Excretas de ovinos como fonte de óxido nitroso em pastagem de azevém no sul do Brasil

Livestock urine and dung are important components of the N cycle in pastures, but little information on its effect on soil nitrous oxide (N2O) emissions is available. We conducted a short-term (39-day) trial to quantify the direct N2O-N emissions from sheep excreta on an experimental area of ryegrass pasture growing on a Typic Paleudult in southern Brazil. Four rates of urine-N (161, 242, 323, and 403 kg ha-1 N) and one of dung-N (13 kg ha-1 N) were applied, as well as a control plot receiving no excreta. The N2O-N emission factor (EF = % of added N released as N2O-N) for urine and dung was calculated, taking into account the N2O fluxes in the field, over a period of 39 days. The EF value of the urine and dung was used to estimate the emissions of N2O-N over a 90-day period of pasture in the winter under two grazing intensities (2.5 or 5.0 times the herbage intake potential of grazing lambs). The soil N2O-N fluxes ranged from 4 to 353 μg m-2 h-1. The highest N2O-N fluxes occurred 16 days after application of urine and dung, when the highest soil nitrate content was also recorded and the water-filled pore space exceeded 60 %. The mean EF for urine was 0.25 % of applied N, much higher than that for dung (0.06 %). We found that N2O-N emissions for the 90-day winter pasture period were 0.54 kg ha-1 for low grazing intensity and 0.62 kg ha-1 for moderate grazing intensity. Comparison of the two forms of excreta show that urine was the main contributor to N2O-N emissions (mean of 36 %), whereas dung was responsible for less than 0.1 % of total soil N2O-N emissions.Urina e fezes de ovinos são componentes importantes do ciclo do N em pastagens, mas pouco se sabe sobre o efeito desses nas emissões de óxido nitroso (N2O) para atmosfera. Um estudo foi conduzido para quantificar as emissões de N-N2O provenientes das excretas de ovinos sobre uma pastagem de azevém num Argissolo Vermelho Distrófico típico no sul do Brasil. Quatro doses de N-urina (161, 242, 323 e 403 kg ha-1 N) e uma de N-fezes (13 kg ha-1 N) foram aplicadas, além de um tratamento-controle sem aplicação de excretas. O fator de emissão de N-N2O (FE = % do N adicionado emitido na forma de N-N2O) foi calculado para urina e fezes, levando em consideração os fluxos de N2O determinados no período de 39 dias. Os FEs da urina e fezes foram utilizados para estimar as emissões de N-N2O num período de 90 dias da pastagem no inverno, sob duas intensidades de pastejo (2,5 e 5,0 vezes o potencial de consumo dos ovinos). Os fluxos de N-N2O variaram de 4 a 353 μg m-2 h-1. Os fluxos mais elevados de N-N2O ocorreram 16 dias após a aplicação da urina e das fezes, quando os teores mais elevados de nitrato ocorreram e a porosidade preenchida por água excedeu 60 %. O FE médio da urina foi 0,25 % do N aplicado, muito superior ao verificado para as fezes (0,06 %). Considerando o período de 90 dias de utilização da pastagem no inverno, estimou-se que a emissão de N-N2O foi de 0,54 kg ha-1 na intensidade de pastejo baixa e de 0,62 kg ha-1 na intensidade de pastejo moderada. Entre as excretas, a urina foi o principal contribuinte para a emissão de N-N2O (media de 36 %), enquanto as fezes foram responsáveis por menos do que 0,1 % das emissões totais de N-N2O do solo

Ciclagem de carbono e nitrogênio em sistema integrado de produção de soja e bovinos de corte sob diferentes intensidades de pastejo

The objective of this work was to evaluate the effect of grazing intensity on the decomposition of cover crop pasture, dung, and soybean residues, as well as the C and N release rates from these residues in a long‑term integrated soybean‑beef cattle system under no‑tillage. The experiment was initiated in 2001, with soybean cultivated in summer and black oat + Italian ryegrass in winter. The treatments consisted of four sward heights (10, 20, 30, and 40 cm), plus an ungrazed area, as the control. In 2009–2011, residues from pasture, dung, and soybean stems and leaves were placed in nylon‑mesh litter bags and allowed to decompose for up to 258 days. With increasing grazing intensity, residual dry matter of the pasture decreased and that of dung increased. Pasture and dung lignin concentrations and C release rates were lower with moderate grazing intensity. C and N release rates from soybean residues are not affected by grazing intensity. The moderate grazing intensity produces higher quality residues, both for pasture and dung. Total C and N release is influenced by the greater residual dry matter produced when pastures were either lightly grazed or ungrazed.O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da intensidade de pastejo na decomposição dos resíduos da pastagem utilizada como cultura de cobertura, do esterco e da soja, bem como a liberação de C e N desses resíduos, em um sistema integrado de produção de soja e bovinos de corte, em plantio direto e em longo‑prazo. O experimento foi iniciado em 2001, com soja cultivada no verão e aveia‑preta + azevém no inverno. Os tratamentos consistiram de quatro alturas de pasto (10, 20, 30 e 40 cm), além de uma área sem pastejo, como controle. Em 2009–2011, resíduos da pastagem, do esterco, e do caule e das folhas de soja foram alocados em sacos de decomposição feitos com malha de nylon e decompostos até 258 dias. Com o aumento da intensidade de pastejo, a matéria seca residual da pastagem diminuiu e a do esterco aumentou. A concentração de lignina e as taxas de liberação de C da pastagem e do esterco foram menores com a intensidade de pastejo moderada. A liberação de C e N do resíduo de soja não é afetada pela intensidade de pastejo. A intensidade moderada de pastejo produz resíduos de maior qualidade, tanto para a pastagem quanto para o esterco. Já a quantidade total de C e N liberada é influenciada pela maior quantidade de matéria seca residual produzida quando a pastagem foi submetida ao pastejo leve ou não foi pastejada

Calcium and magnesium released from residues in an integrated crop-livestock system under different grazing intensities

Under integrated crop-livestock production systems (ICLS), plant and animal residues are important nutrient stocks for plant growth. Grazing management, by affecting the numbers of both plants and animals and the quality of residues, will influence nutrient release rates. The objective of this study was to evaluate the impact of grazing intensity on Ca and Mg release from pasture, dung, and soybean residues in a long-term no-till integrated soybean-cattle system. The experiment was established in May 2001 in a Latossolo Vermelho Distroférrico (Rhodic Hapludox). Treatments were a gradient of grazing intensity, determined by managing a black oat + Italian ryegrass pasture at 10, 20, 30, and 40 cm grazing height and no-grazing (NG), followed by soybean cropping. Ca and Mg release rates were determined in two entire cycles (2009/11). Moderate grazing (20 and 30 cm sward height) led to greater Ca and Mg release rates from pasture and dung residues, with low average half-life values (13 and 3 days for Ca and 16 and 6 days for Mg for pasture and dung, respectively). Grazing compared with NG resulted in greater Ca and Mg release from pasture and dung residues. Grazing intensity did not affect Ca and Mg release rates or amounts from soybean residues, but Ca and Mg release rates were greater from soybean leaves than from stems. Although moderate grazing intensities produce higher quality residues and higher calcium and magnesium release rates, a higher total nutrient amount is released by light grazing intensity and no-grazing, determined by higher residue production. Grazing intensity is, then, important for nutrient dynamics in the soil-plant-animal continuum

Soil carbon and nitrogen stocks and nutrient cycling in a long-term no-tillage integration soybean-beef cattle system

Sistemas integrados de produção agrícola e pecuária estão sendo cada vez mais adotados no país e existe um grande potencial, no subtrópico brasileiro, de integrar a pecuária nas grandes extensões de pastagens hibernais cultivadas, antecedendo lavouras de verão, como soja e milho. Nesses sistemas, enquanto o animal é considerado o elemento catalizador e o solo é o compartimento que centraliza e captura as modificações impostas pelo manejo. Neste estudo, investigou-se um sistema com produção de soja-bovinos de corte, em um consórcio de azevém + aveia preta, manejada em diferentes alturas de pastejo (10, 20, 30, 40 cm) e uma área sem pastejo. O experimento foi instalado em maio de 2001, em São Miguel das Missões - RS, em Latossolo Vermelho distroférrico, em sistema plantio direto. Foram abordados aspectos relacionados aos impactos do manejo do sistema sobre os teores e os estoques de carbono e nitrogênio após nove anos da instalação do experimento. Também foi estudada a cinética de liberação de carbono, nitrogênio, fósforo, potássio, cálcio e magnésio, em dois ciclos pastejo-soja (2009/11), a partir da decomposição dos resíduos vegetais, em sacos de decomposição (litter bags). Intensidades de pastejo moderadas a leve (20, 30 e 40 cm de altura do pasto) promoveram aumento nos teores e estoques de carbono orgânico e nitrogênio, total e particulado, semelhantemente ao observado na área sem pastejo. Valores do índice de manejo de carbono (IMC), em comparação com os da área tomada como referência (mata nativa e SP), indicam alta degradação da qualidade da matéria orgânica na maior intensidade de manejo (10 cm). A velocidade da ciclagem dos nutrientes foi maior nas intensidades moderadas de pastejo (20 e 30 cm), tanto dos resíduos da pastagem como do esterco. A decomposição dos resíduos da soja, cultivada na sequência, não foi afetada pelo manejo do pasto. As folhas apresentaram uma decomposição mais rápida, e consequente liberação mais rápida de nutrientes, em relação aos caules. A quantidade de nutrientes liberados dos resíduos em um ciclo pastejo-soja é suficiente em relação à demanda das plantas (pastagem e soja) e, majoritariamente, determinada pelos resíduos do pastejo (pasto + esterco), que foram maiores nas áreas com pastejo leve e nas áreas sem pastejo.Integrated crop-livestock systems are lately being increasingly used in the country, and there is a great utilization potential in brazilian subtropic region, by integrating catlle production in a large area covered by winter pastures, preceeding summer crops, mostly soybean and corn. The animal, in such systems, is considered the catalizing agent, while the soil is the compartment that captures all the modifications imposed by animal and pasture management This research investigated a soybean-cattle system in a pasture mixture (ryegrass + black oat), managed at different plant heights (10, 20, 30 and 40 cm) and no grazed areas. The experiment was established in May, 2001, in São Miguel das Missões county, Rio Grande do Sul state – Brazil, in a clayey Hapludox, under no-tillage system. The impacts of the integrated system management in total and particulated fractions of carbon and nitrogen were studied nine years after the experiment started. Nutrient (carbon. nitrogen, phosphorus, potassium, calcium and magnesium) cycling was also studied in two soybean-livestock cycles (2009/11), by plant and animal residue decomposition in litter bags. Moderately and light (20 and 30 and 40 cm plant height, respectively) pasture pressure resulted in similar increase of total and particulated carbon and nitrogen stocks and contents, as found in no-grazed area. Carbon managements indexes (CMI), as compared with the reference areas, indicated high degradation of organic matter quality under the most instensive grazing intensity (10 cm of pasture height). Nutrient cycling was higher in moderately grazing (20 and 30 cm pastures height), for pasture and cattle residues. Soybean residue decomposition was not affected by pasture and cattle management; however soybean leaves were more readily decomposed, and in this way, fastly release nutrients, as compared with stem decomposition. The amount of released nutrients in a soybean-cattle cycle is high as compared with plants (pasture and soybean) requirement for high yields and mostly determined by cattle and pasture residues that were higher under light and no grazing intensities, due to higher residue production

Soil carbon and nitrogen stocks and nutrient cycling in a long-term no-tillage integration soybean-beef cattle system

Sistemas integrados de produção agrícola e pecuária estão sendo cada vez mais adotados no país e existe um grande potencial, no subtrópico brasileiro, de integrar a pecuária nas grandes extensões de pastagens hibernais cultivadas, antecedendo lavouras de verão, como soja e milho. Nesses sistemas, enquanto o animal é considerado o elemento catalizador e o solo é o compartimento que centraliza e captura as modificações impostas pelo manejo. Neste estudo, investigou-se um sistema com produção de soja-bovinos de corte, em um consórcio de azevém + aveia preta, manejada em diferentes alturas de pastejo (10, 20, 30, 40 cm) e uma área sem pastejo. O experimento foi instalado em maio de 2001, em São Miguel das Missões - RS, em Latossolo Vermelho distroférrico, em sistema plantio direto. Foram abordados aspectos relacionados aos impactos do manejo do sistema sobre os teores e os estoques de carbono e nitrogênio após nove anos da instalação do experimento. Também foi estudada a cinética de liberação de carbono, nitrogênio, fósforo, potássio, cálcio e magnésio, em dois ciclos pastejo-soja (2009/11), a partir da decomposição dos resíduos vegetais, em sacos de decomposição (litter bags). Intensidades de pastejo moderadas a leve (20, 30 e 40 cm de altura do pasto) promoveram aumento nos teores e estoques de carbono orgânico e nitrogênio, total e particulado, semelhantemente ao observado na área sem pastejo. Valores do índice de manejo de carbono (IMC), em comparação com os da área tomada como referência (mata nativa e SP), indicam alta degradação da qualidade da matéria orgânica na maior intensidade de manejo (10 cm). A velocidade da ciclagem dos nutrientes foi maior nas intensidades moderadas de pastejo (20 e 30 cm), tanto dos resíduos da pastagem como do esterco. A decomposição dos resíduos da soja, cultivada na sequência, não foi afetada pelo manejo do pasto. As folhas apresentaram uma decomposição mais rápida, e consequente liberação mais rápida de nutrientes, em relação aos caules. A quantidade de nutrientes liberados dos resíduos em um ciclo pastejo-soja é suficiente em relação à demanda das plantas (pastagem e soja) e, majoritariamente, determinada pelos resíduos do pastejo (pasto + esterco), que foram maiores nas áreas com pastejo leve e nas áreas sem pastejo.Integrated crop-livestock systems are lately being increasingly used in the country, and there is a great utilization potential in brazilian subtropic region, by integrating catlle production in a large area covered by winter pastures, preceeding summer crops, mostly soybean and corn. The animal, in such systems, is considered the catalizing agent, while the soil is the compartment that captures all the modifications imposed by animal and pasture management This research investigated a soybean-cattle system in a pasture mixture (ryegrass + black oat), managed at different plant heights (10, 20, 30 and 40 cm) and no grazed areas. The experiment was established in May, 2001, in São Miguel das Missões county, Rio Grande do Sul state – Brazil, in a clayey Hapludox, under no-tillage system. The impacts of the integrated system management in total and particulated fractions of carbon and nitrogen were studied nine years after the experiment started. Nutrient (carbon. nitrogen, phosphorus, potassium, calcium and magnesium) cycling was also studied in two soybean-livestock cycles (2009/11), by plant and animal residue decomposition in litter bags. Moderately and light (20 and 30 and 40 cm plant height, respectively) pasture pressure resulted in similar increase of total and particulated carbon and nitrogen stocks and contents, as found in no-grazed area. Carbon managements indexes (CMI), as compared with the reference areas, indicated high degradation of organic matter quality under the most instensive grazing intensity (10 cm of pasture height). Nutrient cycling was higher in moderately grazing (20 and 30 cm pastures height), for pasture and cattle residues. Soybean residue decomposition was not affected by pasture and cattle management; however soybean leaves were more readily decomposed, and in this way, fastly release nutrients, as compared with stem decomposition. The amount of released nutrients in a soybean-cattle cycle is high as compared with plants (pasture and soybean) requirement for high yields and mostly determined by cattle and pasture residues that were higher under light and no grazing intensities, due to higher residue production

Soil carbon and nitrogen stocks and nutrient cycling in a long-term no-tillage integration soybean-beef cattle system

Sistemas integrados de produção agrícola e pecuária estão sendo cada vez mais adotados no país e existe um grande potencial, no subtrópico brasileiro, de integrar a pecuária nas grandes extensões de pastagens hibernais cultivadas, antecedendo lavouras de verão, como soja e milho. Nesses sistemas, enquanto o animal é considerado o elemento catalizador e o solo é o compartimento que centraliza e captura as modificações impostas pelo manejo. Neste estudo, investigou-se um sistema com produção de soja-bovinos de corte, em um consórcio de azevém + aveia preta, manejada em diferentes alturas de pastejo (10, 20, 30, 40 cm) e uma área sem pastejo. O experimento foi instalado em maio de 2001, em São Miguel das Missões - RS, em Latossolo Vermelho distroférrico, em sistema plantio direto. Foram abordados aspectos relacionados aos impactos do manejo do sistema sobre os teores e os estoques de carbono e nitrogênio após nove anos da instalação do experimento. Também foi estudada a cinética de liberação de carbono, nitrogênio, fósforo, potássio, cálcio e magnésio, em dois ciclos pastejo-soja (2009/11), a partir da decomposição dos resíduos vegetais, em sacos de decomposição (litter bags). Intensidades de pastejo moderadas a leve (20, 30 e 40 cm de altura do pasto) promoveram aumento nos teores e estoques de carbono orgânico e nitrogênio, total e particulado, semelhantemente ao observado na área sem pastejo. Valores do índice de manejo de carbono (IMC), em comparação com os da área tomada como referência (mata nativa e SP), indicam alta degradação da qualidade da matéria orgânica na maior intensidade de manejo (10 cm). A velocidade da ciclagem dos nutrientes foi maior nas intensidades moderadas de pastejo (20 e 30 cm), tanto dos resíduos da pastagem como do esterco. A decomposição dos resíduos da soja, cultivada na sequência, não foi afetada pelo manejo do pasto. As folhas apresentaram uma decomposição mais rápida, e consequente liberação mais rápida de nutrientes, em relação aos caules. A quantidade de nutrientes liberados dos resíduos em um ciclo pastejo-soja é suficiente em relação à demanda das plantas (pastagem e soja) e, majoritariamente, determinada pelos resíduos do pastejo (pasto + esterco), que foram maiores nas áreas com pastejo leve e nas áreas sem pastejo.Integrated crop-livestock systems are lately being increasingly used in the country, and there is a great utilization potential in brazilian subtropic region, by integrating catlle production in a large area covered by winter pastures, preceeding summer crops, mostly soybean and corn. The animal, in such systems, is considered the catalizing agent, while the soil is the compartment that captures all the modifications imposed by animal and pasture management This research investigated a soybean-cattle system in a pasture mixture (ryegrass + black oat), managed at different plant heights (10, 20, 30 and 40 cm) and no grazed areas. The experiment was established in May, 2001, in São Miguel das Missões county, Rio Grande do Sul state – Brazil, in a clayey Hapludox, under no-tillage system. The impacts of the integrated system management in total and particulated fractions of carbon and nitrogen were studied nine years after the experiment started. Nutrient (carbon. nitrogen, phosphorus, potassium, calcium and magnesium) cycling was also studied in two soybean-livestock cycles (2009/11), by plant and animal residue decomposition in litter bags. Moderately and light (20 and 30 and 40 cm plant height, respectively) pasture pressure resulted in similar increase of total and particulated carbon and nitrogen stocks and contents, as found in no-grazed area. Carbon managements indexes (CMI), as compared with the reference areas, indicated high degradation of organic matter quality under the most instensive grazing intensity (10 cm of pasture height). Nutrient cycling was higher in moderately grazing (20 and 30 cm pastures height), for pasture and cattle residues. Soybean residue decomposition was not affected by pasture and cattle management; however soybean leaves were more readily decomposed, and in this way, fastly release nutrients, as compared with stem decomposition. The amount of released nutrients in a soybean-cattle cycle is high as compared with plants (pasture and soybean) requirement for high yields and mostly determined by cattle and pasture residues that were higher under light and no grazing intensities, due to higher residue production