Integração Lavoura-Pecuária: uma nova visão. Federacite Grupo de Pesquisa em Ecologia do Pastejo. Paulo C. de F. Carvalho UFRGS

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1 Federacite Grupo de Pesquisa em Ecologia do Pastejo Integração Lavoura-Pecuária: uma nova visão Paulo C. de F. Carvalho UFRGS PRODUÇÃO INTEGRADA DE SISTEMAS AGROPECUÁRIOS EM MICROBACIAS HIDROGRÁFICAS

2 Fderacite: sinopse propositiva apres. 35 min Grupo de Pesquisa em Ecologia do Pastejo Objetivo: demonstrar como o sistemas em ILP resultam de sinergismos entre os componentes Contexto: introdução da pastagem em sistemas agrícolas Exemplos: Sistemas integrados de agricultura com pecuária Foco em melhorias nos atributos químicos, físicos e biológicos do solo Cooplantio

3 ILP - atualidades Grupo de Pesquisa em Ecologia do Pastejo Os sistemas de produção que se intensificaram ao longo da revolução verde produziram poluição, perda de diversidade e fragmentação do habitat (Carvalho et al., 2010) Sistemas integrados tendem a ser mais sustentáveis, pois permitem diversidade nas rotações, melhor reciclagem de nutrientes e eficiência no uso da energia (Entz et al., 2005) ILP não é uma novidade, mas um conceito re-emergente ILP como tecnologia mitigadora de GEE

4 ILP - atualidades Grupo de Pesquisa em Ecologia do Pastejo Brasília - Alternativa econômica e sustentável, a Integração Lavoura-Pecuária-Floresta (ILPF) é uma das vertentes da chamada agricultura verde, que alia aumento da produtividade na fazenda e preservação do meio ambiente. O sistema combina atividades agrícolas, florestais e pecuárias, promovendo a recuperação de pastagens em degradação. De acordo com o Ministério da Agricultura, a área utilizada nesse sistema pode ser aumentada em quatro milhões de hectares nos próximos dez anos. Com a técnica, a previsão é que o volume de toneladas de dióxido de carbono (CO2) diminua entre 18 milhões e 22 milhões no período.

5 ILP - atualidades Grupo de Pesquisa em Ecologia do Pastejo A iniciativa contribui efetivamente para o cumprimento das metas de redução dos gases de efeito estufa assumidas pelo Brasil na 15ª Conferência das Partes da Convenção do Clima (COP 15), em Copenhague (Dinamarca). A ILPF faz parte do Programa Agricultura de Baixo Carbono (ABC), lançado há dois meses pelo governo federal, com o propósito de ampliar a eficiência na lavoura ao mesmo tempo em que preserva o meio ambiente. Para a safra 2010/2011, serão aplicados R$ 2 bilhões, a juros de 5,5% ao ano e prazo de pagamento de até 12 anos.

6 Resistências a adoção da ILP em SPD: o pastejo é prejudicial? Palhada? Perda de nutrientes? Compactação? Pastejo de inverno

7 - Rendimento + da lavoura Tema emblemático: O pastejo joga a favor ou contra? - Rendimento + da lavoura - Taxa de lotação + - Taxa de lotação + XXII Simpósio sobre Manejo da 29/01/2013 Pastagem Slide: Provenza 7

8 Potencial da Pastagem em Sistemas Integrados Grupo de Pesquisa em Ecologia do Pastejo A pastagem e o processo de pastejo Slide: A. Peeters

9 Uma pastagem. 29/01/2013 XXII Simpósio sobre Manejo da Pastagem 9

10 Uma pastagem? Slide: Provenza 29/01/2013 XXII Simpósio sobre Manejo da Pastagem 10

11 Taxa de acúmulo Produção total de forragem Lotação Massa de forragem Biomassa na semeadura Ambiente Físico-quimico Nível de ingestão Rendimento da lavoura Ambiente biológico Compactação/a densamento Ciclagem de nutrientes Produção/cb Produção/ha Produtividade do sistema

12 Intensidade de pastejo alta Intensidade de pastejo moderada Pastos mantidos a 10 cm Pastos mantidos a 20 cm Intensidade de pastejo baixa Intensidade de pastejo muito baixa Pastos mantidos a 30 cm Pastos mantidos a 40 cm

13 Potencial da Pastagem em Sistemas Integrados Grupo de Pesquisa em Ecologia do Pastejo Efeito do animal nos sistemas integrados Slide: A. Peeters

14 Profundidade do solo (cm) Benefícios do pastejo: carbono no solo Grupo de Pesquisa em Ecologia do Pastejo Carbono orgânico (g.kg -1 ) Sem pastejo + pastejo Lang et al. (2010 submetido)

15 Estoques de C em PISA Carbono, Mg ha Lavoura - PD ILP Pastagem Cerrado Nativo Latossolo Vermelho, 0-20 cm, Maracajú/MS. Implantação: 1993 (Salton, 2005)

16 Sistemas integrados em perspectiva de longo prazo Grupo de Pesquisa em Ecologia do Pastejo (Damacena et al., prelo)

17 TEMÁTICA: QUALIDADE DO SOLO Intensidade de pastejo Índices de manejo de carbono IEC L IL IMC P-10 0,88 b 0,10 b 0,73 b 65 b P-20 0,99 a 0,13 a 1,07 a 107 a P-40 0,96 a 0,15 a 1,04 a 100 a SP - 0,14 a a IEC= índice de estoque de carbono; L= labilidade; IL= índice de labilidade; IMC= índice de manejo de carbono Souza (2008)

18 Carbono orgânico (%) Organic Carbon % Sistemas integrados em perspectiva de longo prazo: qualidade do solo Grupo de Pesquisa em Ecologia do Pastejo 3,00 2,50 2,00 1,50 1,00 System 1 System2 System 5 System 7 0,50 0, Years Sistema 1 = Agricultura continua sem adubos; Sistema 2 = Agricultura continua com N+P; Sistema 5 = 3 anos culturas - 3 anos pastagem; Sistema 7 = 1 ano pastagem - 2 anos culturas. Rosselo, 2007

19 78 kgms/ha/dia 97 kgms/ha/dia 79 kgms/ha/dia 68 kgms/ha/dia LAI = 6,5 LAI = 5,0 LAI = 3,0 LAI =1,5 Pontes, 2001

20 Dinâmica de acúmulo do pasto Grupo de Pesquisa em Ecologia do Pastejo Interceptação luminosa e IAF... Fonte, Sbrissia, A.

21 Massa de Forragem A a c B b B d BC e C MF x Trat. (r=0,9969; p<0,0001) Resíduo x Trat. (r=0,9138; p<0,0001) MF p>0,0001 Resíduo p=0,0002 Kunrath (não publ.)

22 Produção Total de MS Taxa de Acúmulo 6345,1 46,7 ProdMS x TxAc (r=0,9969; p<0,0001) Kunrath (não publ.)

23 C adicionado X Profundidade Sem pastejo (Souza, 2008)

24 Precipitação Evaporação Fotossíntese O 2 Carbono Carbono NH 3 O 2 Fixação N Carbono Urina/esterco Seqüestro de C Seqüestro de C Absorção de nutrientes Resíduos MO Resíduos Absorção de nutrientes Infiltração Organismos do solo Solução do solo Wesp, 2010 em prep.

25 Pastejo e a reciclagem de nutrientes Grazing Ecology Research Group N P K S Ca Mg 11,4 kg 0,6 kg 3,0 kg 0,6 kg 0,6 kg 6,0 kg (Ferreira, 2009)

26 Prof. do solo (cm) Benefícios do pastejo: dinâmica do Ca Grupo de Pesquisa em Ecologia do Pastejo PROFUNDIDADE, cm Ca TROCÁVEL, cmolc kg -1 Ca trocável, cmol c.kg ,0 Sem pastejo e sem calagem 2,5 5,0 7,5 10,0 12,5 15,0 17,5 20,0 24 meses pós calagem Sem pastejo + calagem + pastejo + calagem 25,0 Flores et al. (2008)

27 Potencial da Pastagem em Sistemas Integrados Grupo de Pesquisa em Ecologia do Pastejo Efeito do animal nos atributos químicos OK! Atributos físicos? Slide: A. Peeters

28 A lenda do casco?

29 Ganho de peso (kg/ha) Desempenho animal, média de 8 anos Grupo de Pesquisa em Ecologia do Pastejo Altura do pasto (cm) Carvalho et al. (2010 no prelo)

30 Oferta de forragem: um conceito crucial para o manejo do pasto em sistemas integrados Foto: Marcelo F. Pinto

31 Número total de passos Relação entre a área de impacto e a abundância de pasto Grupo de Pesquisa em Ecologia do Pastejo y = 5624,6-183,3x R2 = 0,6053 P=0,0080 CV= 15,44% Oferta de forragem (kg MS/100 kg PV) Altura (cm) Massa de forragem (kg/ha MS) Baggio et al. (2009) + 13,4 min

32 EQUIPAMENTO GPS PENETROMETO

33 Altura do pasto no 8 ano de rotação Grupo de Pesquisa em Ecologia do Pastejo 40 cm 10 cm 30 cm 20 cm Wesp ( em prep.)

34 Resistência do solo à penetração após 8 anos de rotação Grupo de Pesquisa em Ecologia do Pastejo KPa 40 cm 10 cm 30 cm 20 cm Wesp ( em prep.)

35 Solo: variáveis físicas Força de tração em hastes sulcadoras de semeadora Dados Armazenar Processar Foto: Conte, O. 35

36 10 m Foto: Conte, O.

37 RP no final do pastejo, semeadura da soja. Conte, O. 2009

38 RP no final do ciclo da soja, colheita. Conte, O. 2009

39 Agregação do solo Diâmetro médio ponderado (DMP) Camada Intensidade de pastejo - cm P10 P20 P40 SP cm mm ,55 b 4,37 a 3,84 ab 3,33 b ,71 ab 4,13 ab 4,17 a 3,49 b ,55 a 3,63 a 3,78 a 3,50 a Média 3,60 bc 4,04 a 3,93 ab 3,44 c (Média de três avaliações em 2007) Souza (2008)

40 Potencial da Pastagem em Sistemas Integrados Grupo de Pesquisa em Ecologia do Pastejo Efeito do animal nos atributos fímicos OK! Atributos biológicos? Slide: A. Peeters

41 Rumo a detecção de propriedades emergentes em sistemas ILP-PD... Grupo de Pesquisa em Ecologia do Pastejo Atividade microbiana (0 10 cm) Atributos microbiológicos P-10 (1) P-20 (1) P-40 (1) SP (2) Biomassa microbiana (mg C kg -1 de solo) 648 a 574 b 515 c 465 d Respiração basal (mg kg -1 dia -1 de C-CO 2 de solo) 8,1 a 7,6 b 7,4 b 6,3 c Quociente metabólico (mg CO 2 /mg C dia -1 ) x ,5 ns 13,2 14,3 13,5 C-BM/COT (%) 1,98 a 1,82 a 1,51 b 1,47 b (Souza et al., 2009)

42 Rumo a detecção de propriedades emergentes em sistemas ILP-PD... Grupo de Pesquisa em Ecologia do Pastejo 8,0 7,8 (a) Índice Shannon (H) 7,6 7,4 7,2 7,0 6,8 6,6 6,4 0,4 0,2 0,0 10 cm y = -0,0015x 2 + 0,0897x + 6,1356 R 2 = 0,93 P=0, Altura média da pastagem (cm) SP (Chavez et al., 2010 em prep.)

43 Potencial da Pastagem em Sistemas Integrados Grupo de Pesquisa em Ecologia do Pastejo A pastagem e seus benefícios considerações finais Slide: A. Peeters

44 300 kg/ha kg N 26.4 kg P 49.8 kg K Fluxo de nutrientes 534 kg PV/ha 13.5 kg N 3,6 kg P 0.7 kg K 10 Fase soja 2 9 Fase pastagem experimentos média das 10 safras 7 6 Adubação sistêmica kg grãos/ha kg N 9.8 kg P 33.4 kg K

45 Soja pré-colheita com azevém vindo por ressemeadura Foto: A. Barth Cooplantio

46 Foto: A. Barth Cooplantio

47 Foto: A. Barth Cooplantio

48 Foto: A. Barth Cooplantio

49 Maximização do desempenho animal em boas pastagens (bem fertilizadas & manejadas) Novilhos de meses de idade (mercado de animais jovens) Foto: Terra Lopes, M.

50 Rendimento da soja (kg/ha) Relação entre o resíduo do pasto e o rendimento da soja (7 anos) Grupo de Pesquisa em Ecologia do Pastejo A soja sem pastejo na sucessão não produz + do que sistemas com pastejo moderado (consequente mente a produção animal é uma produção a + na área) / / / / / / Altura do pasto (cm) Carvalho et al., 2010

51 Conclusão Grupo de Pesquisa em Ecologia do Pastejo A pastagem beneficia o sistema em plantio direto (ILP-PD), uma vez que a agricultura conservacionista é potencializada pela sua capacidade de estoque de C e a diversidade do sistema integrado. Um sinergismo onde se criam novas rotas de ciclagem de nutrientes e novos processos ecossistêmicos emergem. Exigência pastejo moderado!

52 Conclusão Grupo de Pesquisa em Ecologia do Pastejo A pastagem traz também vários outros benefícios...

53 Percentagem de espigas danificadas por lagartas (Spodoptera frugiperda) Produção de milho (kg/ha) Benefícios do pastejo: redução de pestes e aumento da produção de milho Grupo de Pesquisa em Ecologia do Pastejo y = -3.75x y = x x R 2 = R 2 = Semanas de pastejo no inverno Semanas de pastejo no inverno Moraes et al. (2005)

54 Variância na produção (proporção do desvio padrão em relação a media, %) Sistemas integrados em perspectiva de longo prazo Grupo de Pesquisa em Ecologia do Pastejo Desempenho animal Rendimento de soja Rendimento animal por area Altura do pasto (cm)

55 Ganho medio diario (kg/animal) Desempenho animal, média de 8 anos Grupo de Pesquisa em Ecologia do Pastejo 1,40 1, kg/dia ,00 0,80 0,60 0,40 0, , Altura do pasto (cm) Carvalho et al. (2009 no prelo)

56 Próxima safra? (uma armadilha...) Slide: Fred Provenza

57 Impacto da ILP em sistemas de produção baseados na lavoura da soja Grupo de Pesquisa em Ecologia do Pastejo % Aumento da Margem Bruta com ILP 300% 250% 200% 150% 100% 50% 0% Rendimento da soja (sacos/ha) Moraes & Carvalho (2004, não publ.)

58 Impacto da ILP em sistemas de produção Grupo de Pesquisa em Ecologia do Pastejo The Grain and Graze Program (Australia) 8000 produtores; 3200 adotaram Retorno do investimento de 3,4:1 Price & Hacker (2009)

59 Experimento Fazenda Impacto da ILP em sistemas de produção Grupo de Pesquisa em Ecologia do Pastejo

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61 10º ano consecutivo em que os animais entram na 1ª quinzena de julho... Foto: F. Damian

62 A força da pequena propriedade e dos sistema cooperativo

63 ILP em Sistemas Leiteiros (São Nicolau julho 2010) Impacto da ILP em sistemas de produção Grupo de Pesquisa em Ecologia do Pastejo Price & Hacker (2009)

64 Rumo a detecção de propriedades emergentes em sistemas ILP-PD... Grupo de Pesquisa em Ecologia do Pastejo (Chavez et al., 2010 em prep.)

65 Agradecimentos Grupo de Pesquisa em Ecologia do Pastejo Agradecimentos as parcerias e estudantes; Agradecimentos as principais instituições de fomento Agradecimentos aos organizadores e a audiência

66 Variáveis avaliadas MANEJO DO SISTEMA Sem pastejo Pastejo moderado Pastejo pesado Densidade do solo após pastejo Referência Aumenta um pouco Aumenta mais Porosidade após pastejo Referência Similar Diminui Umidade do solo pós-pastejo Referência Diminui um pouco Diminui mais Agregação do solo Referência Aumenta mais Aumenta Pressão de pré-consolidação Referência Aumenta Aumenta mais Resistência à penetração pós-pastejo Referência Aumenta Aumenta mais Relações solo-plantaanimal em sistemas integrados: síntese de resultados Carvalho & Anghinoni (2008) Força de tração pós-pastejo Referência Aumenta Aumenta mais Calagem (efeito em profundidade) Referência Aumenta Aumenta mais Estoque de carbono Referência Similar Diminui Índice de manejo de carbono Referência Similar Diminui Estoque de nitrogênio Referência Similar Diminui Disponibilidade de fósforo Referência Aumenta Aumenta Formas de fósforo Referência Similar Similar Biomassa microbiana Referência Similar Aumenta Quociente metabólico Referência Aumenta Aumenta mais Fitomassa aérea pós-pastejo Referência Diminui Diminui mais Fitomassa radicular pós-pastejo Referência Aumenta Aumenta mais Soja (população) Referência Similar Similar ou diminui Soja (rendimento) Referência Similar Similar Lotação Não se aplica Referência Aumenta GMD (ganho médio diário) Não se aplica Referência Diminui G/ha (ganho por hectare) Não se aplica Referência Aumenta Qualidade da carcaça Não se aplica Referência Diminui Qualidade do pasto oferecido Não se aplica Referência Diminui Deslocamento Não se aplica Referência Aumenta Tempo em pastejo Não se aplica Referência Aumenta Faturamento Referência Aumenta Aumenta mais Risco Referência Diminui mais Diminui Qualidade do solo Referência Aumenta Diminui Sustentabilidade do sistema Referência Aumenta Diminui

67 Embasamento Três Teses do PPG Ciência do Solo/UFRGS 1. Qualidade do sistema solo na produção agrícola - Fabiane Machado Vezzani (2001) 2. Evolução da noção da fertilidade e sua percepção como uma propriedade emergente do sistema solo - Margarete Nicolodi (2007) 3. Evolução da matéria orgânica, do fósforo e da agregação do solo em sistema de integração lavoura-pecuária em plantio direto - Edicarlos Damacena de Sousa (2008)

68 Ruídos na interpretação - Latossolo Rendimento relativo de grãos de soja (%) ,0 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6, ph Matéria orgânica (%) Saturação por bases (%) cm 0-20 cm Fósforo (mg dm -3 ) Fertilidade baixa rendimento alto Fertilidade alta rendimento baixo Fertilidade alta rendimento alto 120 pontos em 6 lavouras conduzidas no SPD consolidado Planalto do RS: safra 2001/02 Nicolodi (2003)

69 Nível de ordem Alta MO macroagregação SOLO e suas FUNÇÕES ECOSSISTÊMICAS Degradação do solo Distância do equilíbrio Vezzani (2002) Adaptado de Prigogine (1996)

70 Desafios ILP-PD são sistemas que apresentariam PROPRIEDADES EMERGENTES? ODUM (1983): são as propriedades do todo; não são redutíveis à soma dos efeitos isolados; não estão presentes no nível inferior de ordem; não podem ser explicadas e nem reduzidas aos elementos que interagiram para gerá-las.

71 Rumo a detecção de propriedades emergentes em sistemas ILP-PD... Grupo de Pesquisa em Ecologia do Pastejo (Chavez et al., 2010 em prep.)

72 Efeito da adubação no azevém na seqüência da soja (Carvalho, 2003) 16/jun : 90 N, 40 K 2 O, 80 P 2 O 5 Fonte: Carvalho, 2003

73 O animal impõe heterogeneidade...

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75 12 anos: soja & azevém em sucessão Soja pré-colheita com azevém vindo por ressemeadura

76 Soja após colheita com azevém vindo por ressemeadura natural 12 anos: soja & azevém em sucessão

77 Pastagem estabelecida 50 dias depois 12 anos: soja & azevém em sucessão

78 Biomassa microbiana (mg de C/kg de solo) Sistemas integrados em perspectiva de longo prazo Grupo de Pesquisa em Ecologia do Pastejo cm 20 cm 40 cm SP Manejo do pasto (Souza et al., 2008 )

79 Um novo compartimento uma nova rota de nutrientes Grupo de Pesquisa em Ecologia do Pastejo Rec. fecal 100 % Dosificação com C 36 Comp. da cadeia Concentração de C 36 na matéria fecal Recuperação fecal 100 % Digestibilidade = Consumo dosis C 36 / [C 36 ] Consumo Gonda, 2008

80 Disponibilidade de N no solo (Assmann, 2001) Grupo de Pesquisa em Ecologia do Pastejo

81 Sistemas integrados em perspectiva de longo prazo Grupo de Pesquisa em Ecologia do Pastejo (Souza et al., 2010 em prep.)

82 Sistemas integrados em perspectiva de longo prazo Grupo de Pesquisa em Ecologia do Pastejo (Ferreira et al., 2009)

83 Correção da acidez a partir da superfície ph água Sat. Al Sat. bases ph -H 2 O 0,0 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 0,0 2,5 SATURAÇÃO POR Al, % ,0 2,5 SATURAÇÃO POR BASES, % ,0 2,5 5,0 5,0 5,0 P R O FU N D ID A D E, cm 7,5 10,0 12,5 15,0 17,5 Pastejado SP-4,5 SP-0 Teste D M S 5% Trat.x Prof.= 0,18 P R O FU N D ID A D E, cm 7,5 10,0 12,5 15,0 17,5 Teste D M S 5% Trat.= ns Prof.= 5,1 P R O FU N D ID A D E, cm 7,5 10,0 12,5 15,0 17,5 Teste D M S 5% Trat.xProf.=6,4 20,0 24 m eses 20,0 20,0 25,0 (a) 25,0 (b) 25,0 (c) A presença de bovinos em pastejo favorece os efeitos da calagem superficial em profundidade no solo não estando claros, ainda, os fenômenos e os processos responsáveis por esse efeito. Flores et al.(2008 )

84 Resistência do solo à penetração após 8 anos de rotação e altura do pasto no final do oitavo ano Grupo de Pesquisa em Ecologia do Pastejo Wesp ( em prep.) A compactação é superficial

85 RESISTÊNCIA A PENETRAÇÃO 0 10 cm cm cm cm CAMADAS DO SOLO Wesp ( em prep.)

86 Sistemas integrados em perspectiva de longo prazo Grupo de Pesquisa em Ecologia do Pastejo (Damacena et al., prelo)

87 10º ano consecutivo em que os animais entram na 1ª quinzena de julho... Foto: F. Damian

88 Relação entre a área de impacto e a abundância de pasto Grupo de Pesquisa em Ecologia do Pastejo Carvalho et al. (2007)

89 Sistemas integrados em perspectiva de longo prazo Grupo de Pesquisa em Ecologia do Pastejo 10 cm (Souza et al., prelo)

90 O Processo de pastejo Grupo de Pesquisa em Ecologia do Pastejo É por meio dos processos envolvidos neste ato que os animais afetam o funcionamento dos ambientes pastoris O bom pastejo... Foto: COAMO, 2009

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92 Sistemas integrados em perspectiva de longo prazo Grupo de Pesquisa em Ecologia do Pastejo Estoque de nitrogênio total, kg ha P-10 P-20 P-40 Sem pastejo Teste Tukey (P<0,05) Trat.= 350 Anos= 337 Estoque de NT (kg/ha) (b) Anos Souza (2008)