Intensificação do uso da pastagem em sistema silvipastoril tradicional (caívas) como estratégia de uso sustentável de remanescentes de floresta ombrófila mista

Orientadora: Profa. Dra. Raquel R.Bonato NegrelleCoorientadora: Profa. Dra. Alda Lucia Gomes MonteiroTese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Agronomia. Defesa : Curitiba, 27/04/2018Inclui referênciasÁrea de concentração: Produção vegetalResumo: No Sul do Brasil, em parte dos remanescentes de Floresta Ombrófila Mista (FOM) registra-se a ocorrência de sistemas silvipastoris tradicionais (caívas). Nestes, conjuga-se a manutenção de dossel arbóreo de FOM à extração de erva-mate (Ilex paraguariensis St. Hil.) e à criação animal. Entre outros fatores, a baixa produtividade animal tem pressionado as famílias proprietárias das caívas pela substituição desses sistemas por cultivos mais rentáveis, como reflorestamentos de espécies exóticas. Esse fato pode determinar uma dramática perda na prestação de serviços ecossistêmicos. Frente a este cenário, apresentam-se resultados de pesquisa com vistas a subsidiar a geração de estratégias sustentáveis que promovam adequado rendimento animal e simultaneamente, preservem os serviços ecossistêmicos, beneficiando as famílias proprietárias das caívas. No primeiro capítulo, apresenta-se revisão de literatura sobre o papel dos sistemas agroflorestais na conservação da biodiversidade e da sustentabilidade agrícola. No capítulo dois, apresenta-se resultados de avaliação de duas estratégias para intensificação do uso da pastagem: 1) caívas com sobressemeadura de forrageiras de inverno sobre o pasto naturalizado; e 2) caívas com substituição do pasto naturalizado pela pastagem perene Axonophus catharinensis Valls; em comparação às caívas com manejo tradicional do pasto. As estratégias são avaliadas em relação a indicadores da qualidade do solo (carbono, biomassa microbiana e respiração basal) e da regeneração florestal (riqueza e densidade). No capítulo três, são analisados com mais profundidade o efeito destas estratégias sobre a regeneração florestal. Adicionalmente, avaliou-se o efeito da prática da roçada do estrato herbáceo e da presença do animal nas caívas, sobre a regeneração em médio prazo (5 anos). No capítulo quatro, apresenta-se resultado da avaliação da sustentabilidade das caívas melhoradas com a adoção das estratégias propostas, em comparação às caívas tradicionais. Para tanto, utilizou-se a ferramenta SAFA - FAO (Sustainability Assessment of Food and Agriculture Systems) versão Smallholders 2.0.0, que engloba indicadores de quatro dimensões de sustentabilidade: integridade ambiental, resiliência econômica, qualidade de vida (social) e boa governança (institucional). Conclui-se que a intensificação do uso da pastagem foi eficiente em aumentar a produtividade do pasto, sem comprometer indicadores de qualidade do solo. A presença dos animais nas caívas coexiste com uma regeneração ativa e dinâmica, independentemente das estratégias de uso da pastagem. Essa regeneração ativa confere às caívas alta resiliência do componente arbóreo, uma vez que foi observado aumento exponencial da riqueza e da densidade em áreas isoladas do pastejo animal. A roçada foi identificada como a atividade de maior impacto, com redução considerável da densidade de indivíduos regenerantes arbóreos. Evidenciou-se resultados mais elevados para os indicadores de sustentabilidade nas quatro dimensões avaliadas, nas propriedades que adotaram as estratégias de melhoria das caívas. Infere-se que a geração de tecnologias adaptadas a sistemas silvipastoris tradicionais pode ser uma ferramenta importante para sua conservação. Estas tecnologias além de promover aumento de produtividade, garantem a manutenção de serviços ecossistêmicos associados à preservação do componente arbóreo de Floresta Ombrófila Mista. Palavras-chave: sistemas agroflorestais, conservação ambiental, regeneração florestal, pastagem, sustentabilidade.Abstract: At the Araucarian Forest, Southern of Brazil, it is registred the occurrence of traditional silvipastoral systems nomed caívas. These include the maintenance of arboreal canopy of native species, the extraction of yerba mate (Ilex paraguariensis St. Hil.) and animal husbandry. Among other factors, low animal productivity has put pressure on the families that own the caívas by replacing these systems with more profitable crops, such as reforestation of exotic species. This fact can determine a dramatic loss in the provision of ecosystem services. In this scenario, research results are presented aiming to subsidizing the generation of sustainable strategies that promote adequate animal yield and simultaneously, preserve ecosystem services, benefiting the families that own the caívas. In the first chapter, a literature review is presented on the role of agroforestry systems in biodiversity conservation and agricultural sustainability. In chapter two, results of evaluation of two strategies for intensification of pasture use are presented: 1) caívas with winter forage overgrazing on the naturalized pasture; and 2) caívas with replacement of the pasture naturalized by the perennial pasture Axonophus catharinensis Valls.; in comparison with traditional grass management. The strategies are evaluated in relation to soil quality indicators (carbon, microbial biomass and basal respiration) and forest regeneration (richness and density). In chapter three, is analyzed in more depth the effect of these strategies on forest regeneration. Additionally, the effects of the mowing practice of the herbaceous strata and the presence of the animal in the caívas, on regeneration in the medium term (five years), were evaluated. In chapter four, we present the results of the evaluation of the sustainability of the improved caívas with the adoption of the proposed strategies, compared to the traditional caívas. In order to do so, we used the SAFA - FAO tool - Sustainability Assessment of Food and Agriculture Systems (Smallholders 2.0.0), which includes indicators of four dimensions of sustainability: environmental integrity, economic resilience, quality of life (social) and good governance (institutional). It was concluded that intensification of pasture use was efficient in increasing pasture productivity without compromising soil quality indicators. The presence of the animals in the caívas coexists with an active and dynamic regeneration, independently of the strategies of pasture use. This active regeneration gives to the caívas high resilience of the arboreal component, since an exponential increase of the richness and the density were observed in areas isolated from the animal grazing. Mowing was identified as the highest impact activity, with a considerable reduction in the density of arboreal regenerating individuals. Higher results were shown for the sustainability indicators in the four dimensions evaluated, in the properties that adopted the strategies of improvement of the caívas. It is inferred that the generation of technologies adapted to traditional silvopastoral systems can be an important tool for the sustainable use these areas. These technologies, in addition to promoting increased productivity, guarantee the maintenance of ecosystem services associated with the preservation of the arboreal component of the Araucarian Forest. Key-words: agroforestry system, environmental conservation, forest regeneration, pasture, sustaibility

Melhoria produtiva de caívas com a introdução da grama missioneira-gigante

 As caívas são sistemas agroflorestais onde ocorre o extrativismo da erva-mate nativa integrado à produção animal. Elas existem há mais de um século no Sul do Brasil, onde contribuem para a conservação de significativas áreas de remanescentes da Floresta de Araucárias. Embora tenham grande importância ambiental e histórica para a região, as caívas, em geral, apresentam baixa produtividade, o que tem levado muitas famílias proprietárias a se desmotivarem com esse sistema. A fim de contribuir para o aumento da produtividade animal nas caívas, este boletim apresenta a descrição da tecnologia desenvolvida pela pesquisa e extensão rural da Epagri: melhoria da pastagem em áreas de caíva com a introdução da grama missioneira-gigante (Axonopus catharinenis) cv. SCS 315 Catarina-gigante. Além disso além da descrição da tecnologia, aborda também a questão legal que permite o uso desses sistemas, buscando trazer segurança aos técnicos e produtore

MASSA DE FORRAGEM E VALOR NUTRITIVO DE GRAMÍNEAS PERENES DE INVERNO NO PLANALTO NORTE CATARINENSE

This experiment was carried out to evaluate the potential of seven genotypes of perennial grasses of winter for use in animal systems: Bromus auleticus, Dactylis glomerata, Phalaris aquatica, Festuca arundinacea cv Epagri 312 (0 and 40% of Endophytic fungi), Festuca arundinacea cv ‘au Triumph’ and Arrhenatherum elatius, in the climatic conditions of North Plateau of Santa Catarina State, Brazil, during two consecutive years of 2006 and 2007. Treatments were arranged in a randomized complete block design with four replicates. Were evaluated forage mass of genotypes and ground cover (%). In the year of 2006 the crude protein (CP) and digestibility in vitro of organic matter (DIVOM) were evaluated in the spring. All the genotypes presented contents of CP above of 20 dag kg-1 and DIVOM above of 65 dag kg-1. There was significant interaction (p < 0,05) between genotypes and season for forage mass. In 2006 the forage mass of the genotypes was greater in the spring. In 2007, with exception of the Bromus and Arrhenatherum no have difference in the forage mass among spring and winter. There was significant interaction (p < 0,05) between genotypes and ground cover (%). In the second year all the genotypes reduced the ground cover (%). On the average of two years, the yield potential of DM ranged from 3,3 to 5,2 t ha-1 respectively for Bromus and Arrhenatherum. The results would suggest that the genotype Phalaris aquatica have annual cycle and the genotypes Arrhenatherum elatius, Festuca arundinacea cv Epagri 312 (0% Endophytic fungi) and Festuca arundinacea cv au Triumph present potential of use for the region.Este trabalho teve o objetivo de avaliar, nas condições edafoclimáticas do Planalto Norte Catarinense (PNC), sete genótipos de gramíneas perenes de inverno com potencial para uso em sistemas de produção animal: Bromus auleticus, Dactylis glomerata, Phalaris aquatica, Festuca arundinacea cv Epagri 312 com 0 e 40% de fungo endofítico (F.E.), Festuca arundinacea cv ‘au Triumph’ e Arrhenatherum elatius, nos anos de 2006 e 2007. O delineamento experimental foi de blocos completos casualizados, com quatro repetições. Avaliou-se a massa de forragem (MF) e a cobertura do solo (%CS). No ano de 2006 foi avaliada a composição bromatológica na primavera. Todos os genótipos apresentaram teores de proteína bruta acima de 20 dag kg-1 e digestibilidade in vitro da matéria orgânica acima de 65 dag kg-1. Em relação à MF, houve interação significativa entre genótipos e estações nos dois anos avaliados. Em 2006, todos os genótipos apresentaram a maior produção durante a primavera e em 2007 os valores de MF diferiram entre inverno e primavera apenas para Bromus e Arrhenatherum. Houve interação significativa entre genótipos e épocas de avaliação para %CS sendo que todos os genótipos reduziram a %CS no 2º ano. Na média dos dois anos, os valores de MF variaram de 3.309 a 5.237 kg MS ha-1, respectivamente para Bromus e Arrhenatherum. Com base nos resultados observados o genótipo Phalaris aquatica apresentou comportamento anual e os genótipos Arrhenatherum elatius, Festuca arundinacea cv Epagri 312 (0% F.E.) e Festuca arundinacea cv au Triumph apresentaram potencial de uso para a região

CAN ARAUCARIA FOREST REMNANTS REGENERATE AFTER 70 YEARS OF ANIMAL HUSBANDRY? A CASE STUDY ON CAÍVAS IN SOUTHERN BRAZIL

In Southern Brazil, forest fragments are commonly used for agroforestry systems (AFS) - called caívas - focused on erva-mate and livestock production. Although the caívas have helped maintain forest cover, there is a general lack of understanding of the effects of this system on species diversity and their potential for ecological restoration. Aiming to contribute to a better understanding of the forest dynamics (trees and regeneration) of these AFS, we present a six-year case study in which we monitored a caíva that has been used for animal husbandry for 70 years. We observe that forest management in the caíva modified the population structure mostly through reductions in the density of a few adult tree species. On the other hand, the potential regeneration shows consistent growth, including several species not found in the adult population. The caíva showed high levels of resilience in terms of regeneration, despite the extractive use of these remnants over several decades. This result demonstrates that the strategies used herein can help to restore forests with a dense and diverse forest cover within caívas. With the correct management of this regeneration potential, it is possible to maintain healthy and diverse forests that are being conserved through use

Efeito da adubação com cinza de biomassa sobre uma pastagem de hemártria cv. Flórida cultivada em solo ácido

The aim of this study was to evaluate the effect of surface application of biomass ash on the production of Hemarthria altissima CV. Florida and on the originally acid soil. A randomized block design was used with three replications and five doses of ash (0; 2.5; 5.0; 7.5 and 10t/ha). There was increased production of pasture phytomass with the application of ash in the two years of evaluation. The application of biomass ash increased the content of crude protein, and neutral detergent fiber decreased, improving pasture quality during autumn. The pH in soil water was not affected in the 0-10 cm layer, while the concentrations of K, Ca and P increased only 20 months after ash application . In this period increased levels of Ni and Cr were observed using major doses of ash, but the observed values remained below the limits established by the Brazilian law. Considering the features assessed, the 10t/ha dose of biomass ash showed potential use as a fertilizer for the Hemarthria altissima CV. Florida.O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da aplicação superficial de cinza de biomassa sobre a produção de Hemarthria altissima cv. Flórida e sobre as característcas de um solo originalmente ácido. Foi utilizado delineamento em blocos casualizados com três repetções e cinco doses de cinza (0; 2,5; 5,0; 7,5 e 10t/ha). Houve aumento da produção defitomassa da pastagem com a aplicação da cinza nos dois anos de avaliação. A aplicação de cinza de biomassa aumentou o teor de proteína bruta e diminuiu o de fibra detergente neutro, melhorando a qualidade do pasto durante o outono. O pH em água do solo não foi afetado na camada de até 10cm, enquanto os teores de K, Ca e P somente aumentaram 20meses após a aplicação da cinza. Nesse período foi observado, também, aumento dos teores de Ni e Cr nas maiores doses de cinza, mas os valores observados permaneceram abaixo dos limites estabelecidos pela legislação brasileira. Considerando-se as característcas avaliadas, a dose de 10t/ha de cinza de biomassa demonstrou potencial de uso como fertlizante para a Hemarthria altissima cv. Flórida

Cinza de biomassa é um produto eficiente para uso em sistema de produção de cereais em base agroecológica?

The objective of this study was to evaluate, for four years, the ability of biomass ash (BA) to be used as a tool for developing soil fertility in a system of cereal production in an agroecological base. An experiment with a randomized complete block design with three replications was conducted. The treatments consisted of 0, 2, 4, 6, 8 and 10 Mg ha-1 of ash biomass. The area was corrected and cultivated with a cocktail of green manure species during summer and winter. Soon after the treatments, the following sequence of crops was initiated: corn; vetch; oats + vetch; corn; oats; soy, all without any use of fertilizers. After the first and fourth harvests, soil samples in the 0-0.20 m layer were collected for analysis of fertility attributes. There was a linear increase in P and K content in the soil with the addition of biomass ash. There were no effects of treatments for pH, Ca and Mg and heavy metal content of soil. Corn and soybean yields were not affected by ash biomass application in any year. Thus, the use of BA does not present harmful effects to agroecological production systems and is a safe source of K, since the absence of non-soluble sources is one of the limitations for the supply of this nutrient to crops.Foi avaliada durante quatro anos, a capacidade da cinza de biomassa (CB) na construção da fertilidade do solo em sistema de produção de cereais em base agroecológica. O delineamento experimental foi em blocos completos casualizados, com seis doses: 0, 2, 4, 6, 8 e 10 Mg ha-1 de CB e três repetições. Após correção do solo e cultivo de um consórcio de adubação verde de verão e de inverno, deu-se início à seguinte sequência de cultivos: milho; ervilhaca; milho; ervilhaca + aveia; milho; aveia; soja; todos sem aplicação de fertilizantes. Após a primeira e a quarta safras, foram coletadas amostras de solo, na camada de 0-0,20 m para análise de atributos de fertilidade. Houve aumento linear dos teores de P e K no solo com a adição da CB, mas, não houve efeito sobre o pH, teores de Ca e Mg e de metais pesados do solo. As produtividades de milho e soja não foram afetadas pela aplicação da CB em nenhum ano. Assim, o uso da CB em sistema agroecológico de produção não apresenta efeitos nocivos ao sistema e é uma fonte segura de K, devido à ausência de fontes não solúveis deste elemento serem uma das limitações para suprimento deste nutriente às culturas

Avaliação agronômica de seis forrageiras perenes subtropicais no Planalto Norte Catarinense

The genotypes Axonopus catharinensis (two origins), Hemarthria altssima (cvs. Florida and Empasc 302), Cynodon sp. cv. Tifon-85 and Paspalum notatum (Pensacola) were evaluated in the spring-summer period in the years of 2006/07 and 2007/08. There were interactons between genotypes and years of evaluaton. In the interval of cuts evaluated, consideringproducton of dry mater (DM) and covering of the ground, the two origins of Axonopus catharinensis (11,000kg/ha DM) and Hemarthria altssima cv. Florida (10,700kg/ha DM) indicated adaptaton to the conditons of the North Plateau of Santa Catarina state.Foram avaliados os genótpos Axonopus catharinensis (duas procedências), Hemarthria altssima (cv. Flórida e cv. Empasc 302), Cynodon sp cv. Tifon-85 e Paspalum notatum var. Pensacola na primavera-verão de 2006/07 e de 2007/08. Houve interação entre genótpos e anos de avaliação. No intervalo de cortes avaliado, considerando-se produção de massa seca (MS) e manutenção da porcentagem de cobertura do solo, as duas procedências de Axonopus catharinensis, com produção média de MS de 11.000kg/ha, e a Hemarthria altssima cv. Flórida, com 10.700kg/ha, indicaram adaptação às condições edafoclimátcas do Planalto Norte Catarinense

Adaptação de plantas aromáticas sob cultivo orgânico no Planalto Norte Catarinense

This work was set aiming to evaluate the adaptation of lemon grass (Cymbopogon citratus (D.C.) Stapf), citronela (C. wionterianus Jowit), palmarosa (C. martinii Stapf), giant lemon grass (C. flexuosus), and patchuli (Pogostemum cablin (Blanco) Bent) to the climatic conditions of the North Plateau of Santa Catarina, southern Brazil. The experiment was set in the city of Canoinhas, in December of 2006. A randomized block design, with three replicates, was used. The five aromatic tested species were planted in hills, with distances varying according to the species. Soil fertilization was carried out with the application of 100g of natural phosphate and 1000g of organic fertilizer per hill. The height growth and percentage of live plants were evaluated in six periods: one in the summer, three in the winter and two in the spring of 2007. Palmarosa, citronela and lemon grass showed high survival index and adequate height growth during the first five months after planting. All the species suffered severe frost damages in the winter and did not sprout again in the following spring. Therefore, the five tested species did not show adaptation for commercial cropping systems in the prevailing climatic conditions of North Plateau of Santa Catarina State.Este trabalho foi implantado para avaliar a adaptação de capim-limão (Cymbopogon citratus (D.C.) Stapf), citronela (C. winterianus Jowit), palma-rosa (C. martinii Stapf), capim-limão gigante (C. flexuosus) e patchuli (Pogostemum cablin (Blanco) Bent) às condições climáticas do Planalto Norte Catarinense. O ensaio foi instalado em dezembro de 2006, na cidade de Canoinhas. O delineamento experimental usado foi de blocos casualizados, com três repetições. Realizou-se o plantio em covas, com espaçamentos de acordo com as espécies. O solo foi fertilizado com a aplicação de 100g de fosfato natural e 1000g de cama de aviário por cova. Foram avaliados o crescimento em altura e o percentual de plantas vivas em seis períodos: um no verão, três no inverno e dois na primavera de 2007. A palma-rosa, a citronela e o capim-limão apresentaram alto índice de sobrevivência e crescimento adequado em altura durante os primeiros cinco meses após o plantio. Todas as espécies sofreram danos severos com as geadas no inverno, não rebrotando na primavera de 2007. Dessa forma, as cinco espécies não apresentaram adaptação ao cultivo comercial nas condições climáticas da região

Evolução dos teores de metais pesados em um Latossolo Vermelho distrófico típico pelo uso de um resíduo da indústria de celulose

The objective of this study was to evaluate the behavior of the cadmium (Cd), lead (Pb), nickel (Ni), mercury (Hg) and Chromium (Cr) in soil after application of a mixture of lime mud, dregs and grits (LMD+G) resultant from a cellulose industry process, an experiment with five years time was implemented on a typical Distrofic Red Latosol according to the Brazilian system of soil classification. Corn was cultivated five years in the experimental area. The treatments were composed of fractions of mixture based on the recommendation to rise pH at 6,0, by SMP indicator; dolomitic and calcitic lime and mixture of dolomitic lime and LMDG were used like a control. Treatments were arranged in a randomized complete blocks split-plots design with three replications. One year after first application, the treatments were reapplied as a split factor. In quantities tested, the use of the LCDG does not change the total levels of Cd, Pb, Hg, Ni, and Cr in soil and decreases the levels of Pb soluble decreasing him availability.Visando avaliar o comportamento do cádmio (Cd), do chumbo (Pb), do níquel (Ni), do mercúrio (Hg) e do cromo (Cr) no solo, após a aplicação de uma mistura de lama de cal, dregs e grits (LCDG) oriundos de uma indústria de celulose, foi implantado um experimento com duração de cinco anos em um Latossolo Vermelho distrófico típico, cultivado com milho. Os tratamentos foram compostos de frações de LCDG, tendo como base a recomendação para elevação do pH a 6,0 pelo índice SMP, calcários dolomítico (CD) e calcítico (CC), e uma mistura da LCDG com o CD, usados como referenciais. O delineamento experimental foi o de blocos casualizados com parcelas subdivididas sobre as quais foram reaplicados os mesmos tratamentos após um ano da aplicação inicial. Nas quantidades testadas, a aplicação da LCDG não alterou os teores totais do Cd, Pb, Ni, Hg e Cr no solo e diminuiu os teores de Pb solúvel com a consequente diminuição de sua disponibilidade