UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ PRÓ-REITORIA DE PESQUISA E PÓS-GRADUAÇÃO PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ZOOTECNIA ESTRUTURA DO DOSSEL CRESCIMENTO EM REBROTAÇÃO EFICIÊNCIA DE UTILIZAÇÃO DA FORRAGEM Magno José Duarte Cândido Prof. Departamento de Zootecnia/UFC Fortaleza, 16 de março de 2010 2 Relação entre índice de área foliar e penetração de luz (adaptado de Brown, 1984, citado por da Silva & Pedreira, 1997). 3 Valores teóricos de produção de matéria seca para milho em dois ângulos foliares (A=0o, B=80o) e três IAFs (L) (Mitchell, 1979). 4 Atenuação da radiação fotossinteticamente ativa (RFA) em estande de girassol (esquerda) e milho (direita) (Larcher, 1995). 5 Ação do ângulo foliar sobre a distribuição de luz no perfil do dossel (Gillet,1984). 6 INTERCEPÇÃO DE LUZ E CRESCIMENTO VEGETAL Produção bruta de forragem primeiramente determinada pelo total de luz interceptada pelo dossel. Proporção da RFA incidente que é interceptada (eficiência de intercepção): a) IAF (LAI): quantidade de área foliar b) Ângulo foliar médio: qualidade da área foliar I I0 * e k * IAF I = 2000 μmol/m2 x s * (e-0,3*4,0) I = 602 μmol/m2 x s I = 2000 μmol/m2 x s * (e-0,7*4,0) I = 122 μmol/m2 x s IAF = ln(2000 μmol/m2 x s/100 μmol/m2 x s)/0,3 IAF = 9,99 IAF = ln(2000 μmol/m2 x s/100 μmol/m2 x s)/0,7 IAF = 4,28 I0 ln IAF I k 7 MEDIÇÃO DA ESTRUTURA DO PASTO(cont.) ESTRUTURA VERTICAL Transmissão de luz e índice de área foliar 8 MEDIÇÃO DA ESTRUTURA DO PASTO(cont.) ESTRUTURA VERTICAL Transmissão de luz e índice de área foliar 9 MEDIÇÃO DA IRFA E DO IAF Intercepção da RFA e IAF: Sun-scan (Delta-T Devices) Raio = 10 m 10 MEDIÇÃO DA IRFA E DO IAF ACCUPAR LP-80 (Decagon) MEDIÇÃO DA IRFA E DO IAF Medidor agrícola PAR-LAI ACCUPAR LP-80 (Decagon) RFA incidente Leitura no topo do dossel RFA transmitida Leitura na base do dossel 11 MEDIÇÃO DA IRFA E DO IAF LI-COR: LI-2000 – analisador do dossel vegetal 12 MEDIÇÃO DA IRFA E DO IAF 13 LI-COR LI-250A LI-200 – piranômetro (W/m2) LI-190 – sensor quântico (µ/m2 x s) LI-191 – sensores quânticos em linha 14 I0 I 2 μ mol/m x s μ mol/m 2 x s 2000 1900 2000 1800 2000 1700 2000 1600 2000 1500 2000 1400 2000 1300 2000 1200 2000 1100 2000 1000 2000 900 2000 800 2000 700 2000 600 2000 500 2000 400 2000 300 2000 200 2000 100 2000 100 IRFA % 5,0 10,0 15,0 20,0 25,0 30,0 35,0 40,0 45,0 50,0 55,0 60,0 65,0 70,0 75,0 80,0 85,0 90,0 95,0 95,0 k IAF 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,17 0,35 0,54 0,74 0,96 1,19 1,44 1,70 1,99 2,31 2,66 3,05 3,50 4,01 4,62 5,36 6,32 7,68 9,99 9,99 I0 I 2 μ mol/m x sμ mol/m 2 x s 2000 1900 2000 1800 2000 1700 2000 1600 2000 1500 2000 1400 2000 1300 2000 1200 2000 1100 2000 1000 2000 900 2000 800 2000 700 2000 600 2000 500 2000 400 2000 300 2000 200 2000 100 2000 100 IRFA % 5,0 10,0 15,0 20,0 25,0 30,0 35,0 40,0 45,0 50,0 55,0 60,0 65,0 70,0 75,0 80,0 85,0 90,0 95,0 95,0 k IAF 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,07 0,15 0,23 0,32 0,41 0,51 0,62 0,73 0,85 0,99 1,14 1,31 1,50 1,72 1,98 2,30 2,71 3,29 4,28 4,28 15 I0 μ mol/m 2 x s 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 k IAF 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5 8 8,5 9 9,5 10 10,5 11 11,5 12 12,5 13 13,5 14 14,5 I μ mol/m 2 x s 1721 1482 1275 1098 945 813 700 602 518 446 384 331 285 245 211 181 156 134 116 100 86 74 63 55 47 40 35 30 26 IRFA % 13,9 25,9 36,2 45,1 52,8 59,3 65,0 69,9 74,1 77,7 80,8 83,5 85,8 87,8 89,5 90,9 92,2 93,3 94,2 95,0 95,7 96,3 96,8 97,3 97,6 98,0 98,3 98,5 98,7 I0 μ mol/m 2 x s 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 k IAF 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5 8 8,5 9 9,5 10 10,5 11 I μ mol/m 2 x s 1409 993 700 493 348 245 173 122 86 60 43 30 21 15 10 7 5 4 3 2 1 1 IRFA % 29,5 50,3 65,0 75,3 82,6 87,8 91,4 93,9 95,7 97,0 97,9 98,5 98,9 99,3 99,5 99,6 99,7 99,8 99,9 99,9 99,9 100,0 ESTRUTURA DO DOSSEL E O CRESCIMENTO VEGETAL Distribuição do índice de área foliar (IAF - acima) e distribuição da radiação visível em função do IAF cumulativo (abaixo) em seis cultivares de gramíneas forrageiras com hábitos de crescimento contrastantes (Sheehy & Cooper, 1973). 16 ESTRUTURA DO DOSSEL E O CRESCIMENTO VEGETAL 17 Distribuição do índice de área foliar (IAF - acima) e distribuição da radiação visível em função do IAF cumulativo (abaixo) em seis cultivares de gramíneas forrageiras com hábitos de crescimento contrastantes (Sheehy & Cooper, 1973). 18 ESTRUTURA DO DOSSEL E O CRESCIMENTO VEGETAL Evolução no índice de área foliar (IAF) durante a rebrotação de duas cultivares de Lolium perenne de hábitos de crescimento contrastantes Cultivar Idade após a desfolhação (dias) 0 14 28 S23 (prostrada e com folhas de vida curta) 0,6 5,7 7,1 Ba6280 (ereta e com folhas de vida longa) 0,1 4,9 10,7 P = 0,01 NS P = 0,05 Significância Taxa de crescimento cultural (g/m2 dia) de duas cultivares de Lolium perenne de hábitos de crescimento contrastantes durante vários estádios na rebrotação Cultivar Período após a desfolhação (dias) 0 - 14 14 - 28 28 - 42 S23 (prostrada e com folhas de vida curta) 16,1 5,7 0,6 Ba6280 (ereta e com folhas de vida longa) 11,7 19,4 1,9 P = 0,01 P = 0,05 NS Significância Fonte: Rhodes (1971). 19 Representação esquemática da plasticidade fenotípica (alteração na estrutura do dossel) da planta forrageira em resposta ao pastejo intenso (ilustração do autor) 20 Efeito da intensidade de pastejo sobre hábito de crescimento de capim-tanzânia manejado sob lotação rotativa. Foto: FEVC, Pentecostes (acima) e EMBRAPACaprinos, Sobral (abaixo). Cortesia de Pompeu e de Cutrim Junior. ESTRUTURA DO DOSSEL E O CRESCIMENTO VEGETAL Crescimento vegetal: a) aquisição de recursos como C e N por plantas individuais; b) utilização dos recursos para o crescimento; c) senescência, deposição de liteira e reciclagem de C e N. Estrutura do dossel Crescimento Vegetal Taxa de aquisição de recursos por plantas individuais e pela comunidade como um todo 21 22 Características das forrageiras de grande importância para a rebrotação Índice de área foliar remanescente ≥ 1,0 (1,0 m2 de folhas verdes/m2 solo) Teor de reservas orgânicas Eliminação do meristema apical Perfilhamento ÍNDICE DE ÁREA FOLIAR REMANESCENTE (RESIDUAL) 23 Condição residual do pasto após descanso de aproxim. 26 dias 24 QUALIDADE DA ÁREA FOLIAR RESIDUAL Caracteristicas morfofisiológicas de componentes do dossel de azevém sob duas intensidades de pastejo Intensidade de pastejo (IAF residual) 1,0 (pastejo intenso) Fotos- Área de síntese uma face fotossintética (% fot. total) Lâm. foliar emergente (% área total) Eficiência 3,0 (pastejo leve) Fotos- Área de síntese uma face fotossintética (g CO2/m2 h) (% fot. total) (% área total) Eficiência (g CO2/m2 h) 37,3 15,4 2,07 37,1 19,2 1,34 39,1 25,2 1,37 42,7 27,7 1,00 18,2 20,9 0,74 17,8 26,0 0,47 4,6 38,5 0,11 2,0 27,0 0,05 Lâm. foliar recémexpandida Demais lâm. foliares Hastes Fonte: Leafe & Parsons (1981). FOTOSSÍNTESE DE FOLHAS X FOTOSSÍNTESE DO DOSSEL Fotossíntese bruta em resposta a diversas intensidades luminosas em folhas de Dactylis glomerata posicionadas perpendicularmente à luz e no dossel como um todo (Pearce et al., 1965). 25 Teor de reservas orgânicas Variação dos teores de carboidratos não estruturais na base do colmo de capim-colonião (Panicum maximum cv. colonião), em quatro crescimentos sucessivos defasados de 21 dias, iniciados após cortes a 15 cm do solo (GOMIDE e ZAGO, 1980). Teor de reservas orgânicas Teores médios de carboidratos totais não estruturais (CTNE) da base do colmo do capim Mombaça ao longo do período de rebrotação em função da intensidade de desfolhação (Gomide et al., 2002). 28 Eliminação do meristema apical Características morfológicas de três gramíneas tropicais, em diferentes idades Idade (dias) Número de entrenós por perfilho Jaraguá Colonião Gordura Altura do Meristema (cm) Jaraguá Colonião Gordura 0 0 0 0,2 0,3 0,4 4,6 21 0 0 4,4 0,5 1,0 33,7 35 0 0 4,0 0,9 3 ,4 43,0 49 0 0,6 7,9 1,6 11,4 59,9 63 0 1,8 8,2 5,2 32,9 56,7 Fonte: Nascimento et al. (1980). Densidade de perfilhos (1.000/m2) Perfilhamento Massa de forragem (kg mat. Orgânica/ha) Efeito da intensidade de pastejo sobre o perfilhamento e a persistência da pastagem (Bircham & Hodgson, 1983). 29 Vigor de rebrotação Variação no vigor da rebrotação, dos teores de carboidratos de reserva na base do caule e nas raízes e da porcentagem de eliminação de meristemas apicais em Capim Jaraguá cortado em diferentes idades (Botrel, 1990). 30 31 Mecanismo homeostático Demonstração do mecanismo homeostático em azevém e Poa annua. Tratamento Densidade Crescim./perfilho Cresc. Tot. (1000 unid./m2) (mg MS/perfilho*dia) (kg MS/ha*dia) 500 700 1000 500 700 1000 500 700 1000 Azevém 15 30 --- 102b 131b --- 15 50 --- Azevém --- 30 26 --- 131b 401a --- 50 90 P. annua --- 22 11 --- 136cd 217abc --- 18 30 (kg MO/ha) Fonte: Bircham e Hodgson (1983). 32 Taxa dos Processos (kg ha-1 dia-1) Taxa de lotação (UA/HA) Produção de forragem Senescência e morte de tecidos e órgãos Acúmulo de Forragem Estrutura do Dossel 3 9 Altura Média do Pasto (cm) ou Índice de Área Foliar Médio ou MSFT... DPP (perf/m2) 1000 100 Tam. Pefilho (g) 1 10 MSFT (g/m2) 1000 1000 Fonte: Adaptado de Bircham & Hogdson (1983) Mecanismos compensatórios em pastagens Perfilhamento x estiolamento TApF x TVF TAlF x TApF? TAlF x Perfilhamento? 33 EFICIÊNCIA DE UTILIZAÇÃO DA FORRAGEM Fluxo de biomassa em pasto de azevém perene sob lotação contínua baixa (pastejo leve) e alta (pastejo intenso) (Parsons et al., 1983). ALTURA DO PASTO Altura pré-pastejo do pasto após descanso de aproxim. 37 dias 35 IDADE DO PASTO X PERDAS DE FORRAGEM 36 Perdas de forragem em pasto de capim Tanzânia após descanso de 37 dias (3,5 folhas/perfilho) (Silva, 2004). 37 PRODUÇÃO PRIMÁRIA x PRODUÇÃO SECUNDÁRIA Fonte: Adaptado de PARSONS et al. (1983)