Local e delineamento experimental
Este experimento foi aprovado pelo Comitê de Ética no Uso Animal (008/2015 – CEUA da Embrapa Agrossilvipastoril).
O experimento foi conduzido na Embrapa Agrossilvipastoril, Sinop – MT, Brasil, bioma Amazônia. O clima da região é classificado segundo os critérios de Köppen como Am - clima de monções, ou seja, alternância bem definida entre as estações chuvosas e seca (Alvares et al. 2013), com temperatura média anual de 25 °C e precipitação acumulada de 1.800 mm média do período experimental (Embrapa 2018).
Os elementos climáticos durante o período experimental foram obtidos pela Estação Meteorológica da Embrapa Agrossilvipastoril, localizado a 500 metros do local do experimento. A radiação fotossinteticamente ativa (RFA) (média das 07:00 às 17:00
horas) e temperatura média do ar foi mensurada de junho de 2017 a maio de 2018, além das médias de precipitação e temperatura de 2013 a 2018. O balanço hídrico (Thornthwaite e Mather 1955) foi calculado considerando uma capacidade de água no solo de 40 cm (Figura 1).
A área experimental foi implantada em outubro de 2011 (detalhes em Magalhães et al. 2018) em solo classificado como Rhodic Hapludox pelo sistema de taxonomia de solos norte americano (Soil Survey Staff 2014) e Latossolo Vermelho-Amarelo distrófico (Santos et al. 2018b), com relevo suave ondulado. Foi realizada a análise química do solo em setembro de 2017, com amostragem na profundidade de 0-20 cm (Tabela 1).
O experimento seguiu um delineamento em blocos completos casualizado em parcelas subdivididas no tempo com arranjo 3 × 2 (três sistemas de produção e duas épocas) com quatro repetições. Os sistemas de produção foram: pecuária em monocultivo de Brachiaria brizantha (sinonímia Urochloa brizantha) cv. Marandu (P); sistema de integração pecuária-floresta (IPF) com de cultivo eucalipto (Eucalyptus urograndis, clone H13) em linhas triplas (3 m entre árvores x 3,5 m entre linhas × 30 metros entre renques), totalizando 270 árvores ha-1 com altura média de 28±3 metros, cultivado no entre-renques com B. brizantha cv. Marandu; e sistema de integração lavoura-pecuária (ILP) com cultivo de soja (Glycine max L.) nas safras 15/16 e 16/17 consorciado com B. brizantha cv. Marandu e sucedido com produção pecuária.
A unidade experimental (U.E.) consistiu em piquetes de 2 ha, totalizando 24 ha de área experimental. No sistema IPF, a área destinada ao uso da pastagem foi de 1,5 ha e 0,5 ha com árvores. Deste modo, os cálculos apresentados para este sistema foram com base na produtividade de área de pastagem, desconsiderando-se a área ocupada com árvores (Santos et al. 2016). Em setembro/2016, o sistema IPF foi seletivamente desbastado em cerca de 50%, resultando em 135 árvores ha-1.
Foi realizada adubação fosfatada com 80 kg de P2O5 na forma de superfosfato simples no dia 18 de novembro de 2017, adubação potássica e nitrogenada parcelada com 100 kg de N e K2O ha-1 nas formas de cloreto de potássio e ureia, respectivamente, em 17 de janeiro e 07 de março de 2018.
O monitoramento da cigarrinha-das-pastagens (Deois flavopicta, Notozulia entreriana e Mahanarva spp.) foi realizada quinzenalmente na época chuvosa (Figura 2).
Foram lançados aleatoriamente nos piquetes quatro molduras de 1 m2 para a quantificação de espumas. Foi realizado duas aplicações com o controle químico, e duas aplicações com controle biológico. O controle químico foi realizado em 15/11/2017 no sistema P e, em 31/11/2017 nos sistemas P e PF, utilizando 0,3 L ha-1 de Thiamethoxam (141 g L-1) + Lambda-cialotrina (106 g L-1). O controle biológico foi realizado em 13/01/2018 e 07/03/2018 nos sistemas IPF e ILP, utilizando 0,5 kg ha-1 de Metarhizium anisopliae.
O período experimental teve duração de 311 dias, com início em 17 de julho de 2017 e término em 24 de maio de 2018. As avaliações foram divididas em duas épocas do ano, considerando uma baixa precipitação (seca: 17/07/2017 a 02/11/2017; 07/04/2018 a 24/05/2018) e alta precipitação pluvial (chuvosa: 03/11/2017 a 06/04/2018).
Avaliações agronômicas
A altura do dossel foi monitorada semanalmente durante o período experimental com mensuração em 50 pontos aleatórios, com auxílio de régua e transparência. Para os sistemas P e ILP, os pontos foram mensurados em diagonal em ziguezague e para o sistema IPF mensurou 25 pontos na face norte e 25 pontos na face sul em ziguezague.
O acúmulo de forragem (AF) e massa de forragem (MF) foram quantificados a cada 28 dias na época seca e chuvosa. O AF foi estimado utilizando o método da gaiola emparelhada proposto por Klingman et al. (1943), utilizando gaiolas circulares de
exclusão de pastejo (0,64 m2 e 1,2 m de altura). Nos tratamentos P e ILP foram alocadas quatro gaiolas em pontos aleatórios e no sistema IPF foram quatro em cada face (norte e sul) distribuídas em pares nas distâncias de 7,5 e 15 m da borda lateral do renque central (Figura 3).
A MF foi quantificada através da coleta no interior de molduras circulares de mesma área que as gaiolas (0,64 m2). O AF foi obtido pela diferença entre a MF acumulada na gaiola e a MF amostrada anteriormente. Na mesma ocasião, novas áreas do piquete foram escolhidas para alocação das gaiolas segundo a altura média pré-mensurada do dossel.
Após a coleta, as amostras foram secas em estufa de circulação forçada a 55°C até atingir peso constante.
A taxa de acúmulo de forragem (TAF) foi calculada pela razão entre o AF e o intervalo entre os cortes. A densidade de forragem (DF) foi obtida pela razão da MF e a altura média do dossel no momento da avaliação da MF.
A composição morfológica da MF foi realizada em quatro ciclos, duas na época seca (agosto e outubro de 2017) e duas na época chuvosa (janeiro e março de 2018). Em cada ciclo, as sub-amostras de MF (descritas anteriormente) foram separadas em forragem integral, folha, colmo + bainha e material morto. As amostras foram secas a 55°C em estufa de circulação forçada até atingir peso constante.
Composição morfológica e valor nutritivo da forragem oriunda do pastejo simulado
Em cada piquete, nos mesmos quatro ciclos (descritos anteriormente), foram selecionados 20 locais que representavam a condição média do dossel e as amostras foram coletadas manualmente. Cada amostra composta foi separada em folha, colmo + bainha e material morto e seca em estufa de circulação de ar forçada a 55 ° C até um peso constante, para a determinação das proporções dos componentes.
As amostras destinadas a composição química, após processo de secagem, foram moídas em moinhos de facas tipo “Willey”, com peneira de 1 mm de diâmetro, e levadas para análise química. Foram analisados os teores de proteína bruta (PB) (N × 6,25) conforme AOAC (1990), fibra insolúvel em detergente neutro (FDN) e em detergente ácido (FDA) de acordo com Van Soest e Robertson (1985) em duplicata.
Avaliação do desempenho animal
Foram utilizados novilhos não-castrados da raça Nelore (Bos taurus indicus) com peso corporal (PC) inicial médio de 338 ± 10 kg. Os animais foram pesados no início do experimento e distribuídos nos piquetes de maneira que todos os sistemas mantivessem grupos de animais semelhantes em função de peso.
O método de pastejo foi de lotação contínua com taxa de lotação variável por meio da técnica “put and take” (Mott e Lucas 1952) com critério de ajuste da taxa de lotação a altura média do pasto de 30 ± 5 cm (Euclides et al. 2014), monitorados semanalmente.
Os animais tinham livre acesso a água nos piquetes e foram ofertados 2 g kg-1 PC dia
-1 de suplemento proteico e energético comercial durante todo o período de avaliação, contendo 300 g kg-1 de PB no período da seca e 200 g kg-1 de PB no período chuvoso (Tabela 3).
Os animais foram pesados a cada 28 dias, após jejum de líquido e sólido de 16 horas para avaliação de desempenho e ajuste da taxa de lotação. Para tanto, dois grupos de animais foram definidos como traçadores e reguladores (Difante et al. 2009). Os traçadores (três animais) permaneceram nos piquetes durante todo o período experimental, e os reguladores foram inseridos ou retirados da área de acordo com o critério de ajuste de taxa de lotação.
Os traçadores foram utilizados para mensuração do ganho em peso médio diário (GMD), calculado pelo quociente entre o ganho em peso e o período avaliado. A taxa de lotação média (TLméd) foi calculada pelo quociente do peso médio dos animais (traçadores e reguladores) e o número de dias que permaneceram nos piquetes (Mott 1960; Petersen e Lucas 1968).
De modo semelhante, a taxa de lotação mínima (TLmín) e taxa de lotação máxima (TLmáx) foram estimadas pela mínima e máxima taxa de lotação de cada época. A oferta de forragem (OF) foi obtida pela equação: OF = ([MF/n + TAF)/TLméd] ×100, em que, n é o nº de dias entre as avaliações (da Trindade et al. 2016). O ganho em peso médio por área (GPA) foi obtido como o produto do GMD e capacidade suporte de cada U.E. por dia (Petersen e Lucas 1968).
Análises estatísticas
Os sistemas foram analisados em duas perspectivas: anual e épocas. A avaliação anual compreendeu todo o período experimental. A análise de épocas foi realizada com arranjo em parcelas subdivididas no tempo, em que os sistemas (P, PF e LP) foram as parcelas principais e as épocas (seca e chuvosa) foram as subparcelas.
Os modelos estatísticos utilizado para analisar o período anual e épocas foram, respectivamente:
Yij =µ + Si + bj +ɛij e
Yijk = μ + Si + bj + ωij +Ek + (SE)ik + εijk
Em que: Yijk = valor observado do i-ésimo sistema da k-ésima época no j-ésimo bloco; μ = constante geral associada ao experimento; bj = efeito aleatório do bloco j, j = 4; Si = efeito fixo do sistema i, i = P; PF e LP; ωij = erro aleatório associado à parcela, assumindo que ωij ~ N(0, Iσω2); Ek = efeito fixo de época na subparcela k, k = seca e
chuvosa; (SE)ik = efeito da interação sistema × época; εijk = efeito aleatório associado ao erro experimental, assumindo que o εijk ~ NID(0, Iσε2) e Iσε2 como a matriz de variância e covariância.
Os dados foram analisados pelo método de modelos mistos com estrutura paramétrica especial na matriz de covariância por meio do procedimento MIXED do software estatístico SAS (Littell et al. 2006) com medidas repetidas e usando o método da máxima verossimilhança restrita (REML).
Sistema e época foram consideradas como efeitos fixos, bloco e interação bloco × sistema como efeito aleatório. A matriz de covariância foi escolhida considerando o critério de informação de Akaike (AIC) (Wolfinger 1993) e a correção dos graus de liberdade feita usando o método de Kenward e Roger (1997) (DDFM = KR). As médias dos tratamentos foram estimadas pelo LSMEANS e a comparação foi realizada pelo teste de Tukey-Kramer (P < 0,05).
RESULTADOS
Anual
As maiores respostas agronômicas e desempenho animal foram observados no sistema ILP (Tabela 4).
A MF no sistema ILP foi 62% e 105% maior em relação aos sistemas P e PF, respectivamente. O AF no sistema ILP foi 127% maior que os sistemas P e PF, assim como a TAF foi 158% maior em ILP em comparação aos demais sistemas.
A DF, OF e TLméd no sistema ILP foram superiores aos sistemas P e PF, os quais foram semelhantes (Tabela 4). O incremento na DF do sistema ILP foi de 78% em relação aos demais, enquanto que na OF foi de 62% e na TLméd foi de 22%.
O GPA no sistema ILP foi superior em 15% aos sistemas P e IPF, com diferença absoluta de 110 kg PC ha-1. No entanto, não houve diferença para o GMD entre os sistemas, apresentando média de 0,670 kg PC dia-1. Os animais foram abatidos com PC médio final de 536 ± 17 kg com rendimento de carcaça de 536 ± 8 g kg-1 PC.
Épocas
Respostas agronômicas
A altura média dos dosséis foi mantida dentro da meta estipulada durante as épocas (Tabela 2). Houve interação sistema × época para MF, AF, TAF, DF e para as proporções de folha, colmo e material morto da MF (Tabela 5).
O sistema ILP propiciou as maiores MF nas duas épocas. Na época seca, a MF do sistema ILP foi 40% e 77% maior que o sistema P e PF, respectivamente, e 131% maior que os sistemas P e IPF na época chuvosa. Os sistemas P e IPF, na época das águas, reduziu a MF em 49% e 46%, respectivamente.
Os maiores AF foram registrados no sistema ILP, independente da época do ano. O sistema ILP apresentou AF 74% maior na época seca, e 164% maior na época chuvosa, em relação aos sistemas P e IPF. Na época chuvosa, o AF aumentou em 110% no sistema ILP e 60% no sistema P comparado a época seca.
A TAF e a DF do sistema ILP também foram maiores que os demais sistemas nas duas épocas do ano. Na época seca, o sistema ILP aumentou em 138% a TAF, enquanto que na época chuvosa foi de 172% quando comparados aos sistemas P e PF. A TAF reduziu, em média, 54% na época seca comparado a época chuvosa, independente dos sistemas. De modo semelhante, houve um incremento de 60 e 115% na DF nas épocas seca e chuvosa, respectivamente, no sistema ILP comparado aos sistemas P e IPF.
As proporções de folha e colmo foram maiores no sistema ILP, o qual não diferiu entre as estações e apresentou menor proporção de material morto (Tabela 5). No entanto, nos sistemas pecuária e IPF, as proporções de folha e caule foram as maiores e o material morto foi o menor na época chuvosa.
Composição morfológica e valor nutritivo do pastejo simulado
Houve interação sistema × época para as proporções de folha, colmo e material morto, FDN e PB (Tabela 7).
A maior proporção de folhas e a menor proporção de material morto foi observada durante a época chuvosa. O sistema IPF apresentou menor proporção de folhas, independentemente da época do ano. Além disso, durante a época seca, o sistema ILP apresentou maior proporção de folhas e menor proporção de material morto comparado aos sistemas P e IPF.
Na época chuvosa, a FDN não diferiu entre os sistemas. O sistema ILP apresentou teores semelhantes de FDN em ambas as épocas, no entanto, durante a época seca o sistema ILP apresentou menor teor de FDN. Os maiores teores de PB foram observados no sistema ILP em ambas as épocas, porém foi semelhante ao sistema IPF durante a época chuvosa. Os teores de PB foram menores na época seca, ao contrário do teor de FDA que foi maior nessa época.
Desempenho animal
A OF e a TLmín diferiram entre sistemas e épocas (Tabela 7). Maior OF foi registrada para o sistema ILP, seguido de P e PF, e na época seca, um incremento de 59% comparado à época chuvosa. De modo semelhante, maior TLmín foi observado no ILP e na época chuvosa.
A TLméd apresentou efeito da interação sistemas × épocas. A maior TLméd foi observada na época chuvosa, independentemente do sistema. O sistema ILP foi 30%
superior ao P na época seca e 23% superior ao P e IPF na época chuvosa.
A TLmáx, GMD e GPA diferiu entre as épocas (Tabela 7). A TLmáx na época chuvosa teve um incremento de 47% comparado à seca. A TLmáx foi 2,3 e 1,6 vezes maior que a TLmín na época seca e chuvosa, respectivamente.
O desempenho animal também foi superior na época chuvosa com incremento no GMD de 20%, embora os sistemas de produção na época seca tenham apresentados ganhos acima de 0,600 kg dia-1. De modo semelhante, na época chuvosa, o GPA apresentou 270 kg PC ha-1 a mais do que na época seca. Não houve diferença no GPA entre os sistemas em função das épocas do ano.
DISCUSSÃO
As maiores respostas agronômicas foram observadas na época chuvosa (Tabela 6), devido a associação de maior precipitação (Figura 1) e fertilização ocorrente nessa época, o que potencializou o acúmulo de forragem dos sistemas comparado a época seca.
As maiores respostas agronômicas, e sua consequência na produção animal, registradas no sistema ILP (Tabela 4), independente da época (Tabela 7), está relacionado ao maior potencial de produção da planta forrageira no primeiro ano após implantação. A produção de soja exige uma grande quantidade de nutrientes, que não são totalmente extraídos do solo, deixando nutrientes residuais para as forragens (Costa et al. 2015). Os resíduos da cultura podem contribuir para reduzir a temperatura do solo e manter a umidade do solo, além de minimizar o impacto do estresse hídrico na planta seguinte (Paciullo et al. 2011). Além disso, os resíduos da cultura aumentam a matéria orgânica do solo (Costa et al. 2015), saturação por bases e capacidade de troca de cátions no solo
(Salton et al. 2014), o que melhora o potencial de crescimento de forragem após as culturas.
O oposto foi verificado nos sistemas P e PF, em que as menores respostas agronômicas (Tabelas 4 e 7) devido ao menor consumo de nutrientes nos anos anteriores.
Ambos, P e IPF foram implantados no verão 11/12 e pastejados desde abril de 2015, e a fertilização de manutenção foi realizada durante a época chuvosa de 2015/16 (28,8 kg P, 50 kg N e 41,5 kg K ha -1) e 2016/17 (57,6 kg P, 100 kg N e 83 kg K ha-1). O sistema pecuária apresentou menor fertilidade de solo, no entanto se assemelhou as respostas do sistema IPF, que tinha parâmetros de solo melhores quanto no sistema ILP, com exceção do potássio (Tabela 1).
A menor MF no sistema IPF é decorrente da baixa concentração de potássio no solo comparado ao sistema ILP, mas também da menor incidência da radiação fotossinteticamente ativa (RFA) (Crestani et al. 2017; Mendonca et al. 2017; Geremia et al. 2018; Nascimento et al. 2019), bem como da qualidade da luz (vermelho:vermelho-distante) que influencia no perfilhamento do planta (Casal et al. 1990; Peri et al. 2007;
Paciullo et al. 2008). Isso ocorre devido a absorção de luz pela copa do componente florestal, o qual reduz a RFA incidente no dossel forrageiro e, consequentemente, a produção de forragem em relação à pastagens em pleno sol (Lopes et al. 2017; Santos et al. 2018a; Lima et al. 2018; Nascimento et al. 2019).
Embora a inserção de árvores no sistema pecuária ainda seja discutida devido aos impactos do sombreamento na produção de forragem e no manejo dos animais, nesse experimento a produção de forragem e desempenho animal dos sistemas P e IPF foram similares (Tabelas 4 e 7), destacando a semelhança entre os dois sistemas no sétimo ano.
O capim-marandu consórcio com o componente florestal pode apresentar modificações fisiológicas, como manter a fotossíntese foliar, aumentar a área foliar específica e os
índices de clorofila (Nascimento et al. 2019). Sob sombra moderada (RFA reduzida), as plantas se aclimam para maximizar a eficiência do uso da radiação e alcançar a demanda de manutenção e produção de novos tecidos (Valladares e Niinemets 2008).
A inclusão do componente florestal no sistema pecuário precisa considerar os impactos de sombreamento na produção de forragem e animal. Mais do que isso, o componente florestal pode adicionar uma nova fonte de renda na propriedade (Magalhães et al. 2018), que pode ser comercializada ou usada na propriedade (cercas, curral, portões de madeira, etc.). Além disso, promove melhores índices de conforto térmico de animais em sistemas de pastagem (Domiciano et al. 2018).
Em geral, os sistemas baseados em forragem são movidos pela disponibilidade de RFA, mas também pela temperatura, precipitação e nutrientes. O bioma Amazônia é reconhecido pela alta precipitação pluviométrica ao longo do ano (Figura 1), que determinou os padrões de resposta da forragem, com maior crescimento durante a época chuvosa. Embora o acúmulo de forragem fosse de 20 a 30% na época seca (Santos et al.
2016), os sistemas P e IPF apresentaram cerca de 40% do total anual demonstrando o potencial produtivo no bioma amazônico, mesmo durante a seca (menor precipitação).
No sistema ILP, embora a sazonalidade tenha sido maior, o AF foi maior, com grande proporção de folhas e colmos durante a época seca do que nos demais sistemas (Tabela 5).
O aumento do conteúdo fibroso está sempre associado ao aumento do estádio fenológico das plantas devido ao maior acúmulo de moléculas orgânicas não nitrogenadas (celulose, hemicelulose e lignina) (Minson 1990). No entanto, o manejo do pastejo proposto por uma altura de dossel adequada pode reduzir a variação da estrutura, independentemente da época, e contribuir para manter a produtividade do capim (Pedreira et al. 2017). Portanto, o valor nutritivo poderia ser mais constante durante a época
chuvosa. A FDN durante a época chuvosa não diferiu entre os sistemas. Embora na época chuvosa o sistema ILP tenha apresentado maior teor de PB (Tabela 7).
Em gramíneas tropicais há uma preocupação com o teor de PB, o que poderia limitar a atividade dos microrganismos ruminais e a digestibilidade dos carboidratos fibrosos (Lazzarini et al. 2009), recomendando-se que a forragem para bovinos em pastejo tenha o teor de PB acima de 70 g kg-1 MS (Minson 1990). Todos os sistemas propiciaram ao capim-marandu teor de PB acima de 80 g kg-1 de MS, principalmente durante a época chuvosa, devido à maior proporção de folhas e à menor proporção de material morto.
Durante a época seca, o maior valor de PB (115 g kg-1 MS) ocorreu no sistema ILP, que apresentou maior proporção foliar. Além disso, em todos os sistemas, os novilhos foram suplementados (2 g kg-1 PV) ao longo do ano para melhorar o desempenho animal e o potencial de produção (Vendramini et al. 2007).
Na perspectiva do sistema, também é importante ter uma OF adequada, que é um fator determinante no consumo de forragem e desempenho dos animais em pastejo (Sollenberger e Vanzant 2011). O manejo do capim-marandu (30 ± 5 cm) por meio da taxa de lotação variável promoveu OF acima de 11,7 kg de MS 100 kg-1 PC dia-1 no período seco (Tabela 7), contribuindo para o consumo dos animais (da Trindade et al.
2016). Além disso, no sistema ILP, especialmente na época seca, a OF ainda era maior.
A OF adequada e o suplemento para os animais permitiu um GMD anual semelhante entre os sistemas (Tabela 4) e um maior GMD na época chuvosa do que na seca (Tabela 7). Embora, na época seca, o desempenho individual tenha sido de 0,605 kg PC dia-1 (21%
menor que a época chuvosa), esse valor é maior que o registrado para época seca (~ 0,300 kg PC dia-1) em vários estudos realizados na região Centro-Oeste do Brasil (Silva et al.
2014; Euclides et al. 2016; Domiciano et al. 2018).
O maior AF no sistema ILP resultou em maior TLméd em relação aos sistemas P e PF (Tabela 4). O maior potencial de produção de forragem e desempenho animal está relacionado aos efeitos sinérgicos entre os componentes lavoura e pecuária, resultando em um solo com maior fertilidade, matéria orgânica e atividade biológica (Acosta-Martínez et al. 2004; Salton et al. 2012; Silva et al. 2014).
Considerando o GMD semelhante entre os sistemas, o GPA foi influenciado
Considerando o GMD semelhante entre os sistemas, o GPA foi influenciado