Rising atmospheric carbon dioxide concentration and the future of C4 crops for food and fuel

Crops with the C4 photosynthetic pathway are vital to global food supply, particularly in the tropical regions where human well-being and agricultural productivity are most closely linked. While rising atmospheric [CO2] is the driving force behind the greater temperatures and water stress, which threaten to reduce future crop yields, it also has the potential to directly benefit crop physiology. The nature of C4 plant responses to elevated [CO2] has been controversial. Recent evidence from free-air CO2 enrichment (FACE) experiments suggests that elevated [CO2] does not directly stimulate C4 photosynthesis. Nonetheless, drought stress can be ameliorated at elevated [CO2] as a result of lower stomatal conductance and greater intercellular [CO2]. Therefore, unlike C3 crops for which there is a direct enhancement of photosynthesis by elevated [CO2], C4 crops will only benefit from elevated [CO2] in times and places of drought stress. Current projections of future crop yields have assumed that rising [CO2] will directly enhance photosynthesis in all situations and, therefore, are likely to be overly optimistic. Additional experiments are needed to evaluate the extent to which amelioration of drought stress by elevated [CO2] will improve C4 crop yields for food and fuel over the range of C4 crop growing conditions and genotypes

Produtividade e valor nutritivo da Brachiaria brizantha cv. Marandu em um sistema silvipastoril Productivity and nutritional value of Brachiaria brizantha cv. Marandu in a silvopastoral system

O experimento foi realizado em sistema silvipastoril (Ssp) localizado no bioma de Cerrado, no município de Lagoa Santa, Minas Gerais, no ano agrícola de 2004-2005. Avaliou-se a influência do Ssp composto pela arbórea bolsa-de-pastor (Zeyheria tuberculosa) sobre os parâmetros produção, atributos morfogênicos, composição bromatológica e valor nutritivo da gramínea Brachiaria brizantha cv. Marandu, e os efeitos sobre as condições microclimáticas. O delineamento experimental foi em blocos ao acaso, com cinco blocos (épocas de corte), dois tratamentos (T1 - B. brizantha cv. Marandu sombreada com a Z. tuberculosa e T2 - B. brizantha cv. Marandu, a pleno sol) e três repetições (parcelas). O sombreamento proporcionado pela Z. tuberculosa, apesar de reduzir a produção de matéria seca (MS) da gramínea, favoreceu o aumento do teor de proteina bruta (PB) e não alterou a produção de PB/ha e nem afetou a concentração de FDN. Os teores de FDA foram mais altos que os encontrados a pleno sol, o que provavelmente resultou em menor degradabilidade in vitro da MS e da matéria orgânica, não alterando a degradabilidade efetiva.<br>The experiment was carried out in a Silvopastoral system (Sps) located in Brazilian Savannah, Lagoa Santa county, Minas Gerais State, during the agricultural year of 2004-2005. It was studied the influence of Sps formed by "Bolsa de Pastor" (Zeyheria tuberculosa) on the production, morphogenic attributes, bromatological composition and nutritional value of the graminaceous Brachiaria brizantha cv. Marandu as well as on the microclimatic aspects. The Sps was established in 1982, in a red-yellow latossol by the natural regeneration process. The experiment was based on a randomized block design, with 5 blocks (cutting times), 2 treatments (T1 - B. brizantha cv. Marandu shaded by Z. tuberculosa and T2 - B. brizantha cv. Marandu at open sky and three repetitions (plots). Although the DM production of the graminaceous in the Sps with Z. tuberculosa has reduced the level of crude protein (CP) has increased and the production of CP per ha and the Sps NDF concentration have remained unchanged. However, the levels of ADF were higher in the shaded area, which probably resulted in lower in vitro DM and organic matter degradability, but similar effective DM degradability

Desempenho de forrageiras hibernais sob distintos níveis de luminosidade Performance of hibernal forages under distinct brightness levels

Objetivou-se determinar os possíveis efeitos da restrição de luminosidade, obtida com distintas densidades de árvores de Pinnus taeda, sobre a produção e qualidade de: aveia-preta (Avena strigosa Schreb) cv. Comum, aveia-branca (Avena sativa L.) cv. Fapa 2, azevém (Lolium multiflorum L.) cv. Comum, trigo (Triticum aestivum L.) duplo propósito cv. BRS Tarumã e ervilhaca peluda (Vicia villosa L.). Avaliaram-se três níveis de luminosidade: a sol aberto (sem presença de árvores de Pinnus taeda), 30% de restrição de radiação (usando espaçamento entre árvores de 15 × 3 m, com 222 árvores/ha) e 60% de restrição de radiação (usando espaçamento de 9 × 3 m, com 370 árvores/ha). Foram realizadas avaliações da produção de forragem, da composição química e dos componentes estruturais das plantas, do potencial hídrico das plantas, da umidade do solo, das variáveis microclimáticas e da produção de acículas. O delineamento experimental foi de blocos completos ao acaso, em parcelas subdivididas e três repetições. O azevém foi a espécie mais produtiva em todos os níveis de luminosidade, embora a ervilhaca tenha apresentado a menor redução de produção quando sombreada. Houve maior potencial hídrico nas plantas e maior umidade no solo nos ambientes sombreados, mesmo assim, a produção de forragem reduziu significativamente no sombreamento mais intenso (81%). A composição química e os componentes estruturais de todas as forrageiras estudadas também são afetados pelo aumento da restrição luminosa.<br>Possible effects of brightness restriction, obtained by different Pinnus taeda tree densities, on the production and quality of black oat (Avena strigosa Schreb) cv. Common, white oat (Avena sativa L.) cv. FAPA 2, annual ryegrass (Lolium multiflorum L.) cv. Common, hairy vetch (Vicia villosa), wheat (Triticum aestivum L.) cv. dual purpose BRS Tarumã were studied. It was evaluated three brightness levels: 1 - full sunlight with no trees; 2 - 30% of radiation restriction, using 15 × 3 m spacing between trees (222 trees/ha), and; 3 - 60% of radiation restriction, using 9 × 3 m between trees (370 trees/ha). It was performed evaluations of forage production, chemical composition and structural component of plants, water potential of the plants, soil moisture, microclimate variables and production of needles. The experimental design was completely randomized blocks, in split-plots and three replicates. Ryegrass was the most productive species at all brightness levels, although hairy vetch showed the lowest reduction on production under shading. There was higher water potential in the plants and higher soil moisture under shading, however, forage production was significantly reduced in the most intense shading (81%). Chemical composition and structural components of all studied forage species are also affected by brightness restriction increase

Avaliação da Brachiaria brizantha cv. marandu em sistemas silvipastoris Evaluation of Brachiaria brizantha cv. marandu in silvopastoral systems

Avaliou-se a degradabilidade in situ da matéria seca (MS) da Brachiaria brizantha cv. marandu colhida em dois sistemas silvipastoris compostos pelas arbóreas, ipê felpudo (Zeyheria tuberculosa) e aroeira (Myracrodruon urundeuva), localizados no bioma Cerrado, município de Lagoa Santa, MG. O período de coleta da forragem foi de dezembro de 2004 a abril de 2005. O delineamento utilizado foi em blocos ao acaso, segundo esquema de parcelas subdivididas, sendo as parcelas os tratamentos e as sub-parcelas os tempos de degradação. O sombreamento com as arbóreas não influenciou a degradabilidade in situ da matéria seca da forrageira.<br>In situ degradability of dry matter of Brachiaria brizantha cv. marandu harvested in two silvopastoral systems was evaluated. One system was composed by Zeyheria tuberculosa tree and the other by Myracrodruon urundeuva, both located at Brazilian Savannah, Lagoa Santa, MG. A completely ramdomized block experimental design in a splitplot arrangement was used. The treatments were allocated in the plots and the times in the splitplot. No effect of shade was observed for in situ dry matter degradability