Livestock integration into soybean systems improves long‐term system stability and profts without compromising crop yields

Climate models project greater weather variability over the coming decades. High yielding systems that can maintain stable crop yields under variable environmental scenarios are critical to enhance food security. However, the efect of adding a trophic level (i.e. herbivores) on the long-term stability of agricultural systems is not well understood. We used a 16-year dataset from an integrated soybean- beef cattle experiment to measure the impacts of grazing on the stability of key crop, pasture, animal and whole-system outcomes. Treatments consisted of four grazing intensities (10, 20, 30 and 40 cm sward height) on mixed black oat (Avena strigosa) and Italian ryegrass (Lolium multiforum) pastures and an ungrazed control. Stability of both human-digestible protein production and proftability increased at moderate to light grazing intensities, while over-intensifcation or absence of grazing decreased system stability. Grazing did not afect subsequent soybean yields but reduced the chance of crop failure and fnancial loss in unfavorable years. At both lighter and heavier grazing intensities, tradeofs occurred between the stability of herbage production and animal live weight gains. We show that ecological intensifcation of specialized soybean systems using livestock integration can increase system stability and proftability, but the probability of win–win outcomes depends on management

Land-use intensification trends in the rio de La Plata region of South America : toward specialization or recoupling crop and livestock production

The Rio de la Plata region comprises central Argentina, Uruguay, and southern Brazil. Modern agriculture developed around 1900 with recent decades being characterized by the advance of cropping areas over native grasslands. Highly specialized agriculture has decoupled crop and livestock production but has succeeded in intensifying yields. However, significant losses of ecosystem services have been reported. Thus, questions have been raised on the sustainability of this pathway. A glance at world regions that have experienced similar trends suggests that an urgent course correction is needed. A major concern has been the lack of diversity in regions with highly specialized agriculture, promoting renewed interest in integrated crop-livestock systems (ICLS), not only because ICLS are more diverse than specialized systems, but also because they are rare examples of reconciliation between agroecosystem intensification and environmental quality. Consequently, this paper discusses alternatives to redesign multifunctional landscapes based on ICLS. Recent data provide evidence that recoupling crop and animal production increases the resilience of nutrient cycling functions and economic indicators to external stressors, enabling these systems to face climate-market uncertainty and reconcile food production with the provision of diverse ecosystem services. Finally, these concepts are exemplified in case studies where this perspective has been successfully applied

Land-use intensification trends in the Rio de la Plata region of South America: Toward specialization or recoupling crop and livestock production

The Rio de la Plata region comprises central Argentina, Uruguay, and southern Brazil. Modern agriculture developed around 1900 with recent decades being characterized by the advance of cropping areas over native grasslands. Highly specialized agriculture has decoupled crop and livestock production but has succeeded in intensifying yields. However, significant losses of ecosystem services have been reported. Thus, questions have been raised on the sustainability of this pathway. A glance at world regions that have experienced similar trends suggests that an urgent course correction is needed. A major concern has been the lack of diversity in regions with highly specialized agriculture, promoting renewed interest in integrated crop-livestock systems (ICLS), not only because ICLS are more diverse than specialized systems, but also because they are rare examples of reconciliation between agroecosystem intensification and environmental quality. Consequently, this paper discusses alternatives to redesign multifunctional landscapes based on ICLS. Recent data provide evidence that recoupling crop and animal production increases the resilience of nutrient cycling functions and economic indicators to external stressors, enabling these systems to face climate-market uncertainty and reconcile food production with the provision of diverse ecosystem services. Finally, these concepts are exemplified in case studies where this perspective has been successfully applied.Fil: De Faccio Carvalho, Paulo Cesar. Universidade Federal do Rio Grande do Sul; BrasilFil: Savian, Jean Víctor. Instituto Nacional de Investigación Agropecuaria ? Inia Uruguay; UruguayFil: Della Chiesa, Tomás. Universidad de Buenos Aires; ArgentinaFil: De Souza Filho, William. Universidade Federal do Rio Grande do Sul; BrasilFil: Terra, Jose Alfredo. Instituto Nacional de Investigación Agropecuaria. Inia; UruguayFil: Pinto, Priscila. Universidad de Buenos Aires; ArgentinaFil: Posselt Martins, Amanda. Universidade Federal do Rio Grande do Sul; BrasilFil: Villarino, Sebastián Horacio. Universidad Nacional de Mar del Plata; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata; ArgentinaFil: Da Trindade, Julio Kuhn. Livestock and Rural Development of Rio Grande do Sul; BrasilFil: De Albuquerque Nunes, Pedro Arthur. Universidade Federal do Rio Grande do Sul; BrasilFil: Piñeiro, Gervasio. Universidad de la Republica; Urugua

Potencial produtivo de genótipos de batata provenientes de minitubérculos e micropropagação em cultivo semi hidropônico/ Productive potential of potato genotypes from mini-tubers and micropropagation in semi-hydroponic cultivation

O Brasil e outros países com condições agroclimáticas adversas à produção de batata semente a campo, poderiam se tornar auto-suficientes na produção de batata semente se tanto plantas com origem propagativa de micropropagação quanto os minitubérculos fossem adotados em seus programas nacionais de produção de batata semente. Assim, para otimizar a produção de batata semente este trabalho tem como objetivo avaliar a produção de tubérculos e biomassa de plantas com origem propagativa de minitubérculos e de micropropagação cultivadas em sistema semi hidropônico. Foram avaliados os genótipos SMIC 148-A, SMINIA 793101-3 e as cultivares Asterix e Atlantic provenientes de minitubérculos e da micropropagação crescidos em sistema semi hidropônico em casa de vegetação em um delineamento de blocos ao acaso. A origem propagativa das plantas de batata interfere no número de folhas, na massa fresca de tubérculos e massa seca total para os genótipos Asterix, Atlantic e SMINIA 793103-3 no entanto, não interfere nas características avaliadas neste trabalho para o genótipo SMIC 148-A. O número de folhas permite diferenciar os genótipos entre si, tanto quando provenientes de minitubérculos quanto de micropropagação. Plantas provenientes de minitubérculos e micropropagação tem potencial para serem utilizadas em programas de produção de batata pré-básica pois, ambas produzem o mesmo número de tubérculo por planta ainda nos estágios iniciais de crescimento e esta característica pode ser desejável para evitar contaminação por fitopatógenos, através de colheitas antecipadas

Integrating the pastoral component in agricultural systems

This paper aims to discuss the impact of the introduction of pastures and grazing animals in agricultural systems. For the purposes of this manuscript, we focus on within-farm integrated crop-livestock systems (ICLS), typical of Southern Brazil. These ICLS are designed to create and enhance the synergisms and emergent properties have arisen from agricultural areas where livestock activities are integrated with crops. We show that the introduction of the crop component will affect less the preceding condition than the introduction of the livestock component. While the introduction of crops in pastoral systems represents increasing diversity of the plant component, the introduction of animals would represent the entry of new flows and interactions within the system. Thus, given the new complexity levels achieved from the introduction of grazing, the probability of arising emergent properties is theoretically much higher. However, grazing management is vital in determining the success or failure of such initiative. The grazing intensity practiced during the pasture phase would affect the canopy structure and the forage availability to animals. In adequate and moderate grazing intensities, it is possible to affirm that livestock combined with crops (ICLS) has a potential positive impact. As important as the improvements that grazing animals can generate to the soil-plant components, the economic resilience remarkably increases when pasture rotations are introduced compared with purely agriculture systems, particularly in climate-risk situations. Thus, the integration of the pastoral component can enhance the sustainable intensification of food production, but it modifies simple, pure agricultural systems into more complex and knowledge-demanding production systems

Síndrome de Chiari e Hidrossiringomielia com comprometimento neurológico: um relato de caso

A Malformação de Chiari (MC) pertence a um amplo grupo de raras deformidades estruturais da junção craniocerebelomedular. O tipo I da doença caracteriza-se pela herniação tonsilar ou amigdaliana cerebelar devido à anomalia da base do crânio e da parte superior da coluna cervical, além de a porção medial do lobo inferior do cerebelo pelo canal cervical também se protuberar através do forame magno, impedindo que o líquor flua normalmente através do canal. A real prevalência da doença é desconhecida, pois muitos pacientes com herniação cerebelar são assintomáticos e o problema agrava-se na fase adulta, com queixas de cefaleia intensa e, por vezes, parestesia. O objetivo deste estudo é relatar um caso de síndrome de Chiari (SC) em uma paciente de 53 anos, ao abordar sua apresentação clínica, diagnóstico e tratamento. Paciente do sexo feminino, 53 anos, foi admitida em um hospital da rede pública de referência se queixando de cefaleia occipital intensa e cervicalgia com irradiação da dor para os membros superiores, acompanhada de parestesia nos quatro segmentos. Relatou já sentir dor há 2 anos, mas apresentou piora do quadro clínico há 8 meses. Foi, também, observada incontinência urinária devido à dissinergia detrusora-esfincteriana por provável bexiga neurogênica. Foi, então, realizado exame de imagem de ressonância magnética (RNM) do crânio e da coluna cervical, com obtenção de sequências ponderadas em T1, T2 e STIR, nos planos sagital e transverso com contraste, o qual evidenciou leve alargamento medular, além de sinais de hidrossiringomielia difusa, com hipossinal na sequência T2 intramedular na altura de D1-D2 (coluna dorsal). Foi notada discreta herniação das tonsilas cerebelares junta ao forame magno, típica da SC, sendo, por fim, confirmado o diagnóstico. A paciente, no entanto, não apresentava hidrocefalia, mesmo com a interrupção do fluxo do líquido cefalorraquidiano (LCR) para o canal vertebral. Ela encaixou- se nos parâmetros de indicação cirúrgica, sendo realizada craniotomia occipital, com acesso ao plexo coroide do quarto ventrículo do tronco encefálico com o intuito de elevar as tonsilas cerebelares baixas, herniadas no canal espinhal cervical e bloqueando o fluxo do LCR. Após a descompressão craniocervical, o curso do líquor foi restaurado e a paciente foi, por fim, encaminhada à sala de recuperação pós-operatória. A SC é uma rara doença que apresenta quadro clínico e alterações radiológicas complexas e extensas e, por vezes, o diagnóstico é retardado devido à inespecificidade dos sintomas confundidos com cervicalgias e cefaleias comuns. A hipótese diagnóstica deve ser embasada nas queixas do paciente, na anamnese minuciosa, exame clínico e nos exames de imagens, sendo a prevalência desta patologia de difícil definição e com faixas etárias distintas

Rationale, study design, and analysis plan of the Alveolar Recruitment for ARDS Trial (ART): Study protocol for a randomized controlled trial

Background: Acute respiratory distress syndrome (ARDS) is associated with high in-hospital mortality. Alveolar recruitment followed by ventilation at optimal titrated PEEP may reduce ventilator-induced lung injury and improve oxygenation in patients with ARDS, but the effects on mortality and other clinical outcomes remain unknown. This article reports the rationale, study design, and analysis plan of the Alveolar Recruitment for ARDS Trial (ART). Methods/Design: ART is a pragmatic, multicenter, randomized (concealed), controlled trial, which aims to determine if maximum stepwise alveolar recruitment associated with PEEP titration is able to increase 28-day survival in patients with ARDS compared to conventional treatment (ARDSNet strategy). We will enroll adult patients with ARDS of less than 72 h duration. The intervention group will receive an alveolar recruitment maneuver, with stepwise increases of PEEP achieving 45 cmH(2)O and peak pressure of 60 cmH2O, followed by ventilation with optimal PEEP titrated according to the static compliance of the respiratory system. In the control group, mechanical ventilation will follow a conventional protocol (ARDSNet). In both groups, we will use controlled volume mode with low tidal volumes (4 to 6 mL/kg of predicted body weight) and targeting plateau pressure <= 30 cmH2O. The primary outcome is 28-day survival, and the secondary outcomes are: length of ICU stay; length of hospital stay; pneumothorax requiring chest tube during first 7 days; barotrauma during first 7 days; mechanical ventilation-free days from days 1 to 28; ICU, in-hospital, and 6-month survival. ART is an event-guided trial planned to last until 520 events (deaths within 28 days) are observed. These events allow detection of a hazard ratio of 0.75, with 90% power and two-tailed type I error of 5%. All analysis will follow the intention-to-treat principle. Discussion: If the ART strategy with maximum recruitment and PEEP titration improves 28-day survival, this will represent a notable advance to the care of ARDS patients. Conversely, if the ART strategy is similar or inferior to the current evidence-based strategy (ARDSNet), this should also change current practice as many institutions routinely employ recruitment maneuvers and set PEEP levels according to some titration method.Hospital do Coracao (HCor) as part of the Program 'Hospitais de Excelencia a Servico do SUS (PROADI-SUS)'Brazilian Ministry of Healt

How does grazing intensity determine vegetation spatial heterogeneity and its implications for an integrated crop-livestock system

A heterogeneidade espacial induzida pelo pastejo tem sido reconhecida como um componente crucial para o manejo sustentável dos ecossistemas. Ainda assim, a maioria das intervenções realizadas pelo homem tende à homogeneização dos ambientes, inclusive no manejo dos animais. Neste estudo, foi investigado o efeito da intensidade de pastejo sobre a heterogeneidade espacial da vegetação e a criação de uma estrutura ótima para a maximização da taxa de ingestão dos animais, e suas implicações em um Sistema Integrado de Produção Agropecuária (SIPA). O experimento foi conduzido durante o inverno de 2015, no estado do Rio Grande do Sul, Brasil, em um protocolo experimental de longo prazo iniciado em 2001. Os tratamentos foram arranjados em um delineamento de blocos completamente casualizados com três repetições e consistiram em diferentes intensidades de pastejo por bovinos em pasto misto de azevém anual (Lolium multiflorum Lam.) e aveita-preta (Avena strigosa Schreb.): pastejo intenso (P10), pastejo moderado (P20), pastejo moderado-leve (P30), pastejo leve (P40) e ausência de pastejo (SP). A heterogeneidade espacial da vegetação aumentou com a diminuição da intensidade de pastejo. Maior heterogeneidade e estruturação espacial foram identificadas no mês de julho, durante o período vegetativo de ambas as espécies forrageiras. O início do florescimento ocasionou uma diminuição na dependência espacial e um incremento na heterogeneidade abaixo da escala de observação. P10 apresentou dossel homogêneo espacialmente ao longo de todo o ciclo de pastejo, composto em sua maior parte por uma vegetação excessivamente pastejada (<10 cm). P20 apresentou maior participação de alturas ótimas para a maximização da taxa de ingestão (15 a 29,99 cm) ao longo do ciclo de pastejo. Com o aumento da intensidade de pastejo, aumentaram também a carga animal (CA, P<0,05) e o ganho de peso vivo por área (GPV, P<0,05). A intensidade de pastejo moderada (P20) apresentou maior ganho médio diário (GMD, P<0,05) quando comparada ao pastejo intenso (P10), não diferindo, no entanto, de P30 e P40. Sendo assim, a utilização de intensidades de pastejo moderadas constitui na melhor alternativa para conciliar produtividade e conservação ambiental em SIPA.Spatial heterogeneity induced by grazing has been recognized as a crucial component to the ecosystems sustainable management. Even so, most of the interventions made by humans tend to homogenize the environments, including animal management. In this study, we investigated the effect of grazing intensity on vegetation spatial heterogeneity and creation of an optimal structure for maximizing animals intake rate, and the implications for an Integrated Crop-Livestock System (ICLS). The experiment was carried out during winter 2015, in the Rio Grande do Sul state, Southern Brazil, in a long-term experimental protocol implemented in 2001. Treatments were arranged in a randomized complete block design with three replicates and consisted of different grazing intensities by steers on Italian ryegrass (Lolium multiflorum Lam.) and black oat (Avena strigosa Schreb.) mixed pastures: intensive grazing (P10), moderate grazing (P20), moderate-light grazing (P30), light grazing (P40) and absence of grazing (NG). Vegetation spatial heterogeneity increased with decreasing grazing intensities. Greater heterogeneity and spatial dependence were identified in July, during both forage species growing season. The flowering initiation caused a decrease in spatial dependence and an increase in small scale spatial heterogeneity (nugget effect). P10 showed a spatially homogeneous canopy throughout the grazing cycle, composed mostly by an excessively grazed vegetation (<10 cm). P20 showed higher participation of optimal heights for maximizing the intake rate (15 to 29,99 cm) throughout the grazing cycle. Increasing grazing intensity also increased stocking rate (SR, P<0,05) and liveweight gain per area (LWG, P<0,05). Moderate grazing intensity (P20) showed higher average daily gain (ADG, P<0,05) compared to intensive grazing (P10), without difference, however, from P30 and P40. Therefore, the utilization of moderate grazing intensities is the best alternative to reconcile productivity and environmental conservation in ICLS

How does grazing intensity determine vegetation spatial heterogeneity and its implications for an integrated crop-livestock system

A heterogeneidade espacial induzida pelo pastejo tem sido reconhecida como um componente crucial para o manejo sustentável dos ecossistemas. Ainda assim, a maioria das intervenções realizadas pelo homem tende à homogeneização dos ambientes, inclusive no manejo dos animais. Neste estudo, foi investigado o efeito da intensidade de pastejo sobre a heterogeneidade espacial da vegetação e a criação de uma estrutura ótima para a maximização da taxa de ingestão dos animais, e suas implicações em um Sistema Integrado de Produção Agropecuária (SIPA). O experimento foi conduzido durante o inverno de 2015, no estado do Rio Grande do Sul, Brasil, em um protocolo experimental de longo prazo iniciado em 2001. Os tratamentos foram arranjados em um delineamento de blocos completamente casualizados com três repetições e consistiram em diferentes intensidades de pastejo por bovinos em pasto misto de azevém anual (Lolium multiflorum Lam.) e aveita-preta (Avena strigosa Schreb.): pastejo intenso (P10), pastejo moderado (P20), pastejo moderado-leve (P30), pastejo leve (P40) e ausência de pastejo (SP). A heterogeneidade espacial da vegetação aumentou com a diminuição da intensidade de pastejo. Maior heterogeneidade e estruturação espacial foram identificadas no mês de julho, durante o período vegetativo de ambas as espécies forrageiras. O início do florescimento ocasionou uma diminuição na dependência espacial e um incremento na heterogeneidade abaixo da escala de observação. P10 apresentou dossel homogêneo espacialmente ao longo de todo o ciclo de pastejo, composto em sua maior parte por uma vegetação excessivamente pastejada (<10 cm). P20 apresentou maior participação de alturas ótimas para a maximização da taxa de ingestão (15 a 29,99 cm) ao longo do ciclo de pastejo. Com o aumento da intensidade de pastejo, aumentaram também a carga animal (CA, P<0,05) e o ganho de peso vivo por área (GPV, P<0,05). A intensidade de pastejo moderada (P20) apresentou maior ganho médio diário (GMD, P<0,05) quando comparada ao pastejo intenso (P10), não diferindo, no entanto, de P30 e P40. Sendo assim, a utilização de intensidades de pastejo moderadas constitui na melhor alternativa para conciliar produtividade e conservação ambiental em SIPA.Spatial heterogeneity induced by grazing has been recognized as a crucial component to the ecosystems sustainable management. Even so, most of the interventions made by humans tend to homogenize the environments, including animal management. In this study, we investigated the effect of grazing intensity on vegetation spatial heterogeneity and creation of an optimal structure for maximizing animals intake rate, and the implications for an Integrated Crop-Livestock System (ICLS). The experiment was carried out during winter 2015, in the Rio Grande do Sul state, Southern Brazil, in a long-term experimental protocol implemented in 2001. Treatments were arranged in a randomized complete block design with three replicates and consisted of different grazing intensities by steers on Italian ryegrass (Lolium multiflorum Lam.) and black oat (Avena strigosa Schreb.) mixed pastures: intensive grazing (P10), moderate grazing (P20), moderate-light grazing (P30), light grazing (P40) and absence of grazing (NG). Vegetation spatial heterogeneity increased with decreasing grazing intensities. Greater heterogeneity and spatial dependence were identified in July, during both forage species growing season. The flowering initiation caused a decrease in spatial dependence and an increase in small scale spatial heterogeneity (nugget effect). P10 showed a spatially homogeneous canopy throughout the grazing cycle, composed mostly by an excessively grazed vegetation (<10 cm). P20 showed higher participation of optimal heights for maximizing the intake rate (15 to 29,99 cm) throughout the grazing cycle. Increasing grazing intensity also increased stocking rate (SR, P<0,05) and liveweight gain per area (LWG, P<0,05). Moderate grazing intensity (P20) showed higher average daily gain (ADG, P<0,05) compared to intensive grazing (P10), without difference, however, from P30 and P40. Therefore, the utilization of moderate grazing intensities is the best alternative to reconcile productivity and environmental conservation in ICLS