Post on 18-Apr-2015
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
jpvasantos@hotmail.comjpvasantos@hotmail.com
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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
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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
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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
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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
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BiomassaBiomassa
Consumida pelo PastejoConsumida pelo Pastejo
Convertida em Produto AnimalConvertida em Produto Animal
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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
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A pastagem deve ser compreendida como um A pastagem deve ser compreendida como um ecossistema:ecossistema:
Conjunto de Organismos
Ambiente Químico Ambiente Físico
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Componentes Bióticos:Componentes Bióticos:
PlantasPlantas
AnimaisAnimais
Insetos/MicroorganismosInsetos/Microorganismos
Componentes Abióticos:Componentes Abióticos:
SoloSolo
NutrientesNutrientes
AtmosferaAtmosfera
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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)
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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
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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?????!!!
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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)
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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
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Analisando a Pastagem como um Ecossistema:Analisando a Pastagem como um Ecossistema:
ENTRADA
DISPONIBILIDADE DE NUTRIENTES
SUPERFÍCIE DE CAPTAÇÃO
FATOR:ANIMAL
PASTEJO:SAÍDA
NUTRIENTES
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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
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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
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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
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Fixação de C (Carbono): FOTOSSÍNTESEFixação de C (Carbono): FOTOSSÍNTESE
Metabolismos diferentesMetabolismos diferentes
Plantas CPlantas C33
Plantas CPlantas C44
Qual a diferença? Qual a importância?Qual a diferença? Qual a importância?
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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
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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))
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Fotossíntese:Fotossíntese:
Metabolismo de Plantas CMetabolismo de Plantas C44
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
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Fotossíntese:Fotossíntese:
Metabolismo C3 Metabolismo C4
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FotossínteseFotossíntese::
Metabolismo de Plantas CMetabolismo de Plantas C44
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FotossínteseFotossíntese::
Metabolismo de Plantas CMetabolismo de Plantas C44
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
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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
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Plantas CPlantas C44
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
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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
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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)
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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)
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Reciclagem de nutrientes em pastagens:Reciclagem de nutrientes em pastagens:
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)
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Reciclagem de nutrientes em pastagens:Reciclagem de nutrientes em pastagens:
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%
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Reciclagem de nutrientes em pastagens:Reciclagem de nutrientes em pastagens:
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)
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Reciclagem de nutrientes em pastagens: “Besouro Africano” ou Reciclagem de nutrientes em pastagens: “Besouro Africano” ou “Rola-Bosta”“Rola-Bosta”
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Reciclagem de nutrientes em pastagens:Reciclagem de nutrientes em pastagens:
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
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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
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Produção/Acúmulo de Forragem:Produção/Acúmulo de Forragem:
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
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Produção/Acúmulo de Forragem:Produção/Acúmulo de Forragem:
IAF = IAF =
Área de Foliar
Área de Solo Ocupada
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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
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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!!