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Dissertação de Mestrado
Documento
Autor
Nome completo
Leonardo Simões de Barros Moreno
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
Piracicaba, 2004
Orientador
Banca examinadora
Pedreira, Carlos Guilherme Silveira (Presidente)
Nabinger, Carlos
Pereira, Antonio Roberto
Título em português
Produção de forragem de capins do gênero Panicum e modelagem de respostas produtivas e morfofisiológicas em função de variáveis climáticas.
Palavras-chave em português
capins
climatologia
fisiologia vegetal
forragem
morfologia vegetal
produção vegetal
Resumo em português
A pecuária brasileira é baseada no uso de pastagens tropicais, com elevado potencial produtivo, que se beneficiam das condições ambientais favoráveis ao longo de todo o ano. Entretanto, o padrão estacional do clima, principalmente da pluviosidade, da temperatura e do fotoperíodo, determinam a maior concentração da produção de forragem nos períodos de primavera e verão. O conhecimento das respostas produtivas e morfofisiológicas das principais espécies e cultivares forrageiros à temperatura e ao fotoperíodo, na ausência de déficit hídrico, poderão permitir o desenvolvimento de modelos preditores de produção para o planejamento da atividade pecuária ao longo do ano. O presente estudo foi conduzido no Departamento de Zootecnia da ESALQ/USP em Piracicaba, SP, de dezembro de 2002 a abril de 2004, com o objetivo de gerar um banco de dados sobre as características produtivas e morfofisiológicas de capins do gênero Panicum e, a partir desses dados, desenvolver modelos que descrevessem o acúmulo de forragem e as características do dossel em função de uma variável que combina os efeitos de temperatura e fotoperíodo (a Unidade Fototérmica – UF). Foram utilizados cinco cultivares de Panicum spp. (Atlas, Massai, Mombaça, Tanzânia e Tobiatã) cortados a cada 28 (Atlas, Massai e Mombaça) ou 35 (Tanzânia e Tobiatã) dias durante o verão agrostológico (21 de setembro a 22 de março) e 49 (Atlas, Massai e Mombaça) ou 63 (Tanzânia e Tobiatã) dias durante o ‘inverno’ (23 de março a 20 de setembro), deixando-se um resíduo de 35 cm para os capins Atlas, Massai e Mombaça e 15 cm para o capim Massai. As unidades experimentais (parcelas de 10 Η 4 m) eram irrigadas para garantir ausência de déficit hídrico e adubadas com o equivalente a 250 kg N ha-1 ano-1 no ‘verão’, resultando num total anual de aproximadamente 450 kg N ha-1. O delineamento experimental foi de blocos completos casualizados com quatro repetições. Em cada corte ao longo do experimento, foi medido o acúmulo de forragem e, a partir daí, foram calculadas a produção anual de forragem, a produção de verão e a produção de inverno. Acompanharam-se semanalmente duas rebrotações de verão e, bi-semanalmente, uma rebrotação de inverno, quando foram avaliados a massa do resíduo, o acúmulo de forragem, a altura, o índice de área foliar (IAF), os ângulos foliares e a interceptação luminosa (IL) do dossel e as taxas de fotossíntese foliar dos capins, que foram utilizadas para a simulação da taxa de fotossíntese do dossel. O capim Massai produziu 30 Mg MS ha-1 ano-1, seguido dos capins Mombaça, Tanzânia e Tobiatã que acumularam 20 Mg MS ha-1ano-1 e Atlas (12 Mg MS ha-1ano-1). Durante o verão os capins Massai e Mombaça foram os mais produtivos com o acúmulo de 18 Mg MS ha-1, seguidos dos capins Tanzânia e Tobiatã com o acúmulo de 14 Mg MS ha-1 e do capim Atlas, com acúmulo de 8,5 Mg MS ha-1. Durante o inverno Massai, Tanzânia e Tobiatã acumularam 7,5 Mg MS ha-1 enquanto Atlas e Mombaça acumularam 3,7 Mg MS ha-1, o que resultou na maior estacionalidade de produção do Mombaça, com 80% da produção concentrada no verão, enquanto os demais capins apresentaram em média 70% da produção nesse período. Embora o capim Massai tenha sido o mais produtivo, suas taxas de fotossíntese de dossel foram as menores (1,08 mg CO2 m-2 s-1), o que pode estar relacionado com a maior proporção de folhas na massa de forragem. O IAF médio do Massai (2,0) foi menor que o dos demais capins (2,25 a 2,68), e a sua massa residual (4 Mg MS ha-1) foi quase a metade da média dos demais cultivares (7 Mg MS ha-1). Isso deu origem a uma menor ‘diluição’ da massa de folhas na massa total, o que fez com que a maior parte da massa de forragem fosse constituída por folhas (órgãos fotossintetizantes). Os modelos de acúmulo de forragem, acúmulo de folhas, IAF, IL e altura do dossel foram sempre diferentes entre cultivares e estações. Os modelos para acúmulo de forragem forneceram produções previstas próximas àquelas observadas, embora durante o inverno e início do verão tenham havido sub e super-estimativas, principalmente para Atlas e Tanzânia. Os modelos permitiram, todavia, a determinação do momento da rebrotação em que ocorre a máxima taxa média de acúmulo uma descrição das características morfofisiológicas do dossel nesse momento, tanto para as rebrotações de verão como de inverno. O uso da UF mostrou-se efetivo na predição de características produtivas e no estudo de alguns atributos morfofisiológicos de gramíneas do gênero Panicum. Para que os modelos possam se tornar ferramentas práticas de planejamento de sistemas de produção, há, no entanto, a necessidade de que estudos complementares sejam realizados, aumentado o banco de dados disponível e a amplitude de condições de ambiente e manejo contempladas.
Título em inglês
Forage yield of Panicum grasses and modeling yield, morphological and physiological traits in response to climatic variables.
Palavras-chave em inglês
climatology
crop production
grasses
plant morphology
plant physiology
Resumo em inglês
The brazilian livestock industry is based on the use of tropical pastures with high production potential which benefits from favorable environmental conditions over the year. However, the seasonal pattern of climatic conditions, mainly temperature and daylength, concentrates most of the annual forage accumulation during the spring and summer. Thus, knowing the yield, morphological and physiological responses of forages to temperature and daylength, in the absence of moisture constraints, may allow for the development of prediction models, which can be useful in planning forage-livestock systems. This study was carried out at the Departamento de Zootecnia of ESALQ-USP in Piracicaba, SP, from December 2002 through April 2004, with the purpose of generating a comprehensive dataset on the productive, morphological and physiological characteristics of Panicum spp. and, from this dataset, develop and evaluate models that describe forage accumulation and sward characteristics as related to photothermal units (a climatic variable which combines the effects of temperature and daylength). Five cultivars of Panicum spp. were used in the study: Atlas, Massai, Mombaça, Tanzânia and Tobiatã, harvested either every 28 (Atlas, Massai and Mombaça) or 35 (Tanzânia and Tobiatã) days during the ‘summer’ (from 21 September to 22 March) and every 49 (Atlas, Massai and Mombaça) or 63 (Tanzânia and Tobiatã) days during the ‘winter’ (from 23 March to 20 September), leaving a stubble of 35 cm for Atlas, Mombaça, Tanzânia and Tobiatã and 15 cm for Massai. Plots (10 Η 4 m) were irrigated to avoid water deficit and fertilized with 250 kg N ha-1 during the ‘summer’, resulting in total annual rates of approximately 450 kg N ha-1. The experimental design was a randomized complete block with four replications. On each harvest, forage accumulation was measured on every plot and, from these data, annual and seasonal production for ‘summer’ and ‘winter’ were calculated. Additionally, two ‘summer’ regrowths and a ‘winter’ regrowth, were characterized every week or every two weeks, respectively, by measuring residual mass, forage accumulation, sward height, leaf area index (LAI), mean foliage tilt angle, light interception (LI) and leaf photosynthesis, from which canopy photosynthesis was calculated. Massai was the most productive grass, with total annual yield of 30 Mg DM ha-1, followed by Mombaça, Tanzânia and Tobiatã, which yielded 20 Mg DM ha-1yr-1 on average, and by Atlas with annual yield of 12 Mg DM ha-1. During the ‘summer’ Massai and Mombaça had similar yields of 18 Mg DM ha-1, followed by Tanzânia and Tobiatã which yielded a mean 14 Mg DM ha-1, and by Atlas which yielded 8,5 Mg DM ha-1. During the ‘winter’ Massai, Tanzânia and Tobiatã yielded 7,5 Mg DM ha-1 while Atlas and Mombaça yielded 3,7 Mg DM ha-1, resulting in a more pronounced seasonal growth pattern of Mombaça, which concentrated 80% of its production in the ‘summer’ compared to the other grasses where this value was 70%. Despite being the highest yielding grass, Massai had the lowest canopy photosynthesis rates (1,08 mg CO2 m-2 s-1) and this may be related to the higher leaf proportion in the forage mass. The mean LAI of Massai swards (2.0) was lower than that of the other grasses (2.25 to 2.68) and the residual forage mass on Massai plots (4 Mg DM ha-1) was about half of that of the other grasses (7 Mg DM ha-1 on average). This generated less of a 'dilution effect' of the leaf mass on the total forage mass, and most of total forage mass of Massai came from leaves (photosynthesizing organs). The models that describe the evolution of forage mass and leaf mass above the stubble, as well as LAI, LI and sward height differed among cultivars and between seasons. The forage accumulation models provided yield estimates that were consistent with observed values, although under and overestimations occurred, mainly for Atlas and Tanzânia during the ‘winter’ and early ‘summer’. These models, however, allowed for the identification of the point of maximum average growth rate during the regrowth, as well as the characterization of the canopy morphological and physiological characteristics at that point in time, for both ‘summer’ and ‘winter’ regrowths. The use of models based on the photothermal unit proved effective for the prediction of yield and yield-related responses of Panicum grasses. In order for these models to become useful tools for systems planning and management, further study is needed in addition to bigger and richer data libraries and a wider range of environments and management practices.
 
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Data de Publicação
2005-03-29
 
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