Morphological and physiological responses of irrigated Tanzania grass (Panicum maximum Jacq. cv. Tanzania) to grazing intensity under rotational stocking.

Os trabalhos de pesquisa não têm dado ênfase à importância das características morfológicas e fisiológicas relacionadas com a produtividade das plantas forrageiras tropicais sob pastejo. Existe a necessidade de se saber como o dossel forrageiro responde a regimes de desfolha, em termos de morfologia de plantas, estrutura do pasto, arquitetura do dossel e de processos fisiológicos como a fotossíntese, para que estratégias ótimas de colheita via pastejo sejam identificadas. O objetivo deste trabalho foi quantificar respostas morfológicas e fisiológicas de dosséis de capim Tanzânia (Panicum maximum Jacq. cv. Tanzânia) sob três intensidades de pastejo, sob lotação rotacionada e irrigação, procurando estabelecer relações causa-efeito não só entre as variáveis estudadas, mas também entre elas e a produção do pasto, medida como acúmulo de massa seca. O experimento foi conduzido na Fazenda Areão da USP/ESALQ, em Piracicaba, SP, em uma área de 4,8 ha de capim Tanzânia. Os tratamentos foram três intensidades de pastejo, aplicados como quantidades de matéria seca verde residual pós-pastejo (T1=1000; T2=2500 e T3=4000 kg MSV ha -1 ), em um delineamento experimental de blocos completos casualizados com quatro repetições. Durante oito ciclos de pastejo (rebrotas de 33 dias após três dias de pastejo em cada ciclo), foram realizadas avaliações de altura média do dossel, índice de área foliar (IAF), interceptação luminosa (IL), ângulos foliares médios, fotossíntese foliar líquida (FFL) e temperatura foliar (TF), em quatro dias dentro do período de rebrota (1, 11, 22 e 33 dias após a saída dos animais). A massa de forragem foi estimada pré- e pós-pastejo em um experimento acompanhante e, com os valores de massa, foram calculados o acúmulo e a taxa de acúmulo de forragem. Calibrações de massa versus altura do dossel nessas datas, foram usadas para estimar as massas nos quatro momentos do período de rebrota. A análise de correlações parciais indicou correlações entre altura e MF, altura e IL, IAF e IL, e ângulos foliares e MF. Com o progresso da estação de pastejo, da primavera-verão para outono-inverno houve reduções nas taxas de FFL, TF e IAF médio. Valores médios de IAF crítico (95% IL) foram de 3,3 (T1), 3,8 (T2) e 4,2 (T3), alcançados por volta do 22 o dia das rebrotas. Não houve diferença entre tratamentos para taxa de acúmulo líquido de forragem (média = 88,7 kg MS ha -1 d -1 ) nem para acúmulo total de forragem (média = 21652 kg MS ha -1 acumulado nos 8 ciclos de pastejo). A maior intensidade de pastejo (menor resíduo) alterou a estrutura da pastagem no que diz respeito à arquitetura do dossel, evidenciada pela redução nos ângulos foliares médios (folhas mais planas) ao longo das estações, com plantas passando a interceptar mais luz por unidade de área foliar. Os IAFs críticos medidos sugerem a necessidade de períodos de descanso relativamente curtos em pastos de capim Tanzânia, submetidos a pastejo intensivo sob lotação rotacionada e irrigação. A maior intensidade de pastejo também não causou depressão no vigor de rebrota medido como a taxa de acúmulo líquido de forragem. É necessário, entretanto, avaliar a persistência e perenidade de pastagens de capim Tanzânia manejadas com altas intensidades de pastejo, a longo prazo. O manejo da pastagem em sistemas intensivos de produção, deve buscar níveis de resíduos pós-pastejo que permitam altas taxas iniciais de acúmulo líquido de forragem.Research has often not emphasized the importance of morphological and physiological traits that are related to the productivity of tropical forages under grazing. There is a need for clarification on how does the sward respond to specific defoliation regimes, in relation to plant morphology, sward structure and architecture, as well as physiological processes such as photosynthesis, so that optimum grazing methods can be devised. The objective of this research was to quantify morphological and physiological responses of Tanzania grass (Panicum maximum Jacq. cv. Tanzania) under three grazing intensities in an irrigated, rotationally stocked setting, in order to establish cause-effect relationships not only among the variables under study, but also between each of them and pasture productivity, expressed as forage dry mass accumulation. The experiment was conducted at Fazenda Areão of USP-ESALQ, in Piracicaba, SP, on a 4,8-ha pasture of Tanzania grass. Treatments consisted of three grazing intensities, represented by three post-graze forage masses (T1=1000, T2=2500, and T3=4000 kg green dry mass ha -1 ), in a randomized complete block design with four replications. During the grazing season (eight 36-d cycles; 3 d grazing followed by 33 d rest) the following measurements were taken: mean sward height, leaf area index (LAI), light interception (LI), mean leaf angles, net leaf photosynthesis (NLP), and leaf temperature (LT), all measured on four occasions (1, 11, 22, and 33 days after grazing was terminated) of each rest period. Forage mass (FM) was measured in a companion study and mass values were used to calculate forage accumulation and accumulation trates. Calibrations were done between forage mass and sward height and used to estimate mass from height during the regrowth phase. Partial correlation analysis indicated the existence of correlations between height and FM, height and LI, LAI and LI, and leaf angles and FM. As the grazing season progressed from spring-summer to autumn-winter, NLP rates, LT, and mean LAI declined. Mean critical LAI (95% LI) was 3.3 (T1), 3.8 (T2), and 4.2 (T3) and was always reached around the 22nd day after grazing. No differences were found in forage accumulation rate (mean = 88.7 kg dry matter ha -1 d -1 )or in total seasonal accumulation (mean = 21652 kg DM ha -1 ) among treatments. Over the season, hard grazing (lower residual mass) altered the sward structure causing shifts in plant architecture, as shown by reduced (more horizontal) leaf angles, as plants begun to intercept more light per unit of leaf area. Critical LAI values suggest that relatively short rest periods may be advantageous for Tanzania grass pastures managed intensively under rotational stocking and irrigation. Hard grazing (1000 kg residual green dry matter ha -1 ) also did not depress regrowth vigor, measured as mean forage accumulation rate. There is a need, however, to assess the long-term persistence of these intensively managed, heavily grazed pastures. Grazing management in these intensive systems should aim at post-graze forage masses that allow for maximum accumulation rates in early regrowth