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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.11.2014.tde-20032014-095630
Document
Author
Full name
Cristiam Bosi
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Piracicaba, 2014
Supervisor
Committee
Sentelhas, Paulo Cesar (President)
Mendonça, Fernando Campos
Pezzopane, José Ricardo Macedo
Title in Portuguese
Interações em sistema silvipastoril: microclima, produção de forragem e parametrização de modelo para estimativa da produtividade de pastagens de Brachiaria
Keywords in Portuguese
Brachiaria
Microclima
Modelos de produtividade
Sistema silvipastoril
Sombreamento
Abstract in Portuguese
Os sistemas silvipastoris (SSPs) buscam maior sustentabilidade, aliando, para isto, os componentes animal, planta forrageira e árvore. Entretanto, esta associação modifica o sistema, alterando o microclima, o crescimento das plantas e a produção animal. O presente estudo objetivou avaliar as alterações no microclima em um SSP sob pastejo, em São Carlos, SP, provocadas pela inserção das árvores, correlacionar isto com as características e a produtividade da forrageira Brachiaria decumbens e parametrizar o modelo da zona agroecológica da FAO (FAO-MZA) para estimar a produtividade de Brachiaria brizantha a pleno sol e, posteriormente, de B. decumbens em SSP. Para tanto, foram monitoradas continuamente variáveis microclimáticas por meio de quatro estações meteorológicas, distribuídas em diferentes posições dentro do sistema: a 2 metros do renque leste (2mL); a 6 metros do renque leste (6mL); a 6 metros do renque oeste (6mO); e a 2 metros do renque oeste (2mO), de forma a avaliar o microclima e a produtividade ao longo de um transecto entre os dois renques de árvores, além de uma estação a pleno sol, como referência. Concomitantemente, foram realizadas avaliações das características biométricas e da produtividade da planta forrageira durante sete ciclos com duração de 35 dias. Ao longo de cada um desses ciclos foram feitas cinco avaliações para monitorar a dinâmica de crescimento da pastagem. Essas informações foram empregadas na parametrização do modelo FAO-MZA para a estimativa da produtividade da B. decumbens e da B. brizantha. Os resultados demonstram que as variáveis microclimáticas foram modificadas pela presença das árvores, dependendo do nível de sombreamento, da época do ano (declinação solar), da orientação dos renques, da influência vertical da copa das árvores retendo a radiação de ondas longas no local e, para a velocidade do vento, o arranjo das árvores em renques, atuando como quebra-ventos. Quanto às variáveis referentes à pastagem, o sombreamento influenciou a produtividade e as suas características biométricas, sendo que, nos três primeiros ciclos, em níveis acima de 50 % de sombra, houve redução da produtividade de forragem e do índice de área foliar (IAF), caracterizando limitação pelo déficit de luminosidade, e aumento na altura de plantas e na área foliar específica (AFE), como estratégia de aumento da captação de energia radiante. Entretanto, nas épocas em que houve déficit hídrico e/ou térmico não houve diferença entre as posições avaliadas, para todas as variáveis, demonstrando que o sombreamento perde sua influência sobre a pastagem quando ocorrem outros fatores ambientais limitantes. Já, no que se refere à avaliação do modelo de estimativa da produtividade, foram geradas boas estimativas da produtividade potencial para B. brizantha, a pleno sol, e da produtividade atingível para a B. decumbens em níveis baixos de sombreamento. Porém, os dados não foram satisfatórios para a produtividade atingível de B. brizantha, a pleno sol, pois a pastagem sob irrigação apresentou diferenças em relação à não-irrigada, que não puderam ser modeladas, e de B. decumbens em altos níveis de sombreamento, porque o modelo não considera o efeito da plasticidade fenotípica das plantas na conservação da produtividade da pastagem, sob sombreamento.
Title in English
Interactions in a silvopastoral system: microclimate, pasture production, and yield model parameterisation for Brachiaria
Keywords in English
Brachiaria
Microclimate
Shading
Silvipastoral system
Yield models
Abstract in English
The silvopastoral systems (SSPs) have as objective to increase the sustainability of agriculture, combining the following components: animals, pasture, and trees species. However, such combination changes the environment, mainly the microclimate, the plants growth, and also the animal production. Based on the changes caused by the SSPs, the objective of the present study was to evaluate the microclimate changes in a SSP under grazing, in São Carlos, SP, Brazil, promoted by the presence of trees, to correlate the changes in microclimate with the pasture yield and to parameterize the FAO Agroecological Zone model (FAO-MZA) to estimate the Brachiaria brizantha, growth in full sun, and lately the growth of B. decumbens in a SSP. For that, the micrometeorological variables were continuously monitored by four weather stations distributed in different positions inside the SSP: at 2 m from the trees at east (2mL); at 6 m from the trees at east (6mL); at 6 m from the trees at west (6mO); and at 2 m from the trees at west (2mO), in order to evaluate the microclimate and yield along a transect between two rows of trees. Another weather station was also installed out of the SSP, in a full sunny condition, and it was considered as reference. The biometric characteristics and the yield of the pasture plants were also measured during seven cycles of 35 days. During each crop cycle, five evaluations were done to determine the growth dynamics of the plants. These data were used to parameterize the FAO-MZA model for estimating the B. decumbens and B. brizantha yields. The results showed that the microclimate was modified by the presence of trees, but with the intensity of change depending on the level of shading, the season of year (solar declination), the orientation of the rows, the vertical influence of the tree canopy to retain the long-wave radiation, and the wind speed. Regarding the variables related to the pasture, the shading affected the yield and the biometric characteristics of the plants, in the first three cycles, when more than 50% shading occurred, there was a reduction of yield and leaf area index, as a consequence of the increase in plant height and specific leaf area (AFE), as a strategy to increase the uptake of solar energy. However, when water and/or thermal stresses occurred no differences were observed among the treatments for all the variables. It demonstrates that the shading loses its influence over the pasture growth when there are other environmental limiting factors. The FAO-MZA model had a good performance for estimating the potential yield for B. brizantha growing in a full sunny condition, and also for the attainable yield of B. decumbens at low levels of shading. However, the model was not able to estimate the attainable yield of B. brizantha in a full sunny condition, which was caused by inconsistencies of the pasture yield data under irrigation, which was not possible to be modeled, and of B. decumbens in high levels of shading, because the model does not consider the plants´ phenotypic plasticity effect, which makes the pasture more yield conservative under shading.
 
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Publishing Date
2014-03-27
 
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