Herbage accumulation and relative contribution of leaf categories to canopy photosynthesis of grazed Mulato II brachiariagrass under contrasting growth rates and canopy heights

A intensidade de pastejo e o uso de fertilizantes nitrogenados podem impactar as características estruturais no dossel forrageiro afetando o ambiente luminoso dentro da vegetação, o que por sua vez pode influenciar a taxa fotossintética das folhas e do dossel, e também a produção de forragem. O objetivo deste trabalho foi descrever e explicar os efeitos da altura do dossel mantida constante e da taxa de crescimento aplicada como dose de nitrogênio (N) do capim Mulato II (Brachiaria brizantha × B. decumbens × B. ruziziensis) sob lotação contínua e taxa de lotação variável sobre as características produtivas e morfofisiológicas e a participação de diferentes categorias de folhas na composição do índice de área foliar (IAF) e na fotossíntese do dossel. O estudo foi conduzido na ESALQ/USP em Piracicaba-SP durante dois verões agrostológicos. O delineamento experimental foi o de blocos completos casualizados, com arranjo fatorial combinando três alturas do dossel (10, 25 e 40 cm) e duas taxas de crescimento geradas por doses de N (50 e 250 kg ha-1 ano-1), em três repetições. As variáveis estudadas incluíram: acúmulo total anual de forragem (ATF), IAF, interceptação de luz (IL), taxas de fotossíntese foliar e do dossel e contribuição relativa de diferentes categorias de folhas no IAF e na fotossíntese do dossel. O ATF aumentou linearmente com a altura do dossel (de 8560 para 13600 kg MS ha-1 ano-1). Aumentos também foram observados para IAF, IL, taxa de fotossíntese do dossel e contribuição das folhas maduras (MAD) no IAF e das folhas mais jovens completamente expandidas (JCE) na fotossíntese do dossel. A contribuição das folhas em expansão (EXP) e das folhas JCE no IAF, a taxa de fotossíntese das folhas EXP e MAD e a contribuição relativa das folhas EXP na fotossíntese do dossel aumentaram com a diminuição da altura do dossel. A aplicação de 250 kg N ha-1 ano-1 resultou em aumento de 137% no ATF em relação à taxa de 50 kg ha-1 ano-1. A maior dose de N resultou em aumento significativo no IAF, IL, taxa de fotossíntese de todas as categorias de folhas, fotossíntese do dossel e contribuição das folhas JCE na fotossíntese do dossel, embora a contribuição das folhas EXP na fotossíntese do dossel tenha sido maior na menor dose de N. A contribuição das folhas MAD na fotossíntese do dossel foi maior quando o dossel foi mantido mais alto e também com maior dose de N na altura de 10 cm. Nos dosséis de 25 cm a proporção de folhas MAD foi maior na menor dose de N e não diferiu entre doses de N quando mantido a 40 cm. Embora dosséis mantidos mais baixos apresentem maior proporção de folhas mais jovens (EXP e JCE) que são as que apresentam maiores taxas fotossintéticas, a fotossíntese do dossel e o ATF foram maiores nos dosséis mais altos. A aplicação de 250 kg N ha-1 ano-1 resulta em aumento na fotossíntese do dossel como consequência do aumento do IAF e da taxa de fotossíntese foliar, resultando em aumento no ATF.Grazing intensity and nitrogen fertilization can impact the structural characteristics of the canopy affecting the light environment within the vegetation, which in turn may affect leaf and canopy photosynthetic rates, and also forage production. The objective of this study was to describe and explain the effects of canopy height kept constant and growth rate applied as N rate of Mulato II brachiariagrass (Brachiaria brizantha × B. decumbens × B. ruziziensis) under continuous stocking and variable stocking rate, on the productive and morpho-physiological characteristics, and the relative contribution of different leaf categories to the leaf area index (LAI) and to canopy photosynthesis. A field trial was conducted at ESALQ/USP in Piracicaba, SP, Brazil, during two summer growing seasons. A randomized complete block design was used, with a factorial arrangement combining three canopy heights (10, 25, and 40 cm) and two growth rates imposed by N rates (50 and 250 kg ha-1 yr-1), with three replications. The variables studied included: total annual forage accumulation (TFA), LAI, light interception (LI), leaf and canopy photosynthetic rates, and the relative contribution of different leaf categories to the LAI and to canopy photosynthesis. There was a linear increase in TFA with increased canopy height (from 8560 to 13600 kg DM ha-1 yr-1). The LAI, LI, canopy photosynthesis rates, the relative contribution of mature leaves (MAT) to the LAI, and relative contribution of the youngest fully-expanded leaves (YFE) to canopy photosynthesis also increased with canopy height. The relative contribution of expanding leaves (EXP) and YFE to the LAI, leaf photosynthesis of EXP and MAD leaves, and relative contribution of EXP leaves to canopy photosynthesis increased with the reduction in canopy height. The use of a greater N rate (250 kg N ha-1 yr-1) increased ATF by 137%. The application of more N (250 kg N ha-1 yr-1) also increased LAI, LI, photosynthetic rates of all leaf categories, canopy photosynthesis, and relative contribution of YFE leaves to canopy photosynthesis, but the relative contribution of EXP leaves to canopy photosynthesis was greater in the lesser N rate (50 kg N ha-1 yr-1). The relative contribution of MAT leaves to canopy photosynthesis was greater in taller canopies, and also in canopies maintained at 10 cm fertilized with 250 kg N ha-1 yr-1. The canopies maintained at 25 cm showed greater proportion of MAD leaves in the lesser N rate, and was similar in 40-cm canopies for both N rates. Although canopies kept at 10 cm showed greater relative proportion of younger leaves (EXP and YFE), which are those with greater photosynthetic rates, canopy photosynthesis and the TFA were greater in taller canopies. The application of 250 kg N ha-1 yr-1 results in increased canopy photosynthesis, due to increased LAI and leaf photosynthetic rate, resulting in increased TFA