Weed community in integrated crop-livestock systems

Abstract

Resumo: Sistemas de produção com componentes cada vez mais diversificados e dinâmicos, como o Sistema Integrado de Produção Agropecuária (SIPA), criam a complexidade que desloca e modifica a comunidade de plantas daninhas ao longo das sucessões espaço-temporais do cultivo de pastagens e lavouras, o que, entre outras coisas, impede a seleção contínua de espécies específicas de plantas daninhas adaptadas a um tipo de cultura. Isso pode ser útil para o manejo de plantas daninhas, gerar economia com a redução do uso de herbicidas e ainda promover a biodiversidade nas propriedades agrícolas. Entretanto, a magnitude dos efeitos dos SIPA sobre a comunidade de plantas daninhas depende do manejo empregado nas pastagens e nas culturas agrícolas. Impactos dos SIPA sobre plantas daninhas foram estudados com variações de práticas de manejo em quatro abordagens: (1) Em um experimento de longa duração com integração da produção de soja no verão e bovinos de corte em pastejo no inverno foi avaliado o efeito de diferentes alturas de manejo do pasto (10, 20, 30 e 40 cm) no banco de sementes e na emergência de plantas daninhas, o qual mostrou que o aumento da altura do pasto reduziu o tamanho do banco de sementes e a emergência de plantas daninhas no inverno e no verão. (2) Um estudo de campo com rotação de culturas durante o verão de soja-milho ou soja-soja em sucessão com culturas de cobertura pastejada no inverno com diferentes manejos de pastoreio (métodos de lotação e ofertas de forragem contrastantes) permitiu identificar, ao longo destes manejos padrões dos SIPA, que a maior oferta de forragem (ou seja, aumentar a altura de manejo do pasto) foi a principal prática que proporcionou a redução da população de plantas daninhas. (3) Os levantamentos de plantas daninhas em grande escala foram realizados em vários campos comerciais, envolvendo dois protocolos experimentais (um experimento de curto prazo e um de longo prazo) no sul do Brasil e mostraram que a composição de espécies diferiu significamente de acordo com as diferentes ofertas de forragem. Diversas espécies de plantas daninhas problemáticas foram suprimidas quando foi utilizada oferta moderada de forragem (> 20 cm de altura do dossel do pasto) que também promoveu maior produção de soja e carne bovina com menor demanda de aplicação de herbicidas, quando comparados com a menor oferta de forragem (<10 cm). (4) O modelo construído com observações da dinâmica da abundância de plantas daninhas durante 12 anos na França em rotações de cereais com a inclusão de pastagem temporária (isto é, forrageira perene em rotação com milho, trigo e cevada) revelou que os efeitos da fertilização e duração da pastagem temporária na rotação podem ser mediados por variações de produção da biomassa das pastagens e das culturas. Sendo que quanto maior a quantidade de biomassa produzida menor a infestação de plantas daninhas no próximo ano. Palavras chave: rotações de culturas e pastagens, manejo integrado de plantas daninhas, controle biológico, dinâmica da população de plantas, ecologia das plantas daninhas.

Abstract: Production systems that have increasingly diverse and dynamic components, such as an Integrated Crop-Livestock System (ICLS), create complexity that shifts the weed communities further along the continuum of spatial-temporal grassland-cropping succession and may be used to prevent the continuous selection of particular weed species adapted to one crop type. This might be useful for weed management, economy in herbicide applications and promoting biodiversity. However, the magnitude of the effects of ICLS on weeds depends on the management of grasslands and crops. Here, the impacts of such ICLS on weeds were studied with four approaches. (1) The first approach involved a long-term experiment that investigated the effects of different grazing intensities (10, 20, 30 and 40 cm of sward height) on weed seedling emergence and seed banks on a soybean-beef system (i.e., grazing cover crop by cattle in the winter and soybean production in the following summer). This experiment showed that an increase in pasture sward height reduced the weed seed bank and reduced weed emergence in the winter. Furthermore, it showed that an increase in pasture sward height promoted more residue of winter-grazed cover crop biomass that remained during the summer crop phases and likely resulted in a physical barrier to weed emergence. (2) The second approach involved a field experiment with contrasting crop rotation (i.e., during summer, the crop rotation treatments involved either soybean-maize or soybean-soybean in succession with winter-grazed cover crops) submitted to different grazing management options (stocking method and forage allowances) allowed identify, over the standard management of ICLS, that increased pasture sward height (higher forage allowances) was the main practices that provided weed population reduction. (3) The third approach involved conducting large-scale weed surveys in several commercial fields involving two experimental protocols (one short-term and one long-term experiment) in Southern Brazil and showed that weed species composition differed strongly among different swards heights. When compared with lower forage allowances (<10 cm sward height of winter grazed-cover crop), several problematic weed species were suppressed when using moderate forage allowances (>20 cm sward height of winter grazed-cover crop), which promoted higher soybean and beef production with reduced demands for herbicide input. (4) The fourth approach involved building a model with measurements of weed abundance dynamics on grassland-cropping rotations over 12 years in France (i.e., mowed perennial forage in rotation with maize, wheat and barley). This model revealed that the effects of the fertilization and duration of the temporary grassland included in the cereal rotation may be mediated by variations of grassland and crop biomass production and that higher biomass production reduce future weed populations. Key-words: sod-based rotations, integrated weed management, biological control, plant population dynamics, weed ecology.