kg ha-1) differed significantly among treatments. The production systems with tree components (EUC and ICF) and PAST showed reduced soil and nutrients loss compared to CS. Our results demonstrated that ICLF can avoid soil quality loss and thus improve agriculture sustainability in the Cerrado-Amazon ecotone.(AU)

A erosão hídrica é um dos principais fatores da degradação dos solos, impactando seu potencial produtivo e capacidade de provisão de serviços ecossistêmicos. O ecótono Cerrado-Amazônia, no norte de Mato Grosso, Brasil, tem sofrido intensas modificações em seu uso e cobertura com impacto na erosão e degradação do solo. Apesar da importância ambiental e agropecuária da região, estudos sobre as perdas de água, solo e nutrientes são escassos. Neste trabalho, testamos a utilidade da integração lavoura-pecuária-floresta (ICLF) para a produção agrícola sustentável no ecótono Cerrado-Amazônia. Foi implantado um experimento de campo no norte de Mato Grosso para quantificar as perdas de solo, água, carbono e nitrogênio durante o período chuvoso de 2012-2013 em parcelas de integração lavoura-floresta (ICF), pastagem (PAST), plantação de eucalipto (EUC), plantio direto com sucessão de culturas (CS) e solo descoberto (BS). As perdas totais de água, solo, carbono e nitrogênio foram, em média, 96,7% maiores em BS, quando comparadas a ICF, EUC, PAST e CS. As perdas de água e solo foram significativamente menores na ICF comparado a CS. As perdas totais de carbono (4.3 - 428.2 kg ha-1) e nitrogênio (1.05 - 10.4 kg ha-1) diferiram significativamente. Os sistemas com um componente arbóreo (EUC e ICF) e PAST tiveram menores perdas de solo e nutrientes em comparação com CS. Nossos resultados demonstraram que ICLF pode evitar a perda de qualidade de solo, melhorando a sustentabilidade da agricultura no ecótono Cerrado-Amazônia.(AU)

Morphogenetic and structural characteristics of alexandergrass pastures under continuous stocking / Características morfogênicas e estruturais de pastos de papuã manejados sob lotação contínua

The aim of this study was to evaluate some morphogenetic and structural characteristics to explain variations in forage accumulation of Alexandergrass (Urochloa (Syn. Brachiaria) plantaginea) under continuous stocking method. The experimental treatments consisted of four grazing heights (10, 20, 30, and 40 cm), allocated to experimental units following a randomized block design with three replicates. The following variables were analyzed: leaf appearance, elongation, and senescence rates, leaf lamina length, number of leaves per tiller, leaf area index (LAI), and forage accumulation rate. Data were submitted to analysis of variance and means were compared by Student's t-test (P≤0.05). The main results were: i) different grazing heights had different tissue flows; ii) grazing heights between 30-40 cm showed the highest LAI, and produced similar values; iii) forage accumulation rate increased according to grazing height increments, but did not change above 30 cm. In conclusion, Alexandergrass pastures under continuous stocking should not be maintained at grazing heights lower than 30 cm if the objective is to maximize forage production.

O objetivo deste trabalho foi avaliar alguns aspectos morfogênicos e estruturais para explicar eventuais alterações no acúmulo de forragem de pastos de papuã (Urochloa (Syn. Brachiaria) plantaginea) sob lotação contínua. Os tratamentos experimentais corresponderam a quatros alturas de dossel (10, 20, 30 e 40 cm), alocados às unidades experimentais conforme um delineamento de blocos completos casualisados, com três repetições. As variáveis analisadas foram: taxa de alongamento, aparecimento e senescência foliar; densidade populacional de perfilhos; comprimento e número de lâminas foliares por perfilho; índice de área foliar (IAF); taxa de acúmulo de forragem. Os dados foram submetidos à análise de variância e as médias comparadas pelo teste t de "Student" (P≤0,05). Os principais resultados obtidos foram: i) diferentes alturas de manejo apresentam diferentes ritmos de aparecimento, crescimento e morte de tecidos; ii) pastos manejados entre 30-40 cm apresentaram os maiores valores de IAF e foram semelhantes entre si; iii) a taxa de acúmulo aumentou com o aumento da altura de manejo, mas não foi alterada a partir de 30 cm. Recomenda-se manejar pastos de papuã sob lotação contínua com não menos que 30 cm quando o objetivo for maximizar a produção de forragem.

Morphogenetic and structural characteristics of alexandergrass pastures under continuous stocking / Características morfogênicas e estruturais de pastos de papuã manejados sob lotação contínua

The aim of this study was to evaluate some morphogenetic and structural characteristics to explain variations in forage accumulation of Alexandergrass (Urochloa (Syn. Brachiaria) plantaginea) under continuous stocking method. The experimental treatments consisted of four grazing heights (10, 20, 30, and 40 cm), allocated to experimental units following a randomized block design with three replicates. The following variables were analyzed: leaf appearance, elongation, and senescence rates, leaf lamina length, number of leaves per tiller, leaf area index (LAI), and forage accumulation rate. Data were submitted to analysis of variance and means were compared by Student's t-test (P≤0.05). The main results were: i) different grazing heights had different tissue flows; ii) grazing heights between 30-40 cm showed the highest LAI, and produced similar values; iii) forage accumulation rate increased according to grazing height increments, but did not change above 30 cm. In conclusion, Alexandergrass pastures under continuous stocking should not be maintained at grazing heights lower than 30 cm if the objective is to maximize forage production.(AU)

O objetivo deste trabalho foi avaliar alguns aspectos morfogênicos e estruturais para explicar eventuais alterações no acúmulo de forragem de pastos de papuã (Urochloa (Syn. Brachiaria) plantaginea) sob lotação contínua. Os tratamentos experimentais corresponderam a quatros alturas de dossel (10, 20, 30 e 40 cm), alocados às unidades experimentais conforme um delineamento de blocos completos casualisados, com três repetições. As variáveis analisadas foram: taxa de alongamento, aparecimento e senescência foliar; densidade populacional de perfilhos; comprimento e número de lâminas foliares por perfilho; índice de área foliar (IAF); taxa de acúmulo de forragem. Os dados foram submetidos à análise de variância e as médias comparadas pelo teste t de "Student" (P≤0,05). Os principais resultados obtidos foram: i) diferentes alturas de manejo apresentam diferentes ritmos de aparecimento, crescimento e morte de tecidos; ii) pastos manejados entre 30-40 cm apresentaram os maiores valores de IAF e foram semelhantes entre si; iii) a taxa de acúmulo aumentou com o aumento da altura de manejo, mas não foi alterada a partir de 30 cm. Recomenda-se manejar pastos de papuã sob lotação contínua com não menos que 30 cm quando o objetivo for maximizar a produção de forragem.(AU)

Desempenho da cultura da soja em sistema agroflorestal com eucalipto / Performance of soybean crop in agroforestry system with eucalyptus

O sistema agroflorestal com eucalipto e soja é uma opção de uso do solo em regiões com solo arenoso e clima quente. O objetivo desse trabalho foi avaliar o desempenho da cultura da soja associada a renques simples de eucalipto maculata na região Noroeste do Paraná. O sistema agroflorestal foi implantado em outubro de 2009, usando a sucessão soja/braquiária nos entre renques de eucalipto. O desempenho da cultura da soja foi avaliado na safra 2015/16, em dois experimentos, um com espaçamento entre renques de 14m e outro com28 m. Como testemunha, foi considerada uma área contígua, sem a presença de árvores. O crescimento e o acúmulo de nitrogênio na massa seca da soja, avaliados no pleno florescimento, foram reduzidos em função da interferência do eucalipto, com maior intensidade no menor espaçamento entre os renques. A redução de produtividade de grãos de soja causada pelas árvores foi de 65e 44% em relação à testemunha, nos espaçamentos de 14 e 28 m entre renques, respectivamente. Os teores de nitrogênio na massa seca e de proteína e óleo nos grãos de soja não foram alterados pela interferência das árvores.

Agroforestry system with eucalyptus and soybean crop is an option for soil use under sandy soils and warm climates. The objective of this work was to evaluate the performance of the soybean crop associated to simple rows of eucalyptus maculata in the Northwest region of Paraná, Brazil. The experiment was established in October 2009; since then, eucalyptus maculata interrows has been yearly grown with a double crop of soybean (summer) and U. ruziziensis (winter). The soybean performance was evaluated in the 2015/16 cropping season, at two eucalyptus row spacings, 14 and 28 m. A contiguous, treeless area, grown yearly with soybean (summer)/U. ruziziensis (winter) double crop, was used as a control. The soybean growth and shoot nitrogen accumulation at full blooming were reduced as a function of eucalyptus interference, in a greater intensity at 14-m eucalyptus row spacing. Soybean yield reductions caused by eucalyptus trees were 65 and 44% in relation to the control, at 14 and 28-m row spacings, respectively. The contents of nitrogen in soybean shoots, and protein and oil in soybean grains, were not altered by the interference of the trees.

Desempenho da cultura da soja em sistema agroflorestal com eucalipto / Performance of soybean crop in agroforestry system with eucalyptus

O sistema agroflorestal com eucalipto e soja é uma opção de uso do solo em regiões com solo arenoso e clima quente. O objetivo desse trabalho foi avaliar o desempenho da cultura da soja associada a renques simples de eucalipto maculata na região Noroeste do Paraná. O sistema agroflorestal foi implantado em outubro de 2009, usando a sucessão soja/braquiária nos entre renques de eucalipto. O desempenho da cultura da soja foi avaliado na safra 2015/16, em dois experimentos, um com espaçamento entre renques de 14m e outro com28 m. Como testemunha, foi considerada uma área contígua, sem a presença de árvores. O crescimento e o acúmulo de nitrogênio na massa seca da soja, avaliados no pleno florescimento, foram reduzidos em função da interferência do eucalipto, com maior intensidade no menor espaçamento entre os renques. A redução de produtividade de grãos de soja causada pelas árvores foi de 65e 44% em relação à testemunha, nos espaçamentos de 14 e 28 m entre renques, respectivamente. Os teores de nitrogênio na massa seca e de proteína e óleo nos grãos de soja não foram alterados pela interferência das árvores.(AU)

Agroforestry system with eucalyptus and soybean crop is an option for soil use under sandy soils and warm climates. The objective of this work was to evaluate the performance of the soybean crop associated to simple rows of eucalyptus maculata in the Northwest region of Paraná, Brazil. The experiment was established in October 2009; since then, eucalyptus maculata interrows has been yearly grown with a double crop of soybean (summer) and U. ruziziensis (winter). The soybean performance was evaluated in the 2015/16 cropping season, at two eucalyptus row spacings, 14 and 28 m. A contiguous, treeless area, grown yearly with soybean (summer)/U. ruziziensis (winter) double crop, was used as a control. The soybean growth and shoot nitrogen accumulation at full blooming were reduced as a function of eucalyptus interference, in a greater intensity at 14-m eucalyptus row spacing. Soybean yield reductions caused by eucalyptus trees were 65 and 44% in relation to the control, at 14 and 28-m row spacings, respectively. The contents of nitrogen in soybean shoots, and protein and oil in soybean grains, were not altered by the interference of the trees.(AU)

EFEITO DO CONSÓRCIO DE GRAMÍNEAS COM FEIJÃO-CAUPI NA ENTRESSAFRA SOBRE A PRODUÇÃO DE BOVINOS DE CORTE

O uso de leguminosas em consórcio com gramíneas é vantajoso, principalmente, pela assimilação de nitrogênio atmosférico realizada pelas leguminosas, o que reduz a demanda de fertilizantes nitrogenados, bem como proporciona aumento no valor nutritivo do pasto. Por isso, em no cultivo em consórcio, deve-se selecionar leguminosas que não sejam antagônicas com as gramíneas, de modo que comprometa a produtividade do sistema. Uma possibilidade para uso em pastagens é o uso do feijão-caupi (Vigna unguiculata) e por isso, objetivou-se com este trabalho identificar se o feijão-caupi proporciona incremento no desempenho animal quando consorciado com gramíneas na entressafra. O experimento foi realizado no município de Itiquira, Mato Grosso, em delineamento de blocos casualizados, em esquema fatorial 4x2. Os tratamentos consistiram no cultivo de quatro gramíneas (Urochloa ruziziensis cv. Kennedy, Urochloa brizantha cv. Paiaguás, Urochloa brizantha cv. Piatã e Panicum maximum cv. BRS Tamani) em dois sistemas (monocultivo e consorciados com feijão-caupi cv. BRS Tumucumaque), implantados na entressafra de 2016 e 2017. Os sistemas foram semeados em sucessão à soja (março), e os animais ingressaram na área em maio. Foram realizadas coletas de amostras de forragem em maio, junho e julho para mensurar a massa de forragem, composição botânica, morfológica e químico-bromatológica do pasto. O consórcio das gramíneas com feijão-caupi proporcinou aumento na taxa de lotação para os capins Tamani e Paiaguás, comparativamente ao sistema em monocultivo. Além disso, o consórcio com feijão-caupi proporcionou aumento no ganho de peso por área em todas as gramíneas, com exceção do capim Piatã. Além disso, os pastos com feijão-caupi obtiveram maior teor de proteína bruta, com exceção dos pastos de Paiaguás. Quanto as gramíneas em monocultivo, todas os capins testados podem ser utilizados na entressafra em sucessão à soja e o consórcio de gramíneas com feijão-caupi, de modo geral, aumenta o desempenho de bovinos de corte na entressafra.

Legumes use intercropped with grasses is advantageous mainly due to the assimilation of atmospheric nitrogen carried out by the legumes, which reduces the demand for nitrogen fertilizers, as well as increasing the nutritive value of pasture. Therefore, in intercropped cultivation, legumes that are not antagonistic to grasses must be selected, in order to compromise the system's productivity. One possibility for use in pastures is the use of cowpea (Vigna unguiculata) and, therefore this research aimed to identify whether cowpea offers an increase in animal performance when intercropped with grasses in the off season. Experiment was carried out in the municipality of Itiquira, Mato Grosso, in a randomized block design, in a 4x2 factorial scheme. The treatments consisted of four grasses cultivation (Urochloa ruziziensis cv. Kennedy, Urochloa brizantha cv. Paiaguás, Urochloa brizantha cv. Piatã and Panicum maximum cv. BRS Tamani) in two systems (monoculture and intercropping with cowpea cv. BRS Tumucumaque) in the off-season of 2016 and 2017. Systems were sown in succession to soybeans (March), and the animals entered the area in May. Samples were collected in May, June and July to measure forage mass, morphological, botany and chemical-bromatological composition. The intercropping of grasses with cowpea provided an increase in stocking rate for Tamani and Paiaguás grasses, compared to the monoculture system. Furthermore, the intercropping with cowpea provided an increase in weight gain per area in all grasses, except for Piatã grass. In addition, pastures with cowpea had higher crude protein content, with the exception of Paiaguás. Also, all the grasses tested can be used in the off-season in succession to soybean and the intercropping of grasses with cowpea, in general, increases the performance of beef cattle during the off-season.

TAXA DE INGESTÃO DE OVINOS EM GRAMA MISSIONEIRA-GIGANTE SUBMETIDA A DIFERENTES CONDIÇÕES DE MANEJO E LUMINOSIDADE

Em sistemas integrados de produção agropecuária (SIPA) onde há o arranjo de pastagens e árvores, o efeito do sombreamento das árvores causa alterações estruturais no pasto que podem influenciar o comportamento ingestivo dos animais em pastejo. Este trabalho teve como objetivo estudar os efeitos do sombreamento em pastagem de grama missioneira-gigante (Axonopus catharinensis Valls. cv SCS 315 Catarina Gigante) em comparação ao pleno sol, em duas alturas pré-pastejo, e suas relações com o comportamento ingestivo de ovinos. Foram utilizados 8 piquetes de 20 m², distribuídos em pleno sol ou ambiente sombreado (sombrites com 50% de interceptação luminosa), e duas alturas pré-pastejo (25 cm e 35 cm), com rebaixamento em 40% da altura inicial. Foram utilizadas quatro ovelhas da raça Lacaune previamente adaptadas. Os testes de pastejo eram feitos pela manhã e tarde. A taxa de ingestão dos animais foi aferida pela técnica de dupla pesagem, com correção para perdas insensíveis de peso. Foram determinadas a taxa e a massa de bocados. Dois cortes de forragem foram realizados por piquete, ambos em 50% da altura do dossel e ao nível do solo, utilizando quadros de 0,25 m² para determinação da massa de forragem (MF). A partir do estrato superior apenas obteve-se a densidade de forragem e análises da composição química. A densidade populacional de perfilhos (DPP) foi determinada em quatro quadros e 40 perfilhos estendidos marcados foram medidos antes e após as sessões de pastejo. Os dados foram analisados através de modelos lineares mistos no ambiente estatístico R. A MF foi semelhante entre sol e sombra e superior em 35 cm comparado a 25 cm, sem alterar a densidade de forragem entre todos os tratamentos. A DPP reduziu em 38% na sombra comparada ao pleno sol e a relação folha: colmo manteve se semelhante. A fibra em detergente neutro (FDN) aumentou em função da altura e do ambiente sombreado, enquanto a fibra em detergente ácido (FDA) e a proteína bruta (PB) mantiveram-se semelhantes entre tratamentos. A taxa de ingestão, a massa de bocados e a profundidade de bocados foram semelhantes entre alturas e condições luminosas, mas o tempo por bocado foi maior no sol em comparação ao ambiente sombreado. A densidade de forragem do estrato pastejado não diferiu em função da luminosidade e variações na altura do pasto não modificaram a profundidade de bocados e a densidade de forragem. A taxa de ingestão de ovinos em pasto de missioneira-gigante não se modifica com a redução da luminosidade e entre as alturas de pré-pastejo de 25 e 35 cm.

In an integrated crop-livestock system (ICLS) combining trees and pastures, shading effect caused by trees may modify sward structure and ingestive behavior of grazing animals. The aim of this study was to assess the effects of shading on the ingestive behavior of sheep grazing missioneira-gigante grass (Axonopus catharinensis Valls. SCS 315 Catarina Gigante) compared with full sun environment, at two pre-grazing canopy target heights. Eight paddocks of 20m² were used in sun or shade (based on shade clothes with 50% LI), at pre-grazing heights of 25 cm and 35 cm, managed for 40% of grazing intensity. Four previously adapted Lacaune sheep were used. The grazing tests were performed in the morning and afternoon, and short-term intake rate (STIR) was measured by double-weighing technique, with correction for insensive weight losses. Bite rate and bite mass were determined. Two forage cuttings were made by paddock, each starting at 50% of the canopy height and then until ground level in frames of 0.250 m² to obtain herbage mass (HM), herbage bulk density (HBD) and chemical composition. Tiller density were counted in four frames, and 40 marked extended tillers were measured before and after grazing sessions. Data were analysed using linear mixed models in R statistical environment. The HM was similar between sun and shade and higher at 35 cm compared with 25 cm, but HBD remained unchanged. The tiler density dropped by 38% in shade, but leaf: stem ratio remained similar between treatments. The NDF content increased as a function of sward height and shade environment, but the ADF and CP content did not change between treatments. The STIR, bite mass and bite depth did not change between pre-grazing canopy target Heights and light conditions, but time per bite was greater in full sun environment compared with shade. Sheep grazing missioneira-gigante grass did not change STIR in shade compared with full sun environment, regardless the pre-grazing canopy target height.

METAS DE MANEJO PARA GRAMA MISSIONEIRA-GIGANTE EM AMBIENTES DE PLENO SOL E SOMBRA

KRAHL, Gustavo. Metas de manejo para grama missioneira-gigante em ambientes de pleno sol e sombra. 2020. p.140. Tese (Doutorado em Ciência Animal Área: Produção Animal). Universidade do Estado de Santa Catarina. Programa de Pós-graduação em Ciência Animal, Lages, 2020. Os sistemas integrados de produção agropecuária têm sido preconizados para atingir a intensificação sustentável da produção de alimentos. Porém, é possível que ocorra impacto negativo na produção de forragem de pastos crescendo em sistemas com árvores, e ainda não está definido se metas de manejo aplicadas para pastagens em pleno sol podem ser recomendadas em ambientes sombreados. Foram testadas as hipóteses de que as alturas ideais do pasto para o início e interrupção da utilização são superiores em sistema com restrição de luminosidade em comparação em pleno sol, principalmente devido às respostas de estiolamento vertical, redução da densidade populacional de perfilhos e interceptação de luminosidade. Desta forma, objetivou-se determinar as metas de manejo para grama missioneira-gigante (Axonopus catharinensis Valls.) em pleno sol e com restrição de luminosidade, com base nas respostas em perfilhos individuais, estrutura do dossel forrageiro, acúmulo e composição química de massa aérea, e massa de raízes. Os tratamentos consistiram na combinação de dois ambientes luminosos (sol e sombra), quatro alturas de corte inicial (15, 25, 35 e 45 cm) e quatro intensidades de desfolha (20, 40, 60 e 80%), avaliados num esquema fatorial, em delineamento inteiramente casualizado, com 3 repetições. As plantas foram estabelecidas em caixas de madeira (0,15 m³) com substrato de areia e vermiculita, irrigadas com solução nutritiva completa. A sombra foi reproduzida por ripados de madeira, com redução de 50% da luminosidade. A grama missioneira-gigante respondeu à restrição de luminosidade com redução da densidade populacional de perfilhos e do índice de área foliar. As plantas com restrição de luminosidade e em pleno sol responderam de forma semelhante às metas de manejo aplicadas. Alturas acima de 35 cm aumentaram a proporção de colmos e pseudocolmos com redução dos teores de proteína bruta da forragem, enquanto alturas inferiores a 25 cm reduziram a densidade de folhas e a produção de raízes. A intensidade de desfolha mais severa (e.g. 80%) reduziu a densidade populacional de perfilhos, enquanto a intensidade menos severa (e.g. 20%) penalizaria a utilização da forragem produzida. A aplicação de 40% de intensidade de desfolha estimulou o desenvolvimento do sistema radicular das plantas em pleno sol, sem alterar o desenvolvimento de raízes em ambiente sombreado. Os resultados evidenciam que metas de altura entre 25 e 35 cm com intensidades de desfolha entre 40% e 60% podem ser recomendadas para a grama missioneira-gigante, independente do ambiente luminoso.

KRAHL, Gustavo. Management targets for giant missionary grass in full sun and shade. 2020. p.140. Thesis (Doctorate in Animal Science - Area: Animal Production) - Santa Catarina State University. Post Graduate Program in Animal Science, Lages, 2020. Integrated crop-livestock systems have been advocated as an alternative to improve sustainable intensification of food production. However, reducing the luminosity of pastures might impair herbage yield, and it is not yet established management targets for shaded environments. It was hypothesized that pre-cutting sward heights targets are higher in a shaded environment compared to a full sunshine, due to vertical growing responses as a function of reduced light interception. The objective was to determine management targets for giant missionary grass (Axonopus catharinensis Valls.) in full sun and with light restriction, based on individual responses of tillers, canopy structure, dry matter accumulation, chemical composition and root biomass development. The treatments were a combination of two luminous environments (full sun and shade), four cutting heights (15, 25, 35 and 45 cm) and four defoliation intensities (20, 40, 60 and 80%), evaluated in a factorial scheme, in a completely randomized design, with 3 repetitions. The plants were established in wooden boxes (0.15 m³) with sand and vermiculite substrate, irrigated with complete nutrient solution. The shade was reproduced by wooden slats, with a 50% reduction in light intensity. Plants in the shaded environment decreased the tiller population density and leaf area index. Regardless of the light environment, plants have shown similar responses. Precutting sward heights higher than 35 cm increased the steams and pseudostems proportion and decreased crude protein content, whereas sward heights less than 25 cm decreased the leaf density and root biomass production. The most several defoliation intensity (e.g. 80%) decreased the tiller population density, whereas the most lenient defoliation (e.g. 20%) would impair herbage utilization. The 40% of defoliation intensity increased the root development in plants receiving full sunshine, without effects in plants on the shaded environment. The results put in evidence that management targets of pre-cutting sward height between 25 and 35 cm, and defoliation intensities between 40 and 60% may be recommended for giant missionary grass, regardless of luminosity.

PERFIL DOS ADOTANTES DE SISTEMAS INTEGRADOS DE PRODUÇÃO AGROPECUÁRIA NO RIO GRANDE DO SUL

Os Sistemas Integrados de Produção Agropecuária (SIPA) são sistemas de produção sustentáveis, que associam a produção animal e vegetal em diferentes escalas espaço-temporais, a fim de explorar o sinergismo entre ambas. São sistemas que intensificam o uso da terra pela diversificação de produção, otimizam o uso de recursos naturais, promovem serviços ecossistêmicos, além de incrementarem a renda. Esses sistemas ressurgiram como alternativa aos sistemas excessivamente especializados e intensivos. No Brasil, a adoção ainda é baixa e o estado do Rio Grande do Sul é o que possui maior proporção de adoção por área sob uso agropecuário. Políticas públicas foram criadas para o fomento aos SIPA, mas a adesão dos produtores tem sido baixa. Assim, o objetivo desse estudo foi identificar as características determinantes para produtores rurais adotarem, ou não, os SIPA, e classificar, por ordem de importância, as variáveis envolvidas na tomada de decisão. O cenário de estudo foi o do Rio Grande do Sul. Entrevistas guiadas (n=944) foram realizadas com agricultores de soja e de milho, e com pecuaristas de corte, leite e corte+leite. Para se testar a hipótese de que a atividade principal do produtor, agricultor ou pecuarista, influencia na adoção de SIPA, e a relação entre variáveis independentes com a adoção de SIPA, regressões logísticas foram realizadas. Posteriormente foi utilizada análise de Random Forest para a determinação da ordem de importância das variáveis. Os resultados demonstraram que 44% dos agricultores e 52% dos pecuaristas adotam SIPA (P<0,04). Pecuaristas são 39% mais propensos à adoção do que agricultores. A variável classificada em primeiro lugar na ordem de importância foi a cultura principal da propriedade, onde o milho foi a de menor adoção (P<0,0001). Produtores com mais de 60 anos (P<0,02) e propriedades com até duas culturas agrícolas (P<0,01) têm menores chances de adoção, enquanto propriedades maiores são mais propensas à adoção (P<0,003). A maior adoção de SIPA por pecuaristas permite que políticas públicas direcionem recursos e estabeleçam programas para incentivar o contato com a agricultura, com o intuito de melhorar o nível de integração em propriedades adotantes e difundir esses sistemas em propriedades especializadas. A menor adoção em propriedades que têm o milho como cultura principal gera um alerta dos riscos em sistemas excessivamente especializados. Políticas públicas devem fomentar iniciativas que promovam a transferência de conhecimento sobre SIPA e a integração entre produtores, técnicos, comunidade científica e agentes financeiros, a fim de difundir e potencializar o uso desses sistemas. A difusão do conhecimento através de reuniões técnicas, dias de campo e boletins são essenciais para o alcance desse objetivo. Com isso, o Brasil pode se tornar um modelo global de sistemas de produção resilientes e com segurança alimentar.

Integrated Crop-Livestock Systems (ICLS) are sustainable production systems which combine the production of plants and animals across different space-time scales, in order to explore the synergism between the two. ICLS systems intensify land use while diversifying production, optimize the use of natural resources, enhance ecosystem services and also tend to increase revenue. These systems have emerged as an alternative to overly specialized and intensive systems. In Brazil, the state of Rio Grande do Sul has the highest proportion of adoption by area under agricultural use. Yet, adoption remains generally low, despite public policies created to promote ICLS. The objective of this study was to identify the characteristics of rural producers determining their decision to adopt ICLS or not, and then classify, in order of importance, the variables involved in decision-making. In Rio Grande do Sul state guided interviews (n = 944) were carried out with soybean and corn farmers, and with beef, milk and beef + milk ranchers. Logistic regressions were performed to test the hypothesis that the main activity of the producer (i.e. farming or ranching) influences the rate of adoption of ICLS, and to examine the relationship between adoption and specific independent variables. Subsequently, Random Forest analysis was used to determine the order of importance of these variables. Results showed that 44% of farmers and 52% of ranchers adopt ICLS (P <0.04). Ranchers are 39% more likely to be adopted than farmers. The variable ranked as the most important was the main crop produced in the property; those with, corn showed the least adoption rates (P <0.0001). Rural producers over 60 years old (P <0.02) who produced up to two crops (P <0.01) are less likely to adopt, while farmers with larger properties are more likely to adopt (P <0.003). The highest adoption of ICLS by ranchers allows public policies to direct resources and establish programs to encourage interaction with agriculture, increase the level of integration in properties with ICLS, and disseminate these systems across specialized properties. The lower adoption of properties focused on the production of corn raises a c concern in overly specialized systems; public policies should encourage initiatives that promote the knowledge transfer on ICLS between producers, technicians, researchers and financial agents in order to disseminate and enhance the use of these systems. The generation and diffusion of knowledge through technical meetings, field days and publications such as newsletters are essential to achieve this goal. By doing so, Brazil can contribute to global food security while also being a role model of resilient agricultural production systems.

ESTABILIDADE PRODUTIVA DO SISTEMA E AUTOSSUFICIÊNCIA EM AZEVÉM ANUAL (Lolium multiflorum Lam.) DE UM SISTEMA INTEGRADO SOJA - BOVINOS DE CORTE

O objetivo desta tese foi investigar como a estabilidade produtiva dos sistemas agrícolas é afetada pela integração lavoura-pecuária sob intensidades de pastejo contrastantes. No capítulo II, utilizou-se uma base de dados de 16 anos de um sistema integrado de produção de soja-bovinos de corte para medir os impactos do pastejo em diferentes intensidades sobre: 1) estabilidade produtiva, 2) risco de fracasso e probabilidade de altos rendimentos, e 3) mínimo e máximo potencial produtivo para indicadores de produção vegetal, animal e de sistema quando submetidos a um gradiente de condições ambientais. Os tratamentos consistiram em quatro intensidades de pastejo (intensa, moderada, moderada-leve e leve), definidas por alturas de manejo do pasto (10, 20, 30 e 40 cm, respectivamente) sob pastoreio contínuo, e um controle sem pastejo. O delineamento experimental foi o de blocos completos casualizados. A produção total de proteínas digestíveis e a lucratividade apresentaram maior estabilidade quando os pastos foram manejados sob intensidades moderadas, enquanto a intensificação excessiva ou a ausência de pastejo reduziram a estabilidade destas variáveis. O pastejo não prejudicou a produtividade de soja subsequente, mas reduziu a probabilidade de fracasso em anos desfavoráveis. Maiores alturas de manejo beneficiaram a estabilidade da produção de pasto, mas reduziram a lucratividade do sistema. O pastejo intenso também gerou produções de forragem mais estáveis, porém reduzidas, e ganhos de peso vivo menos estáveis. No capítulo III, foi avaliada a eficácia do estabelecimento do azevém anual (Lolium multiflorum Lam.) por ressemeadura natural quando submetido a diferentes intensidades de pastejo em um sistema integrado de produção de soja-bovinos de corte. A estrutura dos tratamentos foi um fatorial de cinco tratamentos de pastejo (10 cm de altura, ou pastejo intenso; 20 cm de altura, ou pastejo moderado; 30 cm de altura, ou pastejo moderado-leve; 40 cm de altura, ou pastejo leve; e um controle sem pastejo) e dois níveis de ressemeadura [ressemeadura natural (SS) e ressemeadura natural com adição de sementes (SS + Add)]. O delineamento experimental foi em blocos completos casualizados com parcelas subdivididas e medidas repetidas no tempo. As avaliações foram realizadas em 2017 e 2018, correspondendo à produção de sementes de 2016 e 2017. O pastejo intenso não foi uma alternativa sustentável para o estabelecimento do azevém por ressemeadura natural. Foram verificadas plantas mais pesadas, mas menor densidade populacional durante o estabelecimento como resultado deste manejo. A semeadura suplementar neste tratamento aumentou a densidade de plantas a valores comparáveis à intensidade de pastejo moderada, mas reduziu a massa individual, comprometendo a massa de forragem total. A combinação de densidade populacional e massa individual de plantas seguindo intensidades de pastejo moderadas foi suficiente para manter a massa de forragem comparável ao controle sem pastejo, independentemente do nível de ressemeadura.

The aim of this thesis was to investigate how the productive stability of agricultural systems is affected by crop-livestock integration under contrasting grazing intensities. In Chapter II, we used a 16-year dataset from a long-term, no-till integrated soybean-beef cattle system in southern Brazil to measure the impacts of cover crop grazing at different intensities during the winter period on 1) yield stability, 2) downside risk and probability of high performance, and 3) minimum and maximum yield potentials of key crop, pasture, animal and whole-system outcomes in a range of environmental conditions experienced over time. The experimental design was a randomized complete block design with three replicates. Treatments consisted of four grazing intensities (intense, moderate, moderate-light and light) defined by contrasting sward heights (10, 20, 30 and 40 cm, respectively) under continuous stocking and an ungrazed control. Both human-digestible protein production and profitability presented greater stability when moderately grazed, while the over-intensification or the absence of grazing decreased system stability. Grazing did not affect subsequent soybean yields but reduced the chance of crop failure in unfavorable years. Taller sward heights benefited the stability of herbage production but reduced system profitability. Intense grazing was more stable producing less herbage but had less stable live weight gains. In Chapter III, we evaluated the effectiveness of Italian ryegrass (Lolium multiflorum Lam.) establishment by self-seeding and determined which grazing intensity requires the addition of seed to ensure a successful pasture establishment in the upcoming winter stocking period of an integrated soybean-beef cattle system. Treatment structure consisted of a factorial of five grazing treatments under continuous stocking (10 cm sward height, or intense grazing; 20 cm sward height, or moderate grazing; 30 cm sward height, or moderate-light grazing; 40 cm sward height, or light grazing; and an ungrazed control) and two reseeding levels [self-seeding only (SS) and self-seeding with addition of ryegrass seeds (SS+Add)]. The experimental design was a split-plot in a randomized complete block with repeated measures over time. Field samplings were performed during the winter stocking periods of 2017 and 2018, corresponding to Italian ryegrass seeds crops from 2016 and 2017. Intense grazing was not an effective strategy to ensure successful ryegrass establishment by self-seeding, resulting in lower plant population density. Addition of ryegrass seed increased the density of established plants to values comparable to those in moderate grazing intensities but reduced individual plant mass, compromising total herbage mass when plant size and population density were combined. The combination of individual plant mass and population density was sufficient to maintain herbage mass following moderate to light grazing intensities comparable to the ungrazed treatment, regardless of the reseeding level, positively affecting the performance and the resilience of integrated croplivestock systems.

Integra SP - Integração lavoura-pecuária-floresta no Noroeste Paulista / Integra SP - Integrated crop-livestock-forest in Northwest of São Paulo State

No Noroeste do Estado de São Paulo, desde 2009, diversos estudos envolvendo integração lavoura-pecuária-floresta (ILPF) têm apresentado resultados satisfatórios, sendo boa opção para produção agropecuária sustentável, nas condições edafoclimáticas da região. O presente estudo apresenta resultados preliminares de pesquisas e observações de campo realizadas em cinco unidades demonstrativas e de pesquisa com o sistema ILPF, sendo três unidades com o sistemas agrossilvipastoril, duas localizadas no município de Votuporanga (SP), uma no Polo Regional de Desenvolvimento Tecnológico dos Agronegócios do Noroeste Paulista, da Agência Paulista de Tecnologia dos Agronegócios (APTA), da Secretaria de Agricultura e Abastecimento (SAA) e outra no sítio São Luiz, e outra unidade na Fazenda Porto Brasil, no município de Riolândia (SP). Há também duas unidades demonstrativas com o sistema silvipastoril, uma com gado de leite no Sítio Matsumori, localizado no município de Aspásia (SP), e outra com gado de corte, na Fazenda Alto Alegre, localizada no município de Olímpia (SP).

In the northwest of São Paulo State, since 2009, several studies involving integrated crop-livestock-forest (ILPF), have shown satisfactory results, showing up as good options for a sustainable agricultural production on region. There are three demonstrative and research units with the system ILPF, two located in Votuporanga (SP), one at APTA and another at Sítio São Luiz, and another unit at Fazenda Porto Brazil in Riolândia (SP), and two demonstrative units with silvipastoral system, one with dairy cattle at Sítio Matsumori, located in Aspásia (SP), and another with beef cattle at Fazenda Alto Alegre, located in Olímpia (SP).

Integra SP - Integração lavoura-pecuária-floresta no Noroeste Paulista / Integra SP - Integrated crop-livestock-forest in Northwest of São Paulo State

No Noroeste do Estado de São Paulo, desde 2009, diversos estudos envolvendo integração lavoura-pecuária-floresta (ILPF) têm apresentado resultados satisfatórios, sendo boa opção para produção agropecuária sustentável, nas condições edafoclimáticas da região. O presente estudo apresenta resultados preliminares de pesquisas e observações de campo realizadas em cinco unidades demonstrativas e de pesquisa com o sistema ILPF, sendo três unidades com o sistemas agrossilvipastoril, duas localizadas no município de Votuporanga (SP), uma no Polo Regional de Desenvolvimento Tecnológico dos Agronegócios do Noroeste Paulista, da Agência Paulista de Tecnologia dos Agronegócios (APTA), da Secretaria de Agricultura e Abastecimento (SAA) e outra no sítio São Luiz, e outra unidade na Fazenda Porto Brasil, no município de Riolândia (SP). Há também duas unidades demonstrativas com o sistema silvipastoril, uma com gado de leite no Sítio Matsumori, localizado no município de Aspásia (SP), e outra com gado de corte, na Fazenda Alto Alegre, localizada no município de Olímpia (SP).(AU)

In the northwest of São Paulo State, since 2009, several studies involving integrated crop-livestock-forest (ILPF), have shown satisfactory results, showing up as good options for a sustainable agricultural production on region. There are three demonstrative and research units with the system ILPF, two located in Votuporanga (SP), one at APTA and another at Sítio São Luiz, and another unit at Fazenda Porto Brazil in Riolândia (SP), and two demonstrative units with silvipastoral system, one with dairy cattle at Sítio Matsumori, located in Aspásia (SP), and another with beef cattle at Fazenda Alto Alegre, located in Olímpia (SP).(AU)

Dinâmica dos gases de efeito estufa do sistema solo-planta em sistemas de integração

A agricultura está relacionada à concentração atmosférica de gases de efeito estufa (GEE) através dos processos básicos que ocorrem no sistema solo-planta. Mudanças no uso e manejo do solo podem causar tanto efeito negativo como positivo no que se refere à emissão de gases de efeito estufa para a atmosfera. O objetivo deste trabalho foi avaliar o fluxo de óxido nitroso e metano em diferentes sistemas de produção agropecuários e na vegetação natural durante as estações do ano, analisando os fatores edafoclimáticos que influenciam as emissões desses gases de efeito estufa. O experimento foi desenvolvido na Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária, na cidade de São Carlos SP (21 ° 57'S, 47 ° 50'W), no período de outubro de 2013 a agosto de 2014, onde se avaliou o fluxo de gases de efeito estufa em todas as estações do ano. Foram avaliadas as emissões de óxido nitroso (N2O) e metano (CH4) das pastagens pelo solo dos sistemas de integração lavoura-pecuária floresta - ILPF, integração lavoura-pecuária - ILP, silvipastoril - IPF, pastagem sob manejo intensivo - INT, pastagem sob manejo extensivo - EXT e a vegetação natural (Floresta Estacional Semidecidual do Bioma Mata Atlântica) - Floresta. O delineamento experimental foi em blocos ao acaso com repetições. Foram usadas duas repetições para cada área de pastagem, que consistiram nos blocos. Os fluxos líquidos de emissão de óxido nitroso e metano foram coletados de amostras de ar provenientes de câmaras estáticas, seis por tratamento, sendo três câmaras (repetições) por bloco (área de pastagem ou parcelas na floresta) em cada amostragem. As coletas das amostras gasosas foram feitas em três tempos (0, 30 e 60 minutos) durante 10 dias em cada estação do ano (meados) e analisadas por cromatografia gasosa. Simultaneamente às coletas de gases, coletaram-se amostras de solo em áreas adjacentes para determinação dos teores de N-total, N-NH+4 e N-NO-3 e da umidade gravimétrica. Nessas amostras foram mensuradas a fertilidade do solo, as densidades aparente e de partícula do solo e a porcentagem do espaço poroso do solo ocupado por água. Nas taxas de emissões de metano, os sistemas de produção intensivo e extensivo tiveram as maiores contribuições, ambos com uma emissão média diária de 0,067g de CH4 ha-1 d-1. O verão foi a estação do ano que apresentou a maior emissão de metano, com uma taxa média de 0,110 g CH4 ha-1 d-1. Em relação ao óxido nitroso, os sistemas de iLP e intensivo, apresentaram os menores índices de emissão, 0,007 g de N2O ha-1 d-1. Entre as estações do ano, não houve diferença estatística na emissão média de N2O. Dentre as variáveis edafoclimáticas correlacionadas com a emissão dos gases, somente temperatura média e máxima apresentaram correlação significativa com o fluxo de N2O ha-1 d-1 e para o metano, temperatura média e mínima, umidade relativa do ar, precipitação, espaço poroso do solo, amônio e nitrato do solo obtiveram correlação com a emissão de CH4 ha-1 d-1, entretanto as correlações foram muito fracas. Houve interação entre as estações do ano e os sistemas de produção para os fluxos dos gases de efeito estufa. As emissões de metano e óxido nitroso foram bastante baixas em todos os sistemas de produção e na floresta e variaram em função das estações do ano, havendo pequenos fluxos de emissão e, em algumas ocasiões, influxos na dinâmica dos gases metano e óxido nitroso.

Agriculture is related to the atmospheric concentration of greenhouse gases (GHG) through the basic processes that occur in the soil-plant system. Changes in land use and management can cause both negative and positive effects on GHG emission into the atmosphere. The objective of this work was to evaluate the flow of nitrous oxide (N2O) and methane (CH4) in different agricultural production systems and in the natural vegetation during the four seasons, analyzing the edaphoclimatic factors that influence the emissions of these gases. The experiment was carried out at the Brazilian Agricultural Research Corporation, in São Carlos, SP (21 ° 57'S, 47 ° 50'W), from October 2013 to August 2014. Nitrous oxide and methane emissions were evaluated in the soil of the crop-livestock-forest (CLF), crop-livestock (CL) and livestock-forest (LF) integrated systems, traditional intensively manged pasture (INT), pasture under extensive management - EXT and the natural vegetation - Seasonal Semideciduous Forest of the Atlantic Forest Biome - FOR. The experimental design was in randomized blocks (two replicates per treatment). Nitrous oxide and CH4 emission net flows were collected from air samples from six "static chambers" allocated per treatment (three replicates) per block (pasture area or forest plots) at each sampling. The gas samples were collected three times (0, 30 and 60 minutes) and analyzed by gas chromatography. Simultaneously to the gas sampling, soil samples were collected in adjacent areas to determine N-total, N-NH+4 and N-NO-3 contents and gravimetric moisture. The soil fertility, apparent and particle densities and the percentage of soil porous space occupied by water were measured. In the methane emission rates, intensive and extensive production systems had the highest contributions, both with an average daily emission of 0.067g CH4 ha-1 d-1. Summer was the season with the highest methane emission, with an average rate of 0.110 g CH4 ha-1 d-1. In relation to nitrous oxide, the iLP and intensive systems had the lowest emission rates, 0.007 g of N2O ha-1 d-1. Among the seasons, there was no statistical difference in the mean emission of N2O. Among the edaphoclimatic variables correlated with the gas emission, only mean and maximum temperature showed a significant correlation with the N2O ha-1 d-1 flow and for methane, mean and minimum temperature, relative humidity, precipitation, pore space Soil, ammonium and soil nitrate obtained correlation with the emission of CH4 ha-1 d-1, however the correlations were very weak. There was interaction between the seasons of the year and the production systems for the flows of greenhouse gases. The emissions of methane and nitrous oxide were quite low in all production systems and in the forest and varied according to the seasons, with small emission fluxes and, at times, influxes in the dynamics of methane and nitrous oxide gases.