Sustentabilidade de pastagens tropicais...
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Sustentabilidade de pastagens tropicais
consorciadas com leguminosas e suas implicações
Universidade Federal Rural de Pernambuco
Programa de Pós-Graduação em Ciência do SoloCiência do SoloCiência do Solo
consorciadas com leguminosas e suas implicações
no sistema solo-planta-animal
Mestrando: André Barbosa da Silva
Orientador: Mário de Andrade Lira Junior
Recife-PE
Novembro/2009
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Importância das áreas de pastagens no Brasil:
• A área total de pastagem nativas e cultivadas gira em torno de172 milhões de ha (70 % da área agricultável).
(Censo Agropecuário 2006 – IBGE)
Introdução
2
(Censo Agropecuário 2006 – IBGE)
• A alimentação de 90 % do gado de corte é baseadaexclusivamente em pastagens.
• As áreas de pastagens oferecem maior produção e alimentaçãoanimal a baixo custo.
• Maior exportador de carne bovina.
(Lira et al., 2006)
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Estimativa de área de pastagens no Brasil em milhões de hectares
Introdução
Regiões Anos
1970 1985 1995 2006
Norte 4,43 20,88 24,39 32,63
3(Censo Agropecuário 1995 e 2006 – IBGE)
Nordeste 27,87 35,15 32,08 32,65
Centro-oeste 55, 4 55, 48 62, 76 56, 84
Sudeste 44,74 42,49 37,78 32,07
Sul 21,61 21,43 20,7 18,14
Total 154,13 179,19 177,71 172,33
Cultivadas 29,70 74,1 105,0 -
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5,88
20,74
Pastagens degradadas
Pastagens em uso
Introdução
Resumo da distribuição das áreas do Brasil de acordo com a
ocupação (%)
4
8,38
5,94
59,07
Outras áreas agrícola em
uso
Centros Urbanos
Diferença (reservas,
terras indígenas, mata
nativas, etc.)
(Adaptado de Embrapa/Mapa/Scot Consultoria 2006)
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Introdução
• Implantação de novas áreas
5Fotos: www.biology.uta.edu.com.br, www.boiapasto.com.br, www.nortaonoticias.com.br e
www.atlasdasaguas.ufv.br.
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Introdução
• Pecuária Brasileira
↓ Produtividade da pecuária
↓ Produtividadedas pastagens
6
Desafios:
Ser competitiva;
Preservar o meio
ambiente.
Desenvolvimento
sustentável e
duradouro
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Introdução
• ↓ Fertilidade do solo e manejo inadequado.– Principais causas da degradação em pastagens.
(Lira et al., 2006)
• O N é um dos principais nutrientes para a manutenção daprodutividade das gramíneas forrageiras.
(Mattos, 2001)
7
• A disponibilidade limitada e ciclagem ineficiente de N.– Fatores-chave que afetam o declínio da produtividade em pastagens.
(Dubeux Junior et al., 2004)
• Consorciação gramínea/leguminosa– Alternativa para o suprimento de N
• Permite a sustentabilidade dos sistemas de produção;
• ↓ custos;
• ↓ danos ao meio ambiente.(Paulino et al., 2009)
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MO em pastagens:
– ↓ em sistemas exclusivos com gramíneas.
• Teores de N disponíveis insuficientes:
– ↑ relação C/N;
Degradação das pastagens
8
– ↑ relação C/N;
– ↓ taxas de mineralização líquida;
– ↓ conteúdo de N inorgânico no solo;
– ↓ produção de biomassa.
Degradação
(Thomas, 1993)
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Processo de degradação de pastagens
Degradação das pastagens
9
(Macedo, 1999)
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• Adição de N ao sistema e transferência para as gramíneas;
• ↑ nos teores de MO do solo;
• Melhorias na produção animal e valor nutritivo do pasto;
• ↓ na emissão de gases de efeito estufa;
• ↑ da biodiversidade acima e abaixo do solo;
Principais contribuições das
leguminosas nas pastagens
10
• ↑ da biodiversidade acima e abaixo do solo;
• Sombreamento (arbustivas e arbóreas);
• Cobertura do solo (herbáceas);
• ↓ de custos pela substituição de fertilizantes nitrogenados;
• ↑ na rentabilidade e competitividade da pecuária.
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Adição de N nas pastagens
• Fertilizantes minerais
– Menos difundido
• Extensas áreas
– Economicamente inviável
11
• Fixação Biológica de Nitrogênio (FBN) em leguminosas
– Potencial:
↑: 200-300 kg ha-1 ano-1 de N
↓: 20-30 kg ha-1 ano-1 de N
(Sanginga, 1992, citado por Siqueira & Moreira, 2007)
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Exemplos de espécies de leguminosas nodulíferas
com as respectivas taxas de FBNLEGUMINOSAS N (kg/ha/ano)
Alfafa (Medicago sativa) 127-333
Amarillo (Clitoria ternátea) 197-249
Amendoim forrageio (Arachis pintoi ) 350-520
Calopogônio (Calopogonium mucunoides) 64-450
Caupi (Vigna unguiculata sin. Vigna sinenis) 73-240
Crotalária (Crotalária juncea L.) 146-221
12
Crotalária (Crotalária juncea L.) 146-221
Cudzo Tropical (Pueraria phaseoloides) 100
Desmódio (Desmodium sp.) 24-380
Estilosantes (Stylosanthes sp.) 20-263
Gliricídia (Glicicídia sepium) 86-309
Leucena (Leucaena leucocephala) 200-300
Sabiá (Mimosa ceasalpiniifolia) 177
Sesbania cannabina 126-188
Sesbania rostrata 324
Adaptado de Siqueira & Moreira, 2007; Fernandes et al., 2006, Perin et al.,2003
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• Fixação biológica associativa em gramíneas
– 25 a 50 kg ha-1 ano-1 de N
(Siqueira & Moreira, 2007)
• Brachiaria sp. 30 a 45 kg ha-1 ano-1 de N
Adição de N nas pastagens
13
(Boddey & Victoria, 1986 )
• Pennisetum americanum, Panicum maximum e
Digitaria decumbens ≈ 40 kg ha-1 ano-1 de N
(Smith et al., 1978)
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• Fixação biológica assimbiótica
• 0,5 kg ha-1 ano-1
(Stevenson, 1985)
Adição de N nas pastagens
14
• Reposição pelas chuvas
– 5-20 kg ha-1 ano-1 de N
• Podendo chegar a 40 kg ha-1 ano-1 de N
(Siqueira & Moreira, 2007)
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Fixação e transferência de Nitrogênio
Transferência viaLeguminosas
Exsudados das
raízes e nódulos
Decomposição
dos nódulos
Fixação do N2
15(Adaptado de Wilson, 1988)
Transferência via
raízes e hifasLeguminosas Gramíneas
Decomposição dos resíduos/MO
Animais
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Gonçalves e Costa (1994), em ensaios com leguminosas,obtiveram variação entre 63 e 143 kg ha-1 ano-1 no FBN, comtransferência variando de 28 a 46%.
Carvalho (1986) revisando diversos trabalhos concluiu quepara a maioria das leguminosas avaliadas este valor ficava entre
Fixação e transferência de Nitrogênio
16
Carvalho (1986) revisando diversos trabalhos concluiu quepara a maioria das leguminosas avaliadas este valor ficava entre70 a 140 kg ha-1 ano-1, com 15 a 20% do FBN transferido para agramínea.
Em pastagens de A. gayanus consorciadas com três espéciesde Stylosanthes, em solos de cerrados a quantidade de FBNvariou de 67 e 117 kg ha-1 ano-1, estimando que 80% do N foiproveniente da FBN.
(Cadisch et al., 1993)
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Melhorias na produção animal e valor
nutritivo do pasto
• Teores elevados de PB
– Participação direta na dieta;
– Efeito indireto.
• Aporte de N
• ↑ nível de digestibilidade
17
• ↑ nível de digestibilidade
(Valentim et al., 2001; Paciullo et al., 2003; Andrade et al., 2003)
• Pereira et al., (1995) estudando 18 espécies de leguminosas e
dez gramíneas, verificaram uma variação nos teores de PB
entre 13,6 a 24,6% e 7,8 a 14,5%, respectivamente para
leguminosas e gramíneas.
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Leguminosas e a produção animal
TABELA 2. Produtividade de pastagens de gramíneas exclusivas comparadas com
pastagens consorciadas
18
Adaptado por Pereira, 2001
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Contribuições das leguminosas no sequestro
de carbono em pastagens
• Leguminosas em solos degradados
– ↑ Produção biomassa
• Acúmulo de C e N no solo
• A principal variável que reflete o processo de aumento nos
19
• A principal variável que reflete o processo de aumento nos
níveis de C e N no solo é o acúmulo de raízes.
(Fornara et. al, 2008)
• Emissões prejudiciais de CH4 e N2O são frequentemente
compensadas pelo sequestro de C no solo.
(Paulino et al. 2009)
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Contribuições das leguminosas no sequestro
de carbono em pastagens
• Fisher et al. (1994) observaram no plantio consorciado
Brachiaria humidicola e Arachis pintoi um aumento
anual nos teores de C total de 7,8 t ha-1 ano-1 em relação
ao monocultivo.
20
• Tarré et al. (2001) verificaram um acúmulo anual de C de
0,66 t/ha em pastagens de Brachiaria humidicola e 1,17
t/ha quando consorciado com Desmodium ovalifolium.
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Leguminosas mitigadoras na emissão de
metano
• A magnitude da emissão varia de acordo com a espécie
ofertada aos animais.
• Dietas contendo algumas espécies de leguminosas diminuiram
as produções de metano.
21
as produções de metano.
(Montenegro et al., 2000)
• Possivelmente os taninos condensados atuam causando morte
de bactérias metanogênicas no rumem.
• A produção de metano, pode variar em função da concentração
e tipo de taninos.
(Paulino et al., 2009)
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Leguminosas mitigadoras na emissão de
metano
• Possenti (2006) verificou na maior proporção de leucena emrelação a coast-cross, contendo 1,3 % de tanino condensado,redução na emissão do metano.
• A adição Calliandra calothyrsus reduziu em até 50% a
22
• A adição Calliandra calothyrsus reduziu em até 50% aprodução de metano. Entretanto, as espécies Cratylia argenteae Arachis pintoi incrementaram cerca de 3 a 4 vezes (Hess etal., 2002).
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Persistência de leguminosas
Diferenças gramíneas x leguminosas
• Taxa de crescimento, morfogênese, padrão de sistema
radicular, exigências nutricionais, mecanismos para
manutenção da população, tolerância a estresses
23
manutenção da população, tolerância a estresses
edafoclimáticos, palatabilidade relativa, tolerância ao
pastejo, entre outras.
compatibilidade (Pereira, 2001)
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• Estabelecimento de cultivo mecânico;
• Superpastejo antes e após a semeadura;
• Estabelecimento com tratamentos físico-químicos;
Medidas para favorecer o estabelecimento
24
• ↑ da densidade da semeadura;
• Leguminosas menos palatáveis;
• Proteção física para as mudas.
(Costa et al., 2008; Paulino, et al., 2009; Oliveira et al., 2003)
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Considerações finais
↑ produtividade e
qualidade
Biodiversidade
↑ sustentável de
animais por área ↑ MO do solo
25
Pastagem +
leguminosas
↓ consumo de
fertilizantes
nitrogenados
↑ viabilidade
econômica
↓ gases de efeito
estufa
↑ retenção de
água e CTC↓ erosão
↑ do sequestro de C
(Adaptado de Domingos, 2008)