Pastagens e Plantas Forrageiras Aula 2. Ecossistemas Pastoris João Paulo V. Alves dos Santos Eng° Agrônomo/ESALQ-USP [email protected]

Pastagens e Plantas ForrageirasPastagens e Plantas Forrageiras

Aula 2. Ecossistemas PastorisAula 2. Ecossistemas Pastoris

João Paulo V. Alves dos SantosJoão Paulo V. Alves dos SantosEng° Agrônomo/ESALQ-USPEng° Agrônomo/ESALQ-USP

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Produção Animal à partir de forragens:Produção Animal à partir de forragens:

Resultado de processo fotossintéticoResultado de processo fotossintético

EnergiaSolar

PLANTAFormação de Biomassa

Solo

ATMOSFERA


Estudo de um ecossistema pastoril:Estudo de um ecossistema pastoril:

Capacidade de compreensão da forma como um Capacidade de compreensão da forma como um conjunto de fatores associados à produção e conjunto de fatores associados à produção e

acúmulo de forragem (massa) se correlacionam, acúmulo de forragem (massa) se correlacionam, permitindo ou não a máxima manifestação do permitindo ou não a máxima manifestação do potencial de produção de uma planta inserida potencial de produção de uma planta inserida

num determinado sistema de produçãonum determinado sistema de produção


Fertilidade do soloFertilidade do solo

Espécie forrageira (Potencial Genético)Espécie forrageira (Potencial Genético)

ÁguaÁgua

LuzLuz

TemperaturaTemperatura

NutrientesNutrientes

PragasPragas

DoençasDoenças

Taxa de Lotação – Manejo da PastagemTaxa de Lotação – Manejo da Pastagem


Ecossistema de Pastagens (pastoris): Ecossistema de Pastagens (pastoris):

Princípio de funcionamento das pastagensPrincípio de funcionamento das pastagens

Relação entre componentes Relação entre componentes bióticosbióticos e e abióticosabióticos

Conceitos de otimização da produçãoConceitos de otimização da produção

Sustentabilidade:Sustentabilidade:

Viabilidade econômicaViabilidade econômica

Preservação de recursos naturaisPreservação de recursos naturais


BiomassaBiomassa

Consumida pelo PastejoConsumida pelo Pastejo

Convertida em Produto AnimalConvertida em Produto Animal


Taxa de desfolhaTaxa de desfolha Necessidade de controleNecessidade de controle

Até que ponto podemos retirar a parte aérea de uma planta forrageira Até que ponto podemos retirar a parte aérea de uma planta forrageira sem comprometer o seu desenvolvimento??sem comprometer o seu desenvolvimento??

Fatores que limitam o crescimento da forragem:Fatores que limitam o crescimento da forragem:

SOLO

ÁguaDisponibilidade

Nutrientes

Animais

DejetosConsumoSeletivo


A pastagem deve ser compreendida como um A pastagem deve ser compreendida como um ecossistema:ecossistema:

Conjunto de Organismos

Ambiente Químico Ambiente Físico


Componentes Bióticos:Componentes Bióticos:

PlantasPlantas

AnimaisAnimais

Insetos/MicroorganismosInsetos/Microorganismos

Componentes Abióticos:Componentes Abióticos:

SoloSolo

NutrientesNutrientes

AtmosferaAtmosfera


Passíveis de Controle:Passíveis de Controle:

Disponibilidade de água (irrigação)Disponibilidade de água (irrigação)

Disponibilidade de nutrientes (adubação)Disponibilidade de nutrientes (adubação)

Intensidade de desfolha (pastejo)Intensidade de desfolha (pastejo)

Outros fatores não:Outros fatores não:

Intensidade de radiação solarIntensidade de radiação solar

TemperaturaTemperatura

Precipitação (ocorrência de chuvas)Precipitação (ocorrência de chuvas)


Pastagens = Matéria PrimaPastagens = Matéria Prima

Consumida pelos herbívoros Consumida pelos herbívoros

Transformada em compostos orgânicos animaisTransformada em compostos orgânicos animais

Produção Secundária:Produção Secundária:

CarneCarne

LeiteLeite

LãLã

OutrosOutros


Importância da Energia Solar:Importância da Energia Solar:

90% do peso seco das plantas advém da direta 90% do peso seco das plantas advém da direta assimilação fotossintéticaassimilação fotossintética de Carbono (C) de Carbono (C)

10% do peso seco estão correlacionados aos minerais 10% do peso seco estão correlacionados aos minerais presentes no solo (fertilidade)presentes no solo (fertilidade)

O que isso implica?????!!!O que isso implica?????!!!


Necessidade de se compreender a Necessidade de se compreender a importância dos importância dos processos fotossintéticosprocessos fotossintéticos numa comunidade de numa comunidade de

plantas!!plantas!!

Energia Solar Disponível:Energia Solar Disponível:

Baixa eficiência de utilização. Apenas:Baixa eficiência de utilização. Apenas:

0,10% da 0,10% da RRadiação Solar adiação Solar FFotossinteticamente otossinteticamente AAproveitável (RFA) proveitável (RFA) é transformada em biomassa acima do soloé transformada em biomassa acima do solo

0,04 a 0,08% da 0,04 a 0,08% da RFARFA é consumida via pastejo (seletividade, é consumida via pastejo (seletividade, dejetos, rejeições)dejetos, rejeições)


Fluxo de Energia: SistemaFluxo de Energia: Sistema

1°) ENTRADADisponibilidade de Radiação

Solar

2°) SUPERFÍCIE DE CAPTAÇÃO PARA ENERGIA INCIDENTETransformação de Energia Solar em Energia Química

DISPONIBILIDADE DE NUTRIENTESSolo


Analisando a Pastagem como um Ecossistema:Analisando a Pastagem como um Ecossistema:

ENTRADA

DISPONIBILIDADE DE NUTRIENTES

SUPERFÍCIE DE CAPTAÇÃO

FATOR:ANIMAL

PASTEJO:SAÍDA

NUTRIENTES


Retirada de Nutrientes do Sistema:Retirada de Nutrientes do Sistema:

Alimentação exclusiva à pastoAlimentação exclusiva à pasto

Parte é exportada (s/ retorno):Parte é exportada (s/ retorno): energia e proteína energia e proteína vegetal, transformada em animalvegetal, transformada em animal

Parte retorna à origem:Parte retorna à origem: excrementos = fezes + urina excrementos = fezes + urina

Distribuição heterogênea!Distribuição heterogênea!

Busca no Pastejo: Manejo AdequadoBusca no Pastejo: Manejo Adequado


Busca no Pastejo: Manejo AdequadoBusca no Pastejo: Manejo Adequado

Equilíbrio:Equilíbrio:

Freqüência de desfolhaFreqüência de desfolha

Período de descanso (PD)Período de descanso (PD)

Intensidade da desfolhaIntensidade da desfolha

Altura de resíduo Altura de resíduo


Forrageiras atuais: característicasForrageiras atuais: características

Adaptação morfológicaAdaptação morfológica

Adaptação fisiológicaAdaptação fisiológica

Capacidade de rebrotar após cortes ou pastejos sucessivosCapacidade de rebrotar após cortes ou pastejos sucessivos

Pastagens Tropicais: predominância de 2 famíliasPastagens Tropicais: predominância de 2 famílias

GraminaeGraminae

LeguminosaeLeguminosae


Fixação de C (Carbono): FOTOSSÍNTESEFixação de C (Carbono): FOTOSSÍNTESE

Metabolismos diferentesMetabolismos diferentes

Plantas CPlantas C33


Qual a diferença? Qual a importância?Qual a diferença? Qual a importância?


Fotossíntese: 2 processo acopladosFotossíntese: 2 processo acoplados

1-) Caráter Fotoquímico:1-) Caráter Fotoquímico:

Absorção de luz + Transporte de elétrons (eAbsorção de luz + Transporte de elétrons (e--))

2-) Caráter Bioquímico:2-) Caráter Bioquímico:

a-) captação de COa-) captação de CO22

b-) formação de compostos que encadeiam átomos de Cb-) formação de compostos que encadeiam átomos de C

c-) retenção de energia absorvida a partir da luz nas ligações químicas c-) retenção de energia absorvida a partir da luz nas ligações químicas da moléculas formadasda moléculas formadas


Fotossíntese:Fotossíntese:

Por que a denominação: CPor que a denominação: C3 3 ee CC44 ???? ????

Ciclo de Ciclo de CCalvin (et al.)alvin (et al.)

Metabolismo de Plantas CMetabolismo de Plantas C33

Primeiro produto estável da fotossíntese é oPrimeiro produto estável da fotossíntese é o

Ácido 3 Fosfoglicérico (3PGA)Ácido 3 Fosfoglicérico (3PGA)

((3 Phospho Gliceric Acid3 Phospho Gliceric Acid))




Primeiro produto estável da fotossíntese é o:Primeiro produto estável da fotossíntese é o:

Ácido Oxalacético (4C)Ácido Oxalacético (4C)

Presença de uma camada proeminente de células Presença de uma camada proeminente de células clorofiladasclorofiladas

Envolvem os feixes condutores da folhaEnvolvem os feixes condutores da folha

Denominação: Anatomia KranzDenominação: Anatomia Kranz



Metabolismo C3 Metabolismo C4


FotossínteseFotossíntese::



FotossínteseFotossíntese::


Enzima Rubisco: atua na fixação de COEnzima Rubisco: atua na fixação de CO22

Enzima: Enzima: PEP CarboxilasePEP Carboxilase (fosfoenolpiruvato) (fosfoenolpiruvato)

Maior afinidade com o COMaior afinidade com o CO22


Características contrastantes: Adaptado de Black (1971)Características contrastantes: Adaptado de Black (1971)

CaracterísticasCaracterísticas CC33 CC44

Produtos da fotossínteseProdutos da fotossíntese Compostos com 3 átomos Compostos com 3 átomos de carbonode carbono

Compostos com 4 átomos Compostos com 4 átomos de carbonode carbono

Taxas fotossintéticasTaxas fotossintéticasmg.dmmg.dm-2-2.h.h-1-1COCO22

Baixa = 20Baixa = 20 Alta = 40Alta = 40

Dimorfismo nos Dimorfismo nos cloroplastoscloroplastos

AusenteAusente PresentePresente

Anatomia KranzAnatomia Kranz NãoNão SimSim

Eficiência do uso da águaEficiência do uso da água Baixa (x)Baixa (x) Alta(2x a 3x)Alta(2x a 3x)

Temperatura ótima para Temperatura ótima para fotossíntese (°C)fotossíntese (°C)

20-2520-25 30-3530-35



Mais adaptadas a ambientes com maior luminosidadeMais adaptadas a ambientes com maior luminosidade

Maior produção de massaMaior produção de massa

Maioria das gramíneas tropicaisMaioria das gramíneas tropicais

Vantagem do Brasil em relação a outros países:Vantagem do Brasil em relação a outros países:

Áreas de expansãoÁreas de expansão

Plantas com maior potencial de produçãoPlantas com maior potencial de produção


Eficiência da fotossíntese:Eficiência da fotossíntese:

Devemos abordar a planta como um todoDevemos abordar a planta como um todo

Crescimento foliar:Crescimento foliar:

Aumento da eficiência fotossintética da folhaAumento da eficiência fotossintética da folha

Aumento do sombreamentoAumento do sombreamento

A partir de um determinado nível, eficiência da planta A partir de um determinado nível, eficiência da planta como um todo diminuicomo um todo diminui


Efeito da temperatura constante de 20° ou 30° C sobre crescimento Efeito da temperatura constante de 20° ou 30° C sobre crescimento e o IAF:e o IAF:

MS (g/planta)

área foliar (cm2)

Taxa de desenvolvimento

da área foliar (cm2/dia)

Espécie 20°C 30°C 20°C 30°C 20°C 30°C

Brachiaria ruziziensis 0,16 3,06 25 445 0,7 21,2

Panicum maximum Guiné 0,83 1,32 50 102 1,4 4,8

Panicum maximum cv. Hamil 0,12 2,57 16 341 0,4 16,2

Panicum maximum cv Petrie 0,21 2,05 31 280 0,9 13,3

Panicum maximum 0,16 2,40 22 356 0,6 16,9

Panicum coloratum 0,22 1,55 30 174 0,8 8,3

Setaria sphacelata cv Nandi 0,18 0,56 25 68 0,7 3,2

Cenchrus ciliaris cv Biloela 0,22 2,75 24 334 0,7 15,9

Chloris gayana cv Samford 0,20 1,17 26 188 0,7 8,9

Melinis minutiflora 0,11 0,15 11 23 0,3 1,1

Média 0,2 1,8 26,0 231,0 0,7 11,0

Adaptado de Whiteman (1980)


Reciclagem de nutrientes em pastagens:Reciclagem de nutrientes em pastagens:

Tema de extrema importância Tema de extrema importância

Pequisas acadêmicas: crescimento (últimos anos)Pequisas acadêmicas: crescimento (últimos anos)

Nutrientes no Solo:Nutrientes no Solo:

Parte prontamente disponível (solução do solo)Parte prontamente disponível (solução do solo)

Parte indisponível (liberada pela mineralização)Parte indisponível (liberada pela mineralização)



Composição química das forrageiras varia de acordo com:Composição química das forrageiras varia de acordo com:

Perfil de nutrientes no soloPerfil de nutrientes no solo

Espécie da plantaEspécie da planta

Intervalo entre cortesIntervalo entre cortes

Aplicação de fertilizantesAplicação de fertilizantes

Competição por nutrientes entre espécies (invasoras)Competição por nutrientes entre espécies (invasoras)



Parte dos nutrientes do solo retorna ao solo na forma de excrementosParte dos nutrientes do solo retorna ao solo na forma de excrementos

Resíduos vegetais (folhas mortas)Resíduos vegetais (folhas mortas)

Besouros coprófagos: papel importante = “Rola-Bosta” (Brasil):Besouros coprófagos: papel importante = “Rola-Bosta” (Brasil):

Plena atividade no início da estação chuvosaPlena atividade no início da estação chuvosa

Enterram no solo resíduos de estercoEnterram no solo resíduos de esterco

Excrementos expostos ao ar = perda de 80 a 90% da fração NExcrementos expostos ao ar = perda de 80 a 90% da fração N

Fezes incorporadas ao solo logo após excreção = perda de 10 a 15%Fezes incorporadas ao solo logo após excreção = perda de 10 a 15%



Ato de enterrar as fezes:Ato de enterrar as fezes:

Besouros escavam grande quantidade de soloBesouros escavam grande quantidade de solo

Propiciam melhoria na física do solo (aeração/descompactação)Propiciam melhoria na física do solo (aeração/descompactação)

Proporcionam melhoria na absorção de nutrientes (dados Proporcionam melhoria na absorção de nutrientes (dados experimentais)experimentais)

Coleópteros (ordem), Scarabeidae (família)Coleópteros (ordem), Scarabeidae (família)


Reciclagem de nutrientes em pastagens: “Besouro Africano” ou Reciclagem de nutrientes em pastagens: “Besouro Africano” ou “Rola-Bosta”“Rola-Bosta”



Bovino:Bovino: excreta de 10 a 12 vezes ao dia excreta de 10 a 12 vezes ao dia

800 m800 m22 de área de solo coberta por esterco/bovino/ano de área de solo coberta por esterco/bovino/ano

Contribuem para aumento da Capacidade de Suporte Contribuem para aumento da Capacidade de Suporte

Como 1 bovino excreta ao redor de 30 a 35 kg/dia (média 33 kg):Como 1 bovino excreta ao redor de 30 a 35 kg/dia (média 33 kg):

Rola-Bosta: enterra ao redor de 12 ton de esterco/bovino/ano. Rola-Bosta: enterra ao redor de 12 ton de esterco/bovino/ano.

Ex.: 1 bovino = 10 defecações x 365 dias = 3650 defecações/anoEx.: 1 bovino = 10 defecações x 365 dias = 3650 defecações/ano

3650 defecações x 3,3 kg/defecação = 12,05 ton3650 defecações x 3,3 kg/defecação = 12,05 ton


Produção/Acúmulo de Forragem:Produção/Acúmulo de Forragem:

Curva padrão de rebrota – Produção de Matéria SecaCurva padrão de rebrota – Produção de Matéria Seca

(Padrão Sigmóide)(Padrão Sigmóide)

Fase 1. Crescimento lento (pouca IAF)Fase 1. Crescimento lento (pouca IAF)

Fase 2. Crescimento rápido (ótimo IAF)Fase 2. Crescimento rápido (ótimo IAF)

Fase 3. Crescimento lento/estagnaçãoFase 3. Crescimento lento/estagnação



Curva padrão de rebrota – Produção de Matéria SecaCurva padrão de rebrota – Produção de Matéria Seca

Indica o momento adequado para se realizar o pastejoIndica o momento adequado para se realizar o pastejo

IAF remanescente IAF remanescente

XX

Carboidratos de reserva (Raízes)Carboidratos de reserva (Raízes)

X X

Fertilidade Natural do Solo + Reposição de Nutrientes + Luz + TemperaturaFertilidade Natural do Solo + Reposição de Nutrientes + Luz + Temperatura



IAF = IAF =

Área de Foliar

Área de Solo Ocupada


Hábito de crescimento de forrageiras: entender a natureza do Hábito de crescimento de forrageiras: entender a natureza do crescimento de uma plantacrescimento de uma planta

Cespitosas (touceiras + altas)Cespitosas (touceiras + altas)

Ex.: Colonião, NapierEx.: Colonião, Napier

Prostradas (touceiras baixas)Prostradas (touceiras baixas)

Ex.: BrachiariasEx.: Brachiarias

Estololoníferas (emissão de estolões)Estololoníferas (emissão de estolões)

Ex.: Cynodons (Tiftons, Estrela, Coast-Cross, Jiggs, Florakirk)Ex.: Cynodons (Tiftons, Estrela, Coast-Cross, Jiggs, Florakirk)

Rizomatosas (horizontal e subterrâneo)/Samanbaias-OrquídeasRizomatosas (horizontal e subterrâneo)/Samanbaias-Orquídeas


Hábito de crescimento de forrageiras: Hábito de crescimento de forrageiras:

Permite saber a melhor maneira e forma de se eliminar o meristema Permite saber a melhor maneira e forma de se eliminar o meristema apicalapical

Eliminação do m.a. = PERFILHAMENTO (objetivo)Eliminação do m.a. = PERFILHAMENTO (objetivo)

Não conhecer o hábito de crescimento = problema (erros no Não conhecer o hábito de crescimento = problema (erros no manejo/altura de resíduo)manejo/altura de resíduo)

Manejo da Pastagem = eliminação do m.a. no momento correto!!Manejo da Pastagem = eliminação do m.a. no momento correto!!

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