Effects of grazing and shade on soil quality and crop performance in integrated system

Abstract

Resumo: Os Sistemas Integrados de Produção Agropecuária (SIPA) têm despertado um interesse crescente como uma abordagem promissora para diversificar atividades agrícolas e recuperar solos degradados. Esta tese tem como objetivo investigar os efeitos dos ICLS na qualidade do solo, na ciclagem de nutrientes e na produtividade das culturas, a fim de promover uma agricultura mais sustentável. Nossos resultados revelaram melhorias consistentes em diversas propriedades do solo, como a quantidade de carbono da biomassa microbiana (CBM), nitrogênio da biomassa microbiana (NBM), respiração do solo, atividade enzimática, pH, carbono orgânico total (COT) e disponibilidade de nutrientes. Um destaque importante foi o impacto positivo do pastejo animal nos SIPA, que influenciou especialmente as propriedades de biológicas do solo, indicando uma melhor ciclagem de nutrientes e uma melhoria na estrutura do solo. Além disso, a interação entre animais, plantas e a biomassa microbiana do solo nos SIPA mostrou-se benéfica para a nutrição de plantas. A presença de animais nas áreas dos SIPA promoveu uma ciclagem constante de nutrientes, acúmulo de matéria orgânica no solo e atividade microbiana, resultando em uma maior disponibilidade de nutrientes para as plantas. Estratégias adequadas de manejo, como o tipo de pastejo e a aplicação de fertilizantes, desempenham um papel fundamental na otimização da absorção de nutrientes e na minimização de perdas nos SIPA. Assim, esse tipo de produção integrada, se apresenta como uma estratégia sustentável e eficiente para melhorar a qualidade do solo, a fim de promover a ciclagem de nutrientes e aumentar a produtividade agrícola, se mostrando essencial para conservar os recursos naturais, melhorar a saúde do solo e alcançar uma agricultura mais sustentável. No entanto, é necessário continuar investindo em pesquisas adicionais e desenvolver abordagens de manejo personalizadas para maximizar o potencial dos SIPA e implementar práticas agrícolas mais eficientes, visando a sustentabilidade ambiental e a segurança alimentar.

Abstract: The Integrated Crop-Livestock Systems (ICLS) have awakened a growing interest as a promising approach to diversify agricultural activities and recover only degraded areas. This thesis has the objective of investigating the effects of the ICLS on the quality of the soil, on the cycling of nutrients and on the productivity of crops, in order to promote a more sustainable agriculture. Our results will reveal consistent improvements in various solo properties, such as amount of microbial biomass carbon (MCB), microbial biomass nitrogen (NMB), solo respiration, enzyme activity, pH, total organic carbon (TOC), and nutrient availability. An important highlight was the positive impact of animal grazing on ICLS, which especially influenced the biological properties of solo, indicating better nutrient cycling and better structure of solo. Furthermore, the interaction between animals, plants and the microbial biomass has only shown us ICLS to be beneficial for plant nutrition. The presence of animals in the ICLS areas promotes a constant cycling of nutrients, accumulation of organic matter not only and microbial activity, resulting in a greater availability of nutrients for the plants. Appropriate management strategies, such as the type of pasture and the application of fertilizers, play a fundamental role in optimizing nutrient uptake and minimizing losses in ICLS. Likewise, this type of integrated production is presented as a sustainable and efficient strategy to improve the quality of the soil, in order to promote nutrient cycling and increase agricultural productivity, proving to be essential to conserve natural resources, improve the health of the only to reach a more sustainable agriculture. However, it is necessary to continue investing in additional research and develop personalized management approaches to maximize the potential of ICLS and implement more efficient agricultural practices, aiming at environmental sustainability and food safety.