Universidade Tecnológica Federal do Paraná Campus Dois Vizinhos PPGZO PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ZOOTECNIA Relatório Técnico Parcial de Projeto - PROCESSO AGRISUS N 1151/13 VIGÊNCIA: 16.5.13 a 17.12.14 COORDENADOR: Laércio Ricardo Sartor PARTICIPANTES: Paulo Cesar Conceição; Luis Fernando Glasenapp de Menezes; Wagner Paris; Mosar Faria Botelho; Jean Carlo Possenti; Lucas Ghedin Ghizzi; Maicon J. Detoni; Maurício Vicente Alves; Fernanda Paula Baldicera; Suelen Maria Einsfeld; Carlos Alberto Casali; Jonatas Thiago Piva INSTITUIÇÕES/UNIDADE/DEPARTAMENTOS PARTICIPANTES: Universidade Tecnológica Federal do Paraná campus de Dois Vizinhos (UTFPR-DV). 1. Identificação do projeto: Título do projeto: Ciclagem de nutrientes, produção de milho e soja em sistema de integração lavoura-pecuária subsequente ao cultivo da ervilhaca 2. Resumo A região sudoeste do Paraná tem destaque na produção agropecuária. O município de Dois Vizinhos retrata as características das propriedades rurais da região, cerca de 90% das propriedades com área individual abaixo de 50 hectares, ocupando 86% de toda extensão territorial do município. No inverno a maioria das áreas são utilizadas para cultivo de aveia e/ou azevém para produção animal e no verão uso dessas áreas para produção de milho, soja e feijão para grãos, além do milho para silagem. Para maximizar as respostas na produção animal e vegetal nos Sistemas de Integração Lavoura-Pecuária, são necessários a avaliação de alguns critérios de manejo. Contudo, não existe aplicação dos critérios preconizados nos trabalhos científicos envolvendo sistemas de integração lavoura-pecuária, como controle de carga animal, massa de forragem e fertilidade das pastagens, o que causa dúvidas ao produtor que tem intenção de adotar esses sistemas. A inserção de uma leguminosa na pastagem de inverno pode agregar maior proteína ao pasto e melhorar o desempenho animal, bem como, proporcionar a fixação biológica de nitrogênio, beneficiando o sistema de produção dentro de perspectivas econômicas (menor uso de insumos) e ambientais (menor uso de fertilizantes sintéticos que demandam grande quantidade de energia na sua fabricação). Assim também o uso de suplementação energética nos animais pode modificar
atributos químicos e físicos do solo por modificar a carga animal e deposição de esterco e micções. Nesse sentido, objetiva-se com a presente proposta avaliar o efeito da inclusão da ervilhaca na pastagem hibernal, sob pastejo com animais recebendo ou não suplementação, no solo e na subsequente produção de milho para silagem, rendimento de grãos de milho e soja, na dinâmica de decomposição e liberação de nutrientes da biomassa residual pós pastejo e das fezes dos animais em pastejo, em um sistema de integração lavourapecuária. 3. Objetivos 3.1 Geral Avaliar o efeito da inclusão da ervilhaca como pastagem hibernal, sob pastejo com animais recebendo ou não suplementação, na produção da cultura subsequente (produção de milho para silagem, rendimento de grãos de milho e soja) na dinâmica de decomposição e liberação de nutrientes da biomassa residual pós pastejo e das fezes, em um sistema de integração lavourapecuária. 3.2 Específicos Avaliar o efeito da fixação biológica de nitrogênio proporcionada pela ervilhaca nas culturas subsequentes; Determinar o potencial de fixação de nitrogênio da ervilhaca sob pastejo e sem pastejo; Verificar o efeito do animal em pastejo e da suplementação para esses animais sob a cultura de milho e soja; Caracterizar o efeito do animal no sistema de integração bovinos de cortemilho, bovinos de corte-milho para silagem e bovinos de corte-soja nos atributos químicos e físicos do solo; Estudar o efeito da cultura de lavoura sobre o solo em um sistema de integração lavoura-pecuária; Avaliar o efeito da produção de silagem de milho na variação da matéria orgânica no solo; Avaliar a dinâmica de decomposição e liberação de nutrientes da biomassa residual pós pastejo e das fezes de amimais em pastejo recebendo ou não suplementação na sua dieta; Estimar a quantidade de nutrientes (N, P, K, Ca e Mg) que retorna via fezes de animais em pastejo, tanto do consórcio entre gramíneas quanto entre gramíneas e leguminosa. 4. ATIVIDADES DESENVOLVIDAS E RESULTADOS PARCIAIS O presente relatório descreve as atividades que estão sendo desenvolvidas entre o período de abril de 2013 a dezembro de 2013. No presente trabalho de pesquisa estão sendo conduzidas três dissertações de
mestrado que fazem parte do programa de pós-graduação em zootecnia da Universidade Tecnológica Federal do Paraná. Duas das dissertações os dados já foram colhidos no período de inverno de 2013, no que ser refere ao ciclo da produção pecuária no sistema de integração lavoura-pecuária proposto. A terceira dissertação está sendo desenvolvida com base na resposta da cultura do milho e soja no sistema de integração proposto, além de estudos voltados para a ciclagem de nutrientes no sistema. Segue abaixo a descrição dos materiais e métodos desenvolvidos, bem como as ações praticadas até a presente data. 4.1 Período de Inverno O experimento está sendo conduzido no Campus de Dois Vizinhos da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR). A área experimental está localizada a 25º 33 Sul e 51º 29 Oeste e tem altitude média de 1.095 m. O clima da região, segundo a classificação de Köppen, é do tipo Cfb (MAAK, 1968). A precipitação anual varia de 1.400 a 1.800 mm (IAPAR, 1994). O solo classificado como Latossolo vermelho distroférrico (EMBRAPA, 2006). A área experimental é de sete hectares, dividido em três blocos de aproximadamente 2,3 ha cada. No inverno de 2012 toda a área foi cultivada com aveia branca cv. IPR 126, seguido do cultivo de milho para silagem (verão 2012/2013) e posterior pousio (janeiro a maio) até a semeadura da pastagem hibernal aveia + azevém e aveia+azevém+ervilhaca. Foi implementado as pastagens de inverno no dia 24 de abril de 2013. Utilizou-se durante o plantio: 30 kg ha -1 de semente de ervilhaca comum; 30 kg ha -1 de semente de azevém comum; 70 kg ha -1 de aveia preta cultivar EMBRAPA 139; 270 kg ha -1 de adubo mineral, NPK, 5-20-10 4.75 horas de Implementos agrícolas (trator + semeadoura) Sendo os tratamentos (T) de inverno compostos: T1 = cultivo de aveia + azevém com animais recebendo suplementação; T2 = aveia + azevém + ervilhaca com animais recebendo suplementação e T3 = aveia + azevém + ervilhaca com animais sem suplementação, após 80 dias do palntio iniciou-se o pastejo com 18 animais testers divididos 6 deles em cada tratamento (Foto1). Foto 1: Animais testers em pastagem de aveia+azevém
Cada parcela com pastejo possuiu em média 0,7 ha. Portanto, Para cada composição da pastagem de inverno foi excluída uma área do pastejo que representou a área sem pastejo ou testemunha tendo estas aproximadamente 100 m 2, a fim de comparar com o sistema de Integração Lavoura Pecuária com Sistema Plantio Direto Convencional. O manejo de pastejo foi em lotação continua com taxa de lotação variável. Durante o período de inverno foram realizadas avaliações para estimar: a produção animal por área (desempenho animal), a produção de forragem total no período, resíduo vegetal produzido ao final do pastejo, ciclagem de nutrientes por meio da decomposição de amostras de fezes e pastagem e produção total de fezes por tratamento. A avaliação do desempenho animal foi realizada a cada vinte e um dias, sendo mensurada a partir da diferença de peso (kg de peso vivo de cada animal teste) no final de cada período com o peso de início do período. No total foram avaliados quatro períodos, obtendo assim ganho médio diário de 1,173 kg de peso vivo por animal por dia para T1, 1,099 kg de peso vivo por animal por dia para T2 e 1,043 kg de peso vivo por animal por dia para T3. A avaliação da taxa de acúmulo de forragem (TA, kg MS ha -1 dia -1 ) também foi realizada, a cada 21 dias, respectivamente nos dias: 13 de julho, 31 de julho, 24 de agosto, 11 de setembro e 10 de outubro de 2013 com o uso de duas gaiolas de exclusão ao pastejo por unidade experimental, (Foto 2) empregando a técnica do triplo emparelhamento, proposta por Moraes et al. (1990). Foto 2: Gaiola de exclusão de pastejo As gaiolas de exclusão do pastejo foram confeccionadas utilizando-se uma estrutura com barras de ferro de ½ de diâmetro, com as seguintes dimensões: base de 0,64 m 2 e altura de 1,20 m. Esta estrutura foi revestida com tela de arame de malha 6 cm. Um quadrado de ferro de área 0,25 m 2 (0,5 m X 0,5 m) de área foi utilizado para corte da forragem dentro e fora da gaiola. As gaiolas de exclusão foram distribuídas em dois pontos por piquete, representativos da média do crescimento da pastagem. Na escolha das áreas são levadas em consideração as topografia, composição botânica e massa de forragem do local. Depois de cortadas, as amostras de forragem de cada gaiola
(dentro e fora da mesma) foram secas e pesadas em balança semi-analítica, alocados em sacos de papel em estufa de ar forçada a 60ºC por 72 horas, em seguida novamente pesadas, obtendo assim a matéria seca das amostras. As taxas de acúmulo de matéria seca (MS) foram obtidas utilizando-se a equação proposta por Campbell (1966), mostrada a seguir: Gi F( i 1) Tj n onde : Tj = TA de MS diária (kg de MS.ha -1.dia -1 ) no período j; Gi = Média da MS.ha -1 dentro das duas gaiolas no instante i; F (i -1) = Média MS.ha -1 fora das duas gaiolas no instante i -1; n = número de dias entre o instante i - 1 e i = período j. A produção de MS de cada período foi obtida através da multiplicação da taxa de acúmulo diária e o número de dias de cada período. Através da somatória da produção de MS de cada período mais o somatório da massa de forragem inicial calculou-se a produção total de MS, expressa em kg de massa seca por hectare (kg de MS.ha -1 ). O período total de produção de forragem avaliado foi de 84 dias. Para estimar a massa de forragem (MF) residual ao final do pastejo (MF, kg de MS.ha -1 ) foi utilizada a técnica de dupla amostragem descrita por Wilm et al. (1944), a qual demonstrou uma massa de forragem residual para posterior plantio de 2.598 Kg para T1, 1.999 Kg parat2 e 2.461 Kg para T3. Estimativas visuais da MF foram realizadas por dois avaliadores treinados, ao final do período de inverno, com auxílio de um quadrado de 0,25 m 2, totalizando 20 estimativas visuais por repetição, sendo que cinco destas foram cortadas rente ao solo com auxilio de uma tesoura de esquila. As amostras cortadas foram alocadas em embalagens de papel e, em laboratório, pesadas em balança semi-analítica. Com os valores das amostras estimadas visualmente e posteriormente cortadas foi feita equação de regressão linear para cada avaliador nos tratamentos. As médias das dez estimativas visuais por piquete da MF foram utilizadas na equação de regressão do tratamento e, com isso, obter a massa de forragem residual estimada do piquete para o avaliador em que o coeficiente de determinação foi acima de 0,75 (Gardner, 1986). Para ciclagem de nutrientes, foram coletadas no dia 02 de setembro de 2013 amostras de fezes dos animais, em cada um dos três tratamentos. Essas amostras de fezes foram então levadas a estufa de ar forçada a 60 ºC até atingirem peso constante sendo esta alcançada após 8 dias. Posteriormente com as fezes secas, foram acondicionadas em torno de 20 gramas de amostra em sacos de decomposição com 400 cm 2, denominados de litter bag, (Foto 3). O litter bags foram alocados ao solo no dia 10 de setembro de 2013. Desde então, estão sendo recolhidos 3 litter bags de cada tratamento, levados a estufa para secagem por 72 horas, posteriormente pesados em balança semianalítica e por diferença de peso da amostra em relação ao peso inicial, tem-se assim a percentagem de material decomposto. Até o momento foram coletadas amostras nos dias 0, 8, 15, 22, 29, 45, 60 e 90 dias desde a incubação dos litter bags a campo.
Foto 3: Alocação dos Litter Bags A mesma metodologia das fezes foi utilizada para o resíduo da biomassa pós pastejo e de biomassa não pastejada, de cada consórcio das espécies forrageiras hibernais. Para cada tratamento e tipo de material (fezes e biomassa residual) os litter bags estão sendo coletados em três repetições aos 0, 8, 15, 22, 29, 45, 60, 90, 120, 150, 180, 210, 240, 270, 300 e 330 dias após incubação a campo.. Tal metodologia permite verificar a velocidade de decomposição e a dinâmica de liberação de nutrientes dos referidos materiais orgânicos. Para estimar a produção fecal, foi utilizada a metodologia descrita por Williams (1962) apud Silva; Queiroz (2002) modificada. Esta por sua vez utiliza o marcador externo Óxido de Cromo, o qual foi fornecido na quantidade de 10 gramas uma vez ao dia durante o período 3 períodos de avaliação, via sonda esofágica para dois animais adaptados em cada tratamento de inverno. Amostras de fezes foram coletadas duas vezes ao dia em horários diferenciados (Foto 4), sendo: 1º dia 7 h e 13 h; 2º dia 9h e 15h; 3º dia 11h e 17 horas e 4º dia às19h, em cada um dos 3 períodos, obtendo assim produção fecal escalonada, durante ao longo do dia. As amostras foram acondicionadas em freezer a -5ºC, até o final de todas as coletas e posteriormente foram desidratadas e trituradas, (Foto 5). Foto4: Armazenamento de fezes Foto 5: Coleta de fezes
Com as informações de produção fecal, lotação animal e o período de ocupação, pretende-se estimar: a quantidade de fezes produzida no inverno em cada tratamento, os valores de C, N, P, K, Ca e Mg e a respectiva de liberação desses nutrientes de cada tratamento em kg ha -1 durante um ano a partir do uso da metodologia citada com uso de litter bag. Nesse sentido, será possível estimar a quantidade de retorno de nutrientes via fezes dos animais e velocidade de liberação ao longo do cultivo da lavoura. 4.2 Período de verão Em 22 de outubro de 2013 foi dessecada a pastagem de inverno com glifosato na dosagem de 3 l ha -1 do produto comercial. Foi semeada a soja no dia 01 de novembro e o milho para produção de grãos (Foto 6), milho para silagem no dia 04 de novembro em cada combinação de espécies forrageiras de inverno/suplementação, com pastejo. Nas áreas sem pastejo apenas o milho foi utilizado para efeito de comparação com o sistema de integração lavoura-pecuária. A cultivar de soja utilizada foi a 5909 da NIDEIRA, com espaçamento de 0,45 m entre linhas e população de aproximadamente 320.000 sementes ha -1. Já para os tratamentos com milho a cultivar 1572 da AGROESTE, com espaçamento de 0,45 m entre linhas e população de 70.000 sementes ha -1.. Foto 6: Plantio da Soja dia 01 de novembro, UTFPR, Dois Vizinhos PR. Foram utilizados na semeadura do milho 185 kg ha -1 do formulado NPK 8-20-10, respectivamente como adubação de base e para soja 250 kg ha -1 do adubo mineral superfosfato triplo. Na soja foi realizada a adubação de cobertura de potássio utilizando 150 kg ha -1 de cloreto de potássio. Para o milho foi realizado o controle de plantas daninhas ou concorrentes no dia 06 de dezembro de 2013, mesmo dia que foi aplicado inseticida. Na soja estão sendo feito, conforme ocorrência o controle de doenças, pragas e plantas daninhas.
De posse de inoculantes para soja e milho foram subdivididas áreas dentro dos tratamentos propostos e semeado: - Milho com e sem o uso de Azospirilum brasiliensis na semeadura; - Soja sem inoculante - Soja com Bradyrhizobium. -Soja com Bradyrhizobium sp. e coinoculado com Azospirilum brasiliensis. Com esse trabalho visa-se reduzir o uso de nitrogênio que pode trazer resultados ainda mais satisfatórios com o uso da ervilhaca no sistema de integração. Para esses trabalhos de verão ligados a cultura da soja e milho serão avaliados a produtividade de biomassa aérea de cada cultura, os componentes de rendimento, rendimento de grãos, teores de clorofila A, B e total e teor de proteína bruta do grão e produção de silagem do milho. Atualmente se encontra implantada as culturas de verão conforme mostram as fotos 7, 8, 9, e 10 a seguir. Foto7: Aula prática em área experimental Foto 8: Soja e Milho em área de ILP Foto 9: Milho em área de ILP Foto 10: Parcela de milho Serão levantados dois modelos de viabilidade econômica, um considerando itens de capital (como cercas, aguadas e animais) e de consumo (insumos, suplemento, sal mineral) outro considerando apenas o ganho com a inclusão de animais e do suplemento. Para os custos e receitas serão separados o sistema de integração lavoura-pecuária e o sistema de cultivo sem animais, que caracteriza um sistema de plantio direto com
aveia/azevém/ervilhaca como plantas de cobertura. A viabilidade econômica visa principalmente apresentar a cadeia produtiva informações a curto e longo prazo da adoção do sistema de integração lavoura-pecuária. Considerando itens de capital e receitas com animais no inverno, será possível estimar o tempo necessário para custear tais despesas. 5.0. Atividades previstas para o próximo semestre. 1. Pretende-se realizar no período próximo da colheita do milho e soja, possivelmente no mês de fevereiro uma tarde campo para agricultores, técnicos e acadêmicos em que se exposto os resultados do período de inverno (produção animal) e de verão (rendimento da lavoura). 2. Colheita e avaliação das culturas/tratamentos de verão do presente protocolo experimental. 3. Semeadura das pastagens de inverno (aveia/azevém/ervilhaca) entre março e abril de 2014. Dois Vizinhos, 17 de Dezembro de 2013 Local e Data