Estrutura do dossel forrageiro de pastos de capim-marandu submetidos à lotação contínua e ritmos de crescimento induzidos por adubação nitrogenada

A aceleração do ritmo de crescimento das plantas por meio da adubação nitrogenada altera a velocidade dos processos fisiológicos, atuando sobre o crescimento e a senescência, podendo refletir-se em alterações importantes sobre a estrutura do dossel. Avaliou-se a estrutura do dossel forrageiro de pastos de capim-marandu (Brachiaria brizantha) mantidos a 30 cm de altura por meio de lotação contínua e submetidos a ritmos de crescimento contrastantes de janeiro de 2007 a abril de 2008. Os distintos ritmos de crescimento foram criados por meio da utilização de adubação nitrogenada, segundo os tratamentos: sem adubação (controle), 150, 300 e 450 kg ha-1 de N. A aceleração do ritmo de crescimento dos pastos resultou em aumentos de densidade volumétrica de folhas e de colmos, refletindo em maior IAF e densidade volumétrica total em pastos submetidos aos ritmos de crescimento mais acelerados (adubados com 300 e 450 kg ha-1 de N) relativamente àqueles submetidos a ritmos de crescimento mais lentos (pastos não adubados e/ou adubados com 150 kg ha-1 de N). Variações em densidade volumétrica do material morto estiveram associadas a flutuações estacionais das condições climáticas, e não foram influenciadas pelos ritmos de crescimento avaliados. Na época da seca (outono/inverno e início de primavera), os pastos submetidos aos ritmos de crescimento mais acelerados apresentaram maior proporção de folhas no horizonte superior do dossel. Por outro lado, a estrutura do dossel não variou entre os ritmos de crescimento nas épocas de maior disponibilidade de fatores de crescimento (final de primavera e verão), indicando que quando o controle do processo de pastejo é feito de maneira eficiente, mudanças em estrutura são função basicamente de variações estacionais em condições climáticas e estádio fenológico das plantas.Acceleration of the growth rhythm of plants using nitrogen fertiliser alters the rates of physiological processes like growth and senescence and may cause significant changes in sward structure, interfering with plant and animal responses. The objective of this experiment was to evaluate sward structure of marandu palisadegrass (Brachiaria brizantha) maintained at 30 cm under continuous stocking and subjected to contrasting rhythms of growth from January 2007 to April 2008. These were generated using or not nitrogen fertiliser, and comprised four experimental treatments as follows: control (non-fertilised), 150, 300 and 450 kg ha-1 of N. Acceleration of the growth rhythm of plants was associated with increases in leaf and stem bulk density, and resulted in larger LAI and total bulk density on swards subjected to faster (fertilised with 300 and 450 kg ha-1 of N) than those subjected to slower rhythms of growth (non-fertilised or fertilised with 150 kg ha-1 of N). Variations in dead material bulk density were associated with seasonal variations in climatic conditions, and were not influenced by growth rhythms. During autumn/winter and early spring (dry period of the year) swards subjected to faster, relative to those subjected to slower rhythms of growth, had larger proportion of leaves on the top horizons. On the other hand, sward structure did not vary among rhythms of growth at times of the year when there was no limitation in the availability of climatic growth factors (late spring and summer), indicating that when control of the grazing process is efficient, changes in sward structure are basically a function of seasonal variations in climatic growth conditions and phenological state of plants

Características estruturais de pastos de capim-marandu submetidos à lotação contínua e ritmos de crescimento contrastantes

O conceito de alvo de manejo tem sido utilizado recentemente para caracterizar estratégias de manejo do pastejo, mas sua eficiência em permitir controle e monitoramento da estrutura do dossel forrageiro questionada desde que corresponde a uma única característica estrutural, geralmente a altura do pasto. O objetivo deste experimento foi avaliar a estrutura do dossel forrageiro e seus padrões de variação ao longo do ano em pastos de capim-marandu mantidos a 30 cm sob lotação contínua e submetidos a ritmos de crescimento contrastantes de Janeiro 2007 a Abril de 2008. Os tratamentos corresponderam a três doses de aplicação de nitrogênio (150, 300 e 450 kg ha-1 de N) mais o controle (sem adubação), e foram alocados às unidades experimentais segundo um delineamento de blocos completos casualizados, com quatro repetições. Foram avaliadas massa de forragem, composição morfológica, índice de área foliar (IAF), ângulo da folhagem e interceptação luminosa dos pastos. O aumento das doses de aplicação de nitrogênio resultou em maior massa de forragem, proporção de folhas e colmos, e menor proporção de material morto. Estas modificações foram coerentes com o aumento registrado em IAF e a redução em ângulo da folhagem, embora não tenham resultado em variação na interceptação luminosa dos pastos. Apesar da grande amplitude das doses de nitrogênio avaliadas, houve um padrão comum de variação na estrutura dos pastos. No geral, as mudanças nas características estruturais dos pastos geradas pela amplitude de ritmos de crescimento avaliados foram pequenas, indicando que a altura do dossel correspondeu a uma forma eficiente de monitorar e controlar o processo de pastejo e a estrutura do dossel forrageiro.The concept of sward target has been used recently to characterise grazing management practices, but its efficiency to monitor and control sward structure questioned since it corresponds to a single sward structural feature, usually sward surface height. The objective of this experiment was to evaluate sward structure and its patterns of variation throughout the year on continuously stocked marandu palisadegrass swards maintained at 30 cm and subjected to contrasting rhythms of growth from January 2007 to April 2008. Treatments corresponded to three nitrogen application rates (150, 300 and 450 kg ha-1 of N) plus the control (no N fertilisation), and were allocated to experimental units according to a complete randomised block design, with four replications. Sward herbage mass, morphological composition, leaf area index (LAI), foliage angle and light interception were evaluated. The increase in nitrogen application rates resulted in increased sward herbage mass, proportion of leaf and stem, and reduction in the proportion of dead material. These modifications were in line with the increase in LAI and reduction in foliage angle, although they did not modify sward light interception. Despite the wide range of nitrogen application rates used, there was a common pattern of variation in sward structure. Overall, changes in sward structural characteristics generated by the range of growth rhythms studied were small, indicating that sward height corresponded to an efficient way to monitor and control the grazing process and sward structure, and can be used to define targets of grazing management

Abstract Morphogenetic and structural characteristics of tiller age categories on continuously stocked marandu palisadegrass swards subjected to contrasting morphogenetic rhythms

Recentemente, estudos envolvendo o conhecimento das características morfogênicas e estruturais de plantas forrageiras adquiriram grande importância por auxiliarem na compreensão do que ocorre com estas nas pastagens, quando submetidas a estratégias de manejo do pastejo. Frequentemente a adubação nitrogenada é utilizada como forma de promover aumento do ritmo de crescimento das plantas que, por meio da renovação de perfilhos, pode resultar em modificações significativas da faixa etária de perfilhos que compõem o pasto, influenciando as respostas morfogênicas e estruturais da planta forrageira. O objetivo deste experimento foi avaliar a influência da idade dos perfilhos sobre as características morfogênicas e estruturais de pastos de capim-marandu mantidos a 30 cm de altura por meio de lotação contínua e submetidos a ritmos morfogênicos contrastantes gerados por meio de adubação nitrogenada. Os tratamentos corresponderam à aplicação de três doses de nitrogênio (150, 300 e 450 kg/ha de N) mais o controle (sem adubação), e foram alocados às unidades experimentais (piquetes de 1.200 m2) segundo um delineamento de blocos completos casualizados, com quatro repetições. Foram avaliadas as seguintes variáveis-resposta durante o outono/inverno de 2007 e o verão de 2008: taxa de aparecimento de folhas (TApF), filocrono (dias), taxa de alongamento de folhas (TAlF) e de colmos (TAlC), duração de vida das folhas (DVF), taxa de senescência de folhas (TSeF), comprimento final das folhas expandidas (CFF), comprimento de colmo (CC), número de folhas em expansão (NFE), número de folhas senescentes (NFS), número de folhas vivas por perfilho (NFV) e a faixa etária dos perfilhos na população de plantas. De forma geral, ritmos morfogênicos mais acelerados (pastos adubados com 300 e 450 kg/ha de N) resultaram em população de perfil mais jovial que ritmos morfogênicos mais lentos (pastos não adubados e/ou adubados com 150 kg/ha de N). Perfilhos jovens apresentaram maiores valores de TApF e de TAlF e menores valores de filocrono e de DVF que perfilhos maduros e velhos. Essas variações em respostas morfogênicas resultaram em maior CFF e NFV para perfilhos maduros, menor NFE para perfilhos velhos e menor CC e NFS para perfilhos jovens no outono/inverno. Já no verão, resultaram em menor CFF e NFV para perfilhos velhos, e menor CC para perfilhos jovens. Ritmos morfogênicos mais acelerados determinam uma população com um perfil mais jovial, caracterizada por aparecimento e alongamento de folhas mais rápido que perfilhos maduros e velhos, indicando que estratégias de manejo do pastejo e/ou práticas agronômicas que permitissem maior renovação da população de perfilhos poderiam resultar em aumentos de produção de forragem, contribuindo para aumentos de produtividade animal.Recently, studies focusing on morphogenetic and structural characteristics have become increasingly important since they facilitate the understanding of forage plants when subjected to grazing. Quite often nitrogen fertilisation is used as a means of increasing growth rhythm of plants that, because of the turnover in tiller population, may result in significant modifications in the age profile of tillers comprising the pasture and interfere with their morphogenetic and structural responses. The objective of this experiment was to evaluate the influence of tiller age on morphogenetic and structural responses of continuously stocked marandu palisadegrass swards maintained at 30 cm and subjected to contrasting morphogenetic rhythms created by nitrogen fertilisation use. Treatments corresponded to three nitrogen application rates (150, 300 e 450 kg/ha de N) plus the control (no fertilisation) and were assigned to experimental units (1200 m2 paddocks) according to a complete randomised block design, with four replications. The following response variables were measured during autum/winter 2007 and summer 2008: leaf appearance rate (LAR), phyllochron (days), leaf (LER) and stem (SER) elongation rate, leaf life span (LLS), leaf senescence rate (LSR), final leaf length of fully expanded leaves (FLL), stem length (SL), number of expanding (NEL), senescing (NSL) and live (NLL) leaves per tiller, and tiller age categories comprising sward tiller population. In general, faster morphogenetic rhythms (swards fertilised with 300 and 450 kg/ha of N) resulted in a younger tiller population than slower morphogenetic rhythms (no fertilised swards or fertilised with 150 kg/ha of N). Young tillers had higher LAR and LER and lower phyllochron and LLS than mature and old tillers. These variations in morphogenetic responses resulted in larger FLL and NLL on mature tillers, lower NEL on old tillers and lower SL and NSL on young tillers in autumn/winter. During summer, they resulted in lower FLL and NLL on old tillers, and lower SL on young tiller. Faster morphogenetic rhythms result in a younger tiller population characterised by higher LAP and LER than mature and old tillers, indicating that management practices that allow fast turnover in tiller population could result in increased herbage accumulation, favouring increases in animal productivity

Tiller population and tussock dynamics in elephant grass cv. Napier subjected to strategies of rotational stocking management

A reposição de perfilhos mortos ou consumidos pelo pastejo é ponto chave para manutenção da perenidade e produtividade da pastagem. Dentre outros fatores, a dinâmica com que esse processo ocorre é variável em função das estratégias de manejo utilizadas. Dessa forma, as estratégias de manejo do pastejo afetam a dinâmica do perfilhamento, gerando modificações em densidade populacional de perfilhos e em sua composição, nos padrões de ocupação horizontal da área e na estabilidade da população de perfilhos, características determinantes da perenidade e produtividade da planta forrageira. Com isso, o objetivo com este trabalho foi avaliar a frequência e o tamanho das touceiras, a dinâmica do perfilhamento, a densidade populacional de perfilhos e a participação relativa de perfilhos basais e aéreos na população de plantas de capim-elefante cv. Napier submetido a estratégias de pastejo rotativo de janeiro de 2011 a abril de 2012. Os tratamentos corresponderam a combinações entre duas condições pós- (alturas pós-pastejo de 35 e 45 cm) e duas condições pré-pastejo (95% e máxima interceptação luminosa - IL95% e ILMáx) e foram alocados às unidades experimentais segundo arranjo fatorial 2x2 e delineamento de blocos completos casualizados, com quatro repetições. Foram avaliadas características da estrutura horizontal dos pastos, dinâmica do perfilhamento e população de perfilhos totais e demografia de perfilhos basais e aéreos. Pastos manejados com a meta IL95% apresentaram ocupação mais uniforme da área caracterizada pela maior frequência de touceiras e menor frequência de espaços vazios relativamente àqueles manejados com a meta ILMáx. Independente da meta de IL pré-pastejo, os pastos passaram por um período de adaptação aos tratamentos impostos caracterizado pela redução da variabilidade do perímetro médio das touceiras do início do experimento até o início da primavera. Pastos manejados com a meta ILMáx apresentaram menor índice de estabilidade da população de perfilhos, consequência das maiores taxas de mortalidade relativamente aos pastos manejados com a meta IL95%. A densidade populacional de perfilhos aéreos (DPPa) foi maior que a de perfilhos basais (DPPb) para ambas as metas de IL pré-pastejo. De forma geral, não foi registrada diferença em DPPa entre as metas de IL pré-pastejo, mas a DPPb foi maior nos pastos manejados com a meta IL95%. A estratégia de manejo caracterizada pela meta IL95% favorece menor mortalidade de perfilhos e maior perfilhamento basal que, por sua vez, favorece ocupação mais uniforme da área, sugerindo possíveis benefícios para a habilidade competitiva e produtiva da pastagem.Replacement of dead or consumed tillers during grazing is a key point for ensuring longevity and productivity of pastures. Among other factors, the dynamics of the tillering process is variable depending on management strategies used. In that context, grazing management strategies affect tillering dynamics causing changes in tiller population density and its composition, patterns of plant horizontal distribution and area occupation and in the stability of tiller population, all important characteristics determining longevity and productivity of forage grass communities. The objective of this study was to evaluate the frequency and size of tussocks, tillering dynamics, tiller population density and the relative contribution of basal and aerial tillers in elephant grass cv. Napier subjected to strategies of rotational stocking management from January 2011 to April 2012. Treatments corresponded to combinations between two post- (post-grazing heights of 35 and 45 cm) and two pregrazing conditions (95% and maximum canopy light interception during regrowth - LI95% and LIMax), and were allocated to experimental units (850 m2 paddocks) according to a 2x2 factorial arrangement in a complete randomised design, with four replications. The following response variables were measured: characteristics of sward horizontal structure, tiller dynamics and population, and demography of basal and aerial tillers. Swards managed with the LI95% target showed a more uniform occupation of the area characterised by higher frequency of tussocks and lower frequency of bare ground areas relat ive to those managed with the LIMax target. Regardless of LI pre-grazing target, swards underwent an adaptation period to treatments imposed characterised by reduction in the variability of the average tussock perimeter from the beginning of the experiment until early spring. Swards managed with the LIMax target had lower population stability index than those managed with the LI95% target, consequence of higher tiller death rates. Population density of aerial tillers (TPDa) was larger than basal tillers (TPDb) for both LI pre-grazing targets. In general, there was no difference in TPDa between LI pre-grazing targets, but TPDb was larger on swards managed with the LI95% target. the management strategy characterised by the LI95% target results in lower tiller death and larger production of basal tillers that, in turn, favours a more uniform occupation of the area, suggesting potential benefits to the competitive and productive ability of pastures

Identification of tiller age categories based on morphogenetic responses of continuously stocked marandu palisade grass fertilised with nitrogen

Nitrogen fertilization augments tiller appearance and death, modifying the age profile of tiller population. Tillers from different age categories present distinct responses to environmental factors and management practices characterized by variation in their morphogenetic responses, which interfere in the dynamics of the herbage accumulation process. In that context, rates of leaf appearance and elongation and leaf lifespan were used as indicators to identify tiller age categories of continuously stocked marandu palisade grass managed at 30cm and subjected to nitrogen fertilization regimes using cluster analysis. Analysis was based on the average distance method using combined means of the response-variables studied, and the results used to build a dendogram to illustrate the arrangement of the resulting clusters. Three clusters were identified corresponding to the tiller age categories denominated young (tillers with age between 0 and 60 days), mature (between 60 and 120 days) and old (over 120 days). Discrimination of the tiller age categories according to nitrogen fertilization regime followed the same pattern of clustering. The fact demonstrates consistency and indicates the three age categories as reference for detailed studies regarding the ecophysiology of marandu palisade grass

Morphogenetic and structural responses of tropical plants submitted to defoliation

Leaf emergence and elongation and the structure they confer to the forage canopy are quantified based on morphogenetic and structural characteristics of the canopy. The emergence and balance of tillers is known as tillering. Both morphogenesis and tillering confer the production potential to the pasture. This process is influenced by the intensity and frequency of defoliation. Pastures exhibit phenotypic plasticity when submitted to intense and frequent grazing in order to adapt to this adverse environmental condition. Furthermore, factors such as plant age and fertilization influence the growth pattern. A population with a young age profile or a fertilized pasture has more accelerated rates of morphogenesis and requires adjustment in pasture management. In addition to these factors, the seasonal distribution pattern of rain, temperature and photoperiod leads to variations in the growth pattern of pastures over the year. When these conditions are favorable for plant growth, the rates of morphogenesis are accelerated and adjustments in management are necessary. Thus, pasture management differs between the rainy and dry seasons, mainly because of the different growth patterns during these periods. Indeed, several factors influence the growth of pasture plants; however, appropriate maintenance of the leaf area index (LAI) of the pasture under continuous or intermittent stocking provides satisfactory results of pasture-based farming systems. Given the above, management targets considering morphogenetic parameters of the plant, in conjunction with the maintenance of an adequate LAI, show that continuously stocked pastures should be kept under optimal conditions for both plant growth and animal consumption. These conditions coincide with the maintenance heights of the forage canopy recommended for each species or cultivar. Similarly, under intermittent stocking, the optimal condition for pasture management, i.e., when regrowth should be interrupted, coincides with the time when the forage canopy intercepts 95% of incident light and the average rate of pasture accumulation is maximum. Thus, knowledge of the morphogenetic and structural responses of forage plants to changes in environmental conditions contributes to the establishment of pasture management strategies for the efficient use of forage resources