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FATORES AMBIENTAIS E DE MANEJO NA QUALIDADE DE PASTOS
TROPICAIS
Nailson Lima Santos^1 , Mariana Vieira Azenha^1 , Fernando Henrique Meneguello de Souza^2 , Ricardo Andrade Reis^3 , Ana Cláudia Ruggieri^4
(^1) Programa de Pós-Graduação em Zootecnia, Doutorado, FCAV/UNESP, Jaboticabal-SP, Brasil ([email protected]). (^2) Zootenista, Bolsista FAPESP Treinamento Técnico, FCAV/UNESP, Jaboticabal-SP. (^3) Professor Titular do Departamento de Zootecnia da FCAV/UNESP, Jaboticabal-SP. Pesquisador do CNPq, Membro INCT-CA. (^4) Professor do Departamento de Zootecnia da FCAV/UNESP, Jaboticabal-SP. Pesquisador do CNPq, Membro INCT-CA. Data de recebimento: 07/10/2011 - Data de aprovação: 14/11/
RESUMO
A pecuária brasileira tem como base a utilização de pastagens. Praticamente toda a carne produzida no país é oriunda de animais que passaram a maior parte da vida sob pastejo. Um grande número de plantas forrageiras são encontradas e são representados por gramíneas e leguminosas, e estas, possuem qualidades nutricionais bastantes distintas. Tais variações qualitativas ocorrem não somente entre espécies ou cultivares, mas, também, em diferentes partes da planta, estádio de desenvolvimento e condições edafoclimáticas os quais são submetidas. Dentre os fatores climáticos, a temperatura geralmente tem uma maior influência na qualidade da forragem que outros fatores ambientais deparados pela planta. Outros fatores climáticos são a luminosidade e pluviosidade. A luz garante o processo fotossintético e, consequentemente, a síntese de açúcares e ácidos orgânicos, deste modo, independente da temperatura, a luminosidade promove elevação nos teores de açúcares solúveis, aminoácidos e ácidos orgânicos, com redução paralela nos teores de parede celular, aumentando assim a digestibilidade. Os efeitos da umidade sobre as plantas forrageiras podem ser bastante variáveis. A ecofisiologia e o manejo do pasto também influenciam na qualidade da forragem. Falhas de manejo do pasto podem ser decisivas no sucesso ou insucesso da pecuária de corte. Objetivou-se com essa revisão estudar alguns fatores ambientais e de manejo que afetam a qualidade dos pastos tropicais. PALAVRAS-CHAVE: condições edafoclimáticas, ecofisiologia, temperatura.
ENVIRONMENTAL AND MANAGEMENT FACTORS OF QUALITY OF TROPICAL PASTURES
ABSTRACT The Brazilian cattle industry is based on pastures. Virtually all meat produced in Brazil comes from animals which spent most of life under grazing. A range of forage plants are found and represented by grasses and legumes, and these have quite different nutritional qualities. Such qualitative changes occur not only among species or cultivars, but also in different plant parts, stage of development and climate conditions which are submitted. Among the climatic factors, temperature usually has a greater influence on forage quality than other environmental factors faced by the plant. No single factor affects the quality of forage maturity of plants. Other climatic
factors are light and rainfall. The light provides the photosynthetic process and therefore the synthesis of sugars and organic acids, thus independent of temperature, light can increase the soluble sugars, amino acids and organic acids, with a parallel reduction in the levels of cell wall and increasing thus the digestibility. The effects of moisture on forage crops can be quite variable. The ecophysiology and pasture management also influence forage quality. Failures of the sward can be decisive in the success or failure of livestock. The objective of this review study some environmental and management factors that affect the quality of tropical pastures. KEYWORDS: edaphoclimatic conditions, ecophysiology, temperature.
1. INTRODUÇÃO Em sistemas de produção, as pastagens constituem a base para alimentação de ruminantes. Um grande número de plantas forrageiras são encontradas e são representadas por gramíneas e leguminosas, e estas possuem qualidades nutricionais bastantes distintas. Tais variações qualitativas ocorrem não somente entre espécies ou cultivares, mas, também, em diferentes partes da planta, estádio de desenvolvimento e condições edafoclimáticas os quais são submetidas. A eficiência da utilização das plantas forrageiras pelos animais está na dependência de vários fatores, entre os quais, a qualidade e a quantidade de forragem disponível na pastagem e o potencial do animal, são citados como mais significativos. Quando a disponibilidade de forragem e o potencial animal não são limitantes, a qualidade da pastagem é definida pela produção por animal, estando diretamente relacionada com o consumo voluntário e com a disponibilidade dos nutrientes contidos na mesma (REIS & RODRIGUES, 1993). Os fatores ambientais, como temperatura, luminosidade, umidade e fertilidade do solo, bem como às características genéticas da planta forrageira, o manejo da pastagem e à idade fisiológica da planta, estão intrinsecamente associados à capacidade de reconstituição de nova área foliar, após condições e corte ou de pastejo, e esta capacidade é determinante para a produção e perenidade do pasto (SANTOS JR. et al., 2004). 2. FATORES QUE AFETAM A QUALIDADE DE PASTOS TROPICAIS Segundo VAN SOEST (1994), o solo, o clima, o animal e as doenças influenciam no crescimento e na composição das plantas forrageiras. As plantas utilizam a energia solar para fixação do carbono dentro das estruturas, e a distribuição do carbono, bem como da energia fixada nas partes da planta são amplamente afetadas por fatores externos do ambiente. Deste modo, o valor nutritivo e a qualidade da forragem são conseqüências das condições das plantas forrageiras, entretanto, admite-se que o cálcio nos tecidos das plantas, presta-se à formação de sais insolúveis como o ácido oxálico, o que reduz drasticamente a disponibilidade aos animais. Na Figura 1 REIS et al. (2005) ilustram os fatores que constituem um ecossistema pastoril. Na parte superior, na porção A, encontram-se os fatores climáticos, não controláveis, influenciando aqueles inerentes à planta/solo e ao animal. Em B, observa-se uma divisão do ecossistema, constituída pelos fatores planta e solo, que determinam juntamente com os fatores climáticos e de manejo do solo e da planta a quantidade, qualidade e a estrutura da forragem disponibilizada. A porção C representa os fatores ligados ao animal que, da mesma forma que discutido em B, são influenciados pelos fatores climáticos, planta/solo e de manejo e, determinarão a produção animal (kg PV dia-1). O consumo (porção D) aparece
Para a obtenção de forragens de qualidade superior é fundamental que sejam conhecidos os efeitos dos diferentes fatores de meio, a fim de que se possa adequar medidas de manejo com vista a atingir estes objetivos. Assim, aspectos como a individualidade das espécies, o estágio de desenvolvimento da planta, e a idade de corte, além da influência de fatores ambientais como clima e solo, são decisivos para a qualidade da forragem (HEATH et al., 1985). Na Figura 2 observa-se o efeito direto dos fatores ambientais na estrutura do pasto e o reflexo desta estrutura no desempenho animal em resposta ao manejo adotado. Esse modelo é baseado na hipótese de que os recursos tróficos disponibilizados pelo meio (CO 2 , N, água, radiação solar e temperatura) ou por práticas de manejo (adubação e/ou fertilização) alteram as características morfogênicas do pasto que, por sua vez, alteram as características estruturais, condicionando assim a taxa de lotação e o comportamento ingestivo dos animais (DA SILVA & NASCIMENTO JR., 2007).
2.1. FATORES AMBIENTAIS 2.1.1. TEMPERATURA De acordo com BUXTON & FALES (1994), a temperatura geralmente tem maior influência na qualidade da forragem que outros fatores ambientais deparados pela planta. Nenhum fator isolado afeta mais a qualidade das forrageiras que a maturidade das plantas. Com o crescimento, ocorrem alterações no nível de tecidos, que resultam na elevação de compostos estruturais tais como a celulose, a hemicelulose e a lignina e, paralelamente, diminuição dos níveis de conteúdo celular, como carboidratos solúveis, proteína, minerais e vitaminas. As gramíneas apresentam diferentes amplitudes térmicas que favorecem o seu desenvolvimento. Na Figura 3 observa-se que as gramíneas temperadas apresentam maior tolerância a variação térmica, no entanto, as gramíneas tropicais compensam a menor amplitude térmica aumentando a taxa de crescimento relativo, ou seja, aumentando a produção de massa. Segundo VAN SOEST (1994) os efeitos da temperatura são mais acentuados em gramíneas do que em leguminosas em razão da alta taxa de crescimento típica das espécies C4.
FIGURA 3. Taxa de crescimento relativo de gramínea tropical e temperada em diferentes temperaturas (adaptado de BALL et al., 1991).
Admite-se que as maiores taxas de alongamento de colmo ocorrem quando as temperaturas máximas e mínimas atingem 33/28ºC nas condições de primavera e verão; e 27/22ºC nas condições de outono, respectivamente (FERRARIS et al., 1986). Em temperaturas abaixo de 22oC grande parte das gramíneas tropicais reduzem significativamente o crescimento, mesmo quando a radiação não é fator limitante. De acordo com WILSON (1982), a temperatura constitui o principal fator de ambiente que influencia na qualidade da forrageira. Sob altas temperaturas, as forrageiras apresentam maior proporção de parede celular e menor digestibilidade, tanto da folha quanto do colmo, devido ao maior alongamento do colmo. FAGUNDES et al. (2006) avaliaram o efeito da adubação e das estações do ano sobre as características morfogênicas da Brachiaria decumbens sob pastejo e verificaram que a taxa de alongamento foliar, alongamento de colmo e senescência foliar são influenciadas pelas estações do ano. Os autores verificaram ainda que temperaturas mais baixas resultam em menores alongamentos foliar e de colmo (Tabela 1).
TABELA 1. Taxas de alongamento foliar (TAF), alongamento de colmo (TAC) e senescência foliar (TSF) de Brachiaria decumbes em pastagens adubada e mantida a 20 cm de altura durante quatro estações do ano.
Médias seguidas de letras iguais, nas linhas, não diferem (P>0,05) pelo teste de Tukey (FAGUNDES et al., 2006).
Um aspecto importante da temperatura diz respeito à sua oscilação, tanto ao longo do dia, como ao longo do ano. Cada vez que a temperatura varia, a planta precisa se ajustar à nova temperatura. Segundo WHITHEMAN (1980), as espécies forrageiras de clima tropical produzem pouco, quando expostas a temperaturas menores que 16°C (Figura 3). ALENCAR et al. (2010), ao avaliarem composição bromatológica e a digestibilidade in vitro em diferentes gramíneas tropicais observaram aumento da produção de massa seca no período da primavera/verão onde as temperaturas eram mais elevadas, no entanto, este incremento quantitativo resultou em perdas qualitativas das gramíneas estudadas, uma vez que houve redução no teor de proteína bruta e digestibilidade e aumento no teor de FDN das plantas (Tabela 2). Segundo VAN SOEST (1994), elevadas temperaturas, que são características marcantes das condições tropicais, promovem rápida lignificação da parede celular, acelerando a atividade metabólica das células, o que resulta em decréscimo do pool de metabólitos no conteúdo celular, além de promover a rápida conversão dos produtos fotossintéticos em componentes da parede celular. Nessas condições, são verificadas reduções nas concentrações de lipídios, proteínas e carboidratos solúveis, e aumento nos teores de carboidratos estruturais de maneira generalizada nas espécies forrageiras, tendo como conseqüência, a redução sensível dos níveis de digestibilidade.
de CARVALHO et al. (1999) os quais analisaram o efeito de três espécies leguminosas no valor nutritivo da Brachiaria decumbens. DURR & RANGEL (2000) observaram que o sistema silvipastoril com a utilização de leguminosas arbóreas há melhoria na fertilidade do solo que, por sua vez, melhora o valor nutritivo da pastagem em questão. Neste sentido, o incremento no valor nutritivo em pastos consorciados com leguminosas arbóreas sob sistema silvipastoril é atribuído a fixação de nitrogênio atmosférico pelas leguminosas o qual, compensa a baixa radiação incidente sobre o pasto devido à copa das árvores com o aumento da fertilidade do solo.
TABELA 3. Teores de proteína bruta, FDN e coeficientes de digestibilidade in vitro da matéria seca de Brachiaria decumbens , conforme a porcentagem de sombreamento e a estação do ano.
MS: matéria seca. Médias seguidas de letras diferentes, maiúsculas nas linhas e minúsculas nas colunas, diferem pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade (CASTRO et al., 2009).
2.1.3. ÁGUA Os efeitos da umidade sobre as plantas forrageiras são bastante variáveis. As restrições hídricas severas promovem paralisação do crescimento e morte da parte aérea da planta e limita a produção animal, tanto em razão da baixa qualidade quanto da disponibilidade da forragem. Por outro lado, deficiências hídricas suaves, reduzem a velocidade de crescimento das plantas, retardando a formação de caules e resulta em plantas com maiores proporções de folhas e conteúdo de nutrientes potencialmente digestíveis. Este efeito é particularmente verificado em gramíneas, uma vez que as leguminosas tendem a perder os folíolos com relativa facilidade mesmo sob déficit hídrico moderado o que reduz consideravelmente o seu valor nutritivo (REIS & RODRIGUES, 1993).
MAGALHÃES (2010) avaliou o efeito de diferentes lâminas de irrigação nas características estruturais e composição bromatológica Andropogon gayanus cv. Planaltina e da Brachiaria brizantha cv. Marandu e observou redução no crescimento e melhoria no valor nutritivo das gramíneas quando submetidas a uma menor lâmina de irrigação. A produção total de massa seca não foi influenciada pela imposição dos tratamentos e favoreceu o consumo animal em pastejo (Tabela 4). A evapotranspiração potencial da pastagem geralmente excede a precipitação pluvial, o que resulta numa evapotranspiração real e é aproximadamente igual à precipitação. Assim, a água é o fator isolado que mais limita a produção vegetal (TIESZEN & DETLING, 1983), principalmente o alongamento das hastes por afetar a taxa de expansão das células próximas dos meristemas.
TABELA 4. Valores médios de características estruturais e composição bromatológica do Andropogon gayanus cv. Planaltina e da Brachiaria brizantha cv. Marandu sob diferentes lâminas de irrigação.
Irrigação altura (cm) F/C MSTotal (t/ha) % PB % FDN % PB % FDN 50% de ECA 44,03 b 2,52 a 15,04 9,45 69,27 4,57 70,72 b 80% de ECA 55,01 a 1,95 b 15,98 8,92 68,24 4,17 79,41 a
Irrigação altura (cm) F/C MSTotal (t/ha) % PB % FDN % PB % FDN 50% de ECA 28,11 b 2,91 13,32 9,75 62,39 b 5,03 72,13 b 80% de ECA 35,00 a 2,74 13,53 9,45 94,41 a 4,57 75,39 a
Folha Colmo
Folha Colmo
Brachiaria brizantha cv. Marandu
Andropogon gayanus cv. Planaltina
Médias seguidas de mesma letra não diferem entre si pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade. ECA = Evaporação do Tanque Classe A (Adaptado de MAGALHÃES, 2010).
FULKERSON & SLACK (1995) afirmaram que o número de folhas vivas/perfilho é definido pela espécie, mas pode-se inferir que as plantas recebendo nitrogênio e irrigação atingem o número máximo de folhas vivas/perfilho mais precocemente, promovendo, com isso, a possibilidade de desfolhações mais freqüentes, a fim de evitar perdas por senescência foliar e também em valor nutritivo. ALVES et al. (2008) relataram que a menor disponibilidade de água no solo reduziu significativamente o número de folhas vivas de B. decumbens , fato também descrito por FAGUNDES et al. (2006), que observaram redução de 10% no número de folhas vivas desta gramínea no período de menor precipitação pluviométrica. Todavia, autores como CUNHA et al. (2007) e MOCHEL FILHO (2009) não encontraram efeitos dos níveis de irrigação sobre o número de folhas vivas dos capins Tanzânia e Mombaça, respectivamente.
2.1.4. SOLO Os efeitos do solo sobre as forragens podem ser avaliados sob dois aspectos: o da acumulação de minerais nas plantas, e da influência dos minerais no rendimento composição e digestibilidade da matéria orgânica das forragens. Plantas crescendo sobre diferentes solos demonstram diferentes balanços minerais que alteram a composição e crescimento (VAN SOEST, 1994). SILVEIRA et al. (2006) avaliaram os parâmetros nutricionais em diferentes tipos de solo e observaram que o solo Basalto superficial ou solo de “terra roxa”,
imediata após o corte das planta apresenta melhor resultado tanto em aspecto quantitativo, quanto qualitativo (Figura 5).
FIGURA 4. Concentração de potássio (K), fósforo (P), nitrogênio (N) e magnésio (Mg) na parte aérea do Capim- marandu, em função das doses de nitrogênio e anos de avaliação (COSTA et al., 2009).
FIGURA 5. Produção de matéria seca, crescimento foliar e teor de proteína bruta do capim-Colonião em função da época de adubação após o corte (Adaptado de SARAN NETO et al., 2007).
A análise da curva de crescimento proposta por BROUGHAM (1956), que se divide em fase logarítmica (crescimento lento), fase linear (crescimento constante e máximo) e fase assintótica (crescimento lento e estável), permite a inferência de que a fase inicial ocorre maior mobilização de reserva até plena restituição da arquitetura foliar da planta (Figura 6). Assim, a planta continua o crescimento via aparato fotossintético e atinge o ponto de máxima produção. A duração desta fase crítica é minimizada quando a adubação ocorre neste período e o efeito positivo reduz o intervalo de descanso e resulta em plantas nutricionalmente superiores, quando os fatores ambientais não são limitantes.
FIGURA 6. Curva padrão de rebrotação em plantas forrageiras (BROUGHAM, 1956).
2.2. FATORES DE MANEJO 2.2.1. ESPÉCIE FORRAGEIRA A compreensão dos processos de crescimento das plantas forrageiras é o primeiro passo para a definição de estratégias racionais do manejo de pastagens. Nos últimos anos, os estudos em forragicultura no Brasil têm buscado caracterizar estes processos na ampla gama de espécies que compõem a base da exploração pecuária nacional e sob diversas situações de manejo (MARANHÃO, 2008). ALENCAR et al. (2010) observaram semelhanças na produção de matéria seca e diferenças no valor nutritivo de gramíneas do gênero Brachiaria, Panicum e Cynodon evidenciando que apesar da equivalência produtiva as plantas geram estruturas distintas em detrimento do manejo adotado distinguindo-se qualitativamente (Tabela 2). SOARES et al. (2009) avaliaram onze espécies forrageiras em sistema silvipastoril com diferentes densidades de Pinus taeda , diferentes pontos de amostragem da forragem (debaixo da copa e na entrelinha) e observaram grande variação na produção de massa seca entre as forrageiras (Tabela 6). Os autores concluíram que plantas sombreadas apresentam melhor qualidade, embora a produção de matéria seca seja reduzida. As leguminosas tropicais são mais ricas em PB, cálcio e fósforo que as gramíneas e isso explica em parte, o valor nutritivo mais elevado. As leguminosas tanto de clima tropical como em temperado apresentam teores protéicos similares, ao passo que as gramíneas de clima tropical, demonstram valores protéicos inferiores às de clima temperado (REIS & RODRIGUES, 1993).
O processo de maturação que é acompanhado pela redução do valor nutritivo, pode ser acelerado pela luminosidade, temperatura, e umidade, podendo ser por outro lado, retardado pelo corte ou pastejo. Contudo, as características genotípicas de cada espécie devem ser consideradas e, em geral, o declínio do valor nutritivo com o avançar do desenvolvimento é mais drástico em gramíneas que em leguminosas, mesmo crescendo sobre condições semelhantes (VAN SOEST, 1994). A época da colheita da forragem quer seja pelo corte ou pastejo, deve estar relacionada ao estágio de desenvolvimento da planta e consequentemente ao valor nutritivo. Colheita de plantas mais velhas implica na colheita de alimento com baixa proporção de carboidratos solúveis e de baixa digestibilidade, devido ao aumento da relação caule:folha, que parece ser o principal fator de perda de qualidade da planta com a maturação (CORSI, 1990).
FIGURA 8. Dinâmica do acúmulo de forragem durante a rebrotação do Capim- mombaça pastejado com 100% de IL e 50 cm de resíduo (CARNEVALLI, 2003).
FIGURA 9. Rendimento de peso vivo ao longo de 125 dias, na estação chuvosa (novembro a março), em piquetes de Panicum maximum cv. Mombaça sob três períodos de descanso (CÂNDIDO et al., 2005).
CARNEVALLI (2003) demonstrou consistência do critério de interrupção do processo de rebrotação aos 95% IL, pois a partir deste período houve aumento da senescência, maior alongamento de colmo, redução na produção líquida foliar, ou seja, perdas qualitativas da forragem (Figura 8). Neste sentido, CÂNDIDO et al. (2005) concluíram que períodos de descanso muito longo comprometem o desempenho animal e, consequentemente, o rendimento animal, ao longo da estação de pastejo (Figura 9). A relação entre ganho por animal ou ganhos por área foi muito bem ilustrado por MOTT (1960) (Figura 10). Quando há boa disponibilidade de forragem, a taxa de lotação tem pouco efeito sobre a produção individual, uma vez que existe alimento suficiente para o animal. Desta forma, o ganho por animal é função da variação na qualidade da forragem. O ganho máximo por animal variará com a espécie e época do ano. À medida que a taxa de lotação aumenta, a produção por animal decresce, pois os animais começam a competir por alimento e tem menor oportunidade de selecionar a parte mais nutritiva da forragem. Assim, o consumo de forragem e o ganho por animal são determinados pela disponibilidade de forragem por animal por dia. O ganho máximo por área ocorre quando cada animal está ganhando menos do que o potencial máximo para ganho de peso. A partir deste ponto, aumentos na taxa de lotação diminuem gradativamente o ganho de peso, e os animais extras colocados na pastagem não compensam a menor produção individual, e a produção por área diminui. A taxa de lotação ótima é, portanto, a amplitude de utilização que permite o equilíbrio entre os ganhos por animal e por unidade de área.
FIGURA 10. Relações entre ganhos por animal ou ganho por área e a pressão de pastejo (MOTT, 1960).
O grande desafio da ciência é elevar o ponto máximo do ganho por área (platô da curva) e que o animal possa expressar todo o potencial genético (platô da curva de ganho individual). Desta forma, maximizar o ganho por área e o ganho individual simultaneamente. Para isso, é necessário otimizar a produção da forrageira (95% IL), gerar incrementos na qualidade e disponibilidade através de adubação estratégica a qual reúna máxima resposta e eficiência de utilização do mineral, quando a água não for fator limitante; e, por fim, uma suplementação estratégica a fim de otimizar a conversão alimentar em cada época do ano. Na Figura 11, CASAGRANDE et al. (2009) mostram que o ganho médio diário dos animais quando receberam suplemento atingiu valor máximo (718,4 g/dia) na altura do pasto de 31,8 cm. Ao analisar os dados de ganho médio diário e ganho/área, constatou-se que estes se ajustaram num modelo quadrático e que a
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