Carbon uptake, forage net accumulation and grazing efficiency responses to herbage allowance in Marandu palisadegrass [Brachiaria brizantha (Hochst ex A. Rich.) Stapf.] pastures.

A oferta de forragem exerce forte influência sobre o consumo e o desempenho dos animais em pastejo com reflexos na estrutura do dossel e no acúmulo de forragem. O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito da oferta de forragem (OF) sobre a capacidade fotossintética foliar e do dossel, o acúmulo de forragem, a estrutura do dossel e a eficiência de pastejo em pastagens de capim-Marandu [Brachiaria brizantha (Hochst ex A. RICH.) STAPF.] sob lotação rotacionada. O experimento foi realizado na Faculdade de Zootecnia e Engenharia de Alimentos da Universidade de São Paulo em Pirassununga SP de dezembro de 2002 a abril de 2004. O delineamento experimental foi o de blocos completos ao acaso com quatro repetições. Os tratamentos foram quatro níveis de OF, 5, 10, 15 e 20 kg massa de forragem 100 kg peso vivo-1 dia-1 (%) em lotação rotacionada com ciclos de pastejo de 35 dias, com 28 dias de descanso e sete de ocupação. As variáveis avaliadas durante a rebrotação foram o índice de área foliar (IAF), a interceptação de luz, a altura média do dossel, a massa de forragem e a fotossíntese foliar. A eficiência de pastejo foi estimada em função do acúmulo de forragem durante a rebrotação e da taxa de desaparecimento de forragem, descontando-se as perdas durante o pastejo. A dispersão dos valores de altura do dossel, medidos no pré-pastejo e no pós-pastejo, permitiu a avaliação da variabilidade espacial da vegetação. Com base na distribuição da luz no perfil do dossel e na fotossíntese foliar, foi desenvolvido um modelo matemático para estimar a fotossíntese do dossel e o acúmulo de forragem. A altura do dossel no pós-pastejo se manteve ao redor de 17 cm para a OF de 5%, enquanto que para as demais OFs houve aumento dos valores ao longo do experimento. A relação entre altura e interceptação de luz pelo dossel foi modificada de 2003 para 2004, de modo que para uma mesma altura, a capacidade de interceptação se tornou maior nos dosséis sob OF de 5 e 10%. A fotossíntese foliar decresceu de maneira linear com o aumento da OF e os valores se situaram entre 28 e 23 µmol CO2 m-2 s-1 em 2003 e entre 27 e 24 µmol CO2 m-2 s-1 em 2004, para as OFs de 5 e 20%, respectivamente. A partir do final das avaliações em 2003, houve decréscimo na taxa de acúmulo de forragem (TAF) para as OFs mais elevadas, condição que se manteve em 2004, com uma taxa média de 49 kg MS ha-1 dia-1. O modelo de fotossíntese de dossel indicou que o máximo acúmulo de forragem foi atingido num IAF médio igual a 3,5, valor abaixo do que seria atingido (~ 4) se a fotossíntese foliar máxima (Amax) não diminuísse com o aumento do IAF. A eficiência de pastejo decresceu com o aumento da OF, atingindo valores máximos de 64% em 2003 e 55% em 2004, nas pastagens sob OF de 5%. Apesar da maior produção de forragem, o consumo total para as OFs de 10, 15 e 20% ficou abaixo dos valores obtidos para a OF de 5%. Houve aumento da variabilidade espacial da vegetação após o pastejo, exceção feita à OF de 10%. A utilização de OFs generosas, principalmente 15 e 20%, com o intuito de maximizar o desempenho animal trouxe conseqüências negativas sobre o potencial fotossintético e sobre o acúmulo de forragem em pastagens de capim-Marandu. Além disso, a eficiência de pastejo foi severamente diminuída e houve aumento considerável na variabilidade espacial da vegetação.Herbage allowance (HA) has strong influence on intake and animal performance in grazing systems, as it impacts canopy structure and net herbage accumulation. The objective of this study was to assess the effects of HA on leaf photosynthesis, net herbage accumulation, sward structure and grazing efficiency in Marandu palisadegrass pastures [Brachiaria brizantha (Hochst ex A. RICH.) STAPF.] under rotational stocking. The experiment was carried out at Faculdade de Zootecnia e Engenharia de Alimentos, Universidade de São Paulo, Pirassununga SP, from December 2002 to April 2004. The experimental design was a randomised complete block with four replications. Treatments were four levels of herbage allowance, 5, 10, 15, and 20 kg dry matter per 100 kg live weight per day (%) in a grazing cycle of 35 days (28 d of rest and 7 d of grazing). Responses studied during regrowth were leaf area index (LAI), light interception, mean canopy height, herbage mass and leaf photosynthesis. Grazing efficiency was calculated as a proportion of net herbage accumulation as well as of the herbage disappearance rate (minus losses) during the grazing period. The dispersion of sward height values, measured pre- and post-graze, allowed for the evaluation of the spatial variability of the vegetation. Based on the light distribution within the canopy profile and leaf photosynthesis, a mathematical model was developed to estimate canopy photosynthesis and net herbage accumulation. Post-graze canopy height averaged 17 cm for 5% HA, whereas for the other HA levels height increased across grazing cycles. The relationship between canopy height and light interception changed from 2003 to 2004. For the same height, interception increased in the 5 and 10% HA canopies. Leaf photosynthesis decreased linearly with increased HA, due to mutual shading within the canopy. Photosynthetic rates ranged from 28 and 23 µmol CO2 m-2 s-1 in 2003 and from 27 to 24 µmol CO2 m-2 s-1 in 2004, for the 5 and the 20% HAs, respectively. From season-end in 2003, through the winter dry season, net herbage accumulation under high HA decreased, and this persisted through the 2004 grazing season. The model of canopy photosynthesis suggests that maximum herbage accumulation was reached at a 3.5 LAI, lower than what would be reached (~ 4) if the maximum leaf photosynthesis did not decrease with increasing LAI. Grazing efficiency decreased with increased HA, and highest efficiencies were 64% in 2003 and 55% in 2004, in pastures under the 5% HA treatment. Despite the higher forage dry matter production, intake in the 10, 15, and 20% HA pastures was lower than that under 5% HA. Grazing increased the spatial variability of the vegetation, except for the 10% HA. The use of generous HA levels (15 and 20%), although favourable to high animal performance, was detrimental to the photosynthetic capacity and net herbage accumulation in pastures of Marandu palisadegrass. In addition, grazing efficiency was severely reduced and spatial variability was considerably higher under high HA