Light interception, canopy architecture, and carbon assimilation in Xaraés palisadegrass [Brachiaria brizantha (A. Rich.) Stapf. cv. Xaraés] pastures as affected by rotational grazing strategies

A produção de forragem em pastagens é um processo complexo, pois envolve uma série de fatores de ordem fisiológica, morfológica e a interação destes. A partir do conhecimento sobre processos individuais e das interações entre eles pode-se estimar a capacidade assimilatória do dossel usando modelos matemáticos. O objetivo deste trabalho foi avaliar o desempenho agronômico e modelar o potencial fotossintético de dosséis vegetativos de capim-xaraés em função da arquitetura da comunidade vegetal e do ambiente luminoso, em pastagem submetida a estratégias de pastejo intermitente, com freqüências de desfolhação baseadas em interceptação luminosa ou calendário, visando estabelecer uma base racional de manejo e observando o sistema sob o ponto de vista fisiológico da planta e da praticidade do manejo. Além disso, descreve-se as respostas morfo-fisiológicas das plantas e verificando suas relações, com as variações na produção influenciadas pelos tratamentos. O estudo foi realizado na Escola Superior de Agricultura "Luiz de Queiroz", campus da USP localizado em Piracicaba - SP, numa área de Nitossolo Vermelho Eutroférrico, estabelecida com capim Brachiaria brizantha cv. Xaraés, onde foram avaliadas as características agronômicas, morfológicas e fisiológicas deste, tais como produção de forragem, taxas de fotossíntese, índice de área foliar (IAF), interceptação luminosa (IL), ângulos foliares. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado com três tratamentos e três repetições, totalizando nove unidades experimentais (piquetes) de 120 m² cada, as quais foram pastejadas por grupos de animais sempre que a IL do dossel chegasse a 95%, ou a 100% ou a cada 28 dias. As estratégias de pastejo apresentaram diferentes acúmulos totais de forragem durante o verão. O tratamento 100% de IL, devido à sua menor freqüência, garantiu à comunidade vegetal um maior intervalo de desfolhações e, conseqüentemente, maior período de crescimento, propiciando maiores acúmulos (22.760 kg MS ha-1) de forragem em relação aos tratamentos 95 % de IL e 28 dias (17.700 kg MS ha-1). Os tratamentos baseados em IL apresentaram alturas de prépastejo, próximas das suas respectivas médias, nas respectivas interceptações luminosas. Isso sugere que a altura pode ser usada como uma ferramenta manejo, o que é confirmado pela sua correlação entre altura e IL para todos os tratamentos (r=0,84). Esta mesma relação ocorre com os valores de IAF (r=0,92), que ao longo do experimento mostrou-se, consistentemente, relacionado aos valores de IL (r=0,92), em todos os tratamentos. No tratamento de maior freqüência (95% de IL) o potencial fotossintético manteve-se máximo do dia médio até o pré-pastejo, devido ao menor intervalo de pastejo e à manutenção de menor área foliar média (2,08) o que propiciou um bom ambiente luminoso, minimizando a competição por luz. Dessa forma, o manejo mais adequado seria aquele que proporciona os maiores valores de fotossíntese de dossel ao longo do ciclo.Yield formation in pastures is a complex process at it involves factors of both physiological and morphological nature, as well as interactions among them. By understanding individual processes and how they interact it is possible to assess the assimilatory potential of the sward, using through modeling and simulation. The objective of this research was to evaluate the agronomic performance and to model the photosynthetic potential of vegetative swards of Xaraés palisadegrass as a function of canopy architecture and light environment, in pastures under intermittent grazing, where defoliation frequency was dictated either by levels of light interception or by chronological time, in order to try to rationalize management practices under a physiological standpoint and operational practicity. In addition, plant morphological and physiological responses were described in terms of their mutual interplay, as treatments ultimately affected forage yield. The study was conducted at Escola Superior de Agricultura "Luiz de Queiroz", USP campus in Piracicaba, SP, on a kandiudalfic euthrudox using a one-year-old pasture of Xaraés palisadegrass where agronomic, morphological and physiological traits, such as foraqe yield, photosynthesis, leaf area index (LAI), light interception (LI) and leaf angles were studied. The experimental design was completely randomized with three treatments and three replications, for a total of nine experimental units (paddocks) of 120 m² each, which were mob grazed whenever canopy light interception reached 95% or 100%, or every 28 days. Grazing strategies resulted in different seasonal forage yields. The 100% LI treatment made for longer rest periods and less frequent defoliations, resulting in highest (22,760 kg DM ha -1) forage productivity, compared with the 95% LI and the 28-d treatments (mean 17,700 kg DM ha-1). LI-based treatments resulted in less variable pregraze sward heights than the calendar-based treatment, and this suggests that sward height may be successfully used as a management guide. Across treatments sward height was highly correlated with LI (r=0.84) and with LAI (r=0.92) in all treatments, and so were LAI and LI (r= 0.95). Grazed at a higher frequency (95% LI) the canopy responded with maximum levels of assimilation from the midpoint to the end of the rest period, probably due to a lower mean LAI (2.08), which made for a favorable environment and less competition for light. Thus, optimal management seems to be related with higher canopy photosynthesis during the rest period