Impact of grazing management and crop rotation on integrated crop-livestock system : implication on Italian ryegrass established by self-seeding

Abstract

Resumo: Sistemas integrados de produção agropecuária (SIPA) são reconhecidos por sua produção sustentável, tanto agrícola quanto pecuária, devido a melhor utilização dos recursos naturais. Diferentes combinações e proporções de espécies animais e vegetais em SIPA são responsáveis por produzir aproximadamente metade da produção mundial de alimentos. Nas regiões subtropicais do mundo, particularmente na América do Sul, a utilização do azevém anual (Lolium multiflorum Lam.) estabelecidos por ressemeadura natural em rotação com milho (Zea mays L.) e/ou soja (Glycine max L.), são amplamente difundido entre os produtores rurais. Em SIPA a prática de ressemeadura natural são considerados economicamente e ambientalmente mais vantajosos, uma vez que economiza gastos e energia (combustível fóssil). Sobre este arranjo em SIPA, diversas questões ainda não foram respondidas sob a influência das práticas de manejo sobre o estabelecimento do azevém anual proveniente de ressemeadura natural. Por exemplo as plantas de soja e milho tem diferentes estruturas de dosséis, que podem afetar o desenvolvimento inicial das plântulas de azevém anual. Outro ponto é o manejo do pastoreio em SIPA, particularmente o efeito dos diferentes método de pastoreio e intensidades de pastejo que podem afetar o crescimento do pasto. Uma vez que o manejo do pastejo pode restringir a seletividade animal (altas intensidades de pastejo e pastoreio rotativo), afetam negativamente o acúmulo da massa de forragem, densidade de perfilhos reprodutivos e produção de sementes. Entretanto, estudos sobre o entendimento das interações e complementariedades entre as fases lavoura e pastagens em SIPA é pouco abordado na literatura, principalmente com o azevém anual estabelecido por ressemeadura natural. A hipótese deste trabalho é que a rotação das culturas de verão (monocultura de soja ou rotação soja-milho) e diferentes manejos do pasto (método de pastoreio e intensidade de pastejo) afetam diferentemente o desenvolvimento e a resiliência do azevém anual em SIPA no curto e longo prazo. Para comprovar esta hipótese foram preparados três artigos com os seguintes objetivos: i) avaliar os efeitos das práticas de manejo, rotação de culturas, método de pastoreio e oferta de forragem afetam o restabelecimento dos pastos de azevém anual por ressemeadura natural e determinar se os pastos são capazes de restabelecer por mais de um ano sem a adição de sementes no solo. ii) avaliar o impacto da rotação de culturas de verão e o manejo do pasto na massa de forragem no inicio e no final da fase pastejo. iii) Analisar e modelizar a dinâmica do azevém anual em SIPA com uma base de dados histórica do ciclo de vida do pasto e determinar a resiliência sob diferentes práticas de manejo sob uma perspectiva de longo-prazo. Palavras chave: Sistemas mistos, intensidade de pastejo, método de pastoreio, soja, milho, resiliência.

Abstract: Integrated crop-livestock systems with no-till (ICLS) are recognized to sustained agriculture and livestock production by the efficiently use of natural resources. Different combinations and proportions of animal and plant species in ICLS are responsible for producing about half of the of the word's food. In subtropical regions of the world, mainly in South America, the utilization of Italian ryegrass (Lolium multiflorum Lam.) established by self-seed in rotation with maize (Zea Mays L.) or soybean (Glycine max L. Merril) is widely widespread. In ICLS, the harnessing of self-seeding is economically and environmentally advantageous because is capable to save money and energy (based on fossil fuel). In ICLS many question are unanswered about the Italian ryegrass established by self-seeding in face of different agricultural practices. For example soybean and maize have different canopy structures that can differently affect the pasture establishment phase. The grazing management in ICLS, particularly the effect of different stocking method and different grazing intensity can affect the dynamic of the pasture production. Since manage the pasture restricting the animal selection (i.e. higher grazing intensity and rotational stocking) affects negatively the herbage mass accumulation, the flowering structure and the seed production. However, the understanding of the interactions and of the complementarity between crops and pasture phases is poorly addressed in the literature, mainly in Italian ryegrass established by selfseeding. The hypothesis is that summer crop rotation (soybean monoculture or soybeanmaize) and the different grazing management (stocking methods and grazing intensities) affects differently the development and the resilience of Italian ryegrass in ICSL in short and long-term. To prove this hypothesis were prepared three articles with the following objective: i) to evaluate the effects of management practices, crop rotation, stocking method and herbage allowance on the re-establishment of Italian ryegrass pastures by self-seeding and determining if the pastures are able to establish themselves following a year without seed production. ii) to evaluate the impacts of summer crop rotation and grazing management on herbage mass at the beginning and at the end of grazing phase in ICLS. iii) to analyse and modelling the dynamics of Italian ryegrass in ICLS from an experimental database, based on a life-cycle basis to determine the resilience of different cropping systems in a long-term perspective. Key words: Mixed systems, grazing intensity, stocking method, soybean, maize, resilience.