UNIVERSIDADE TECNOLGICA FEDERAL DO PARAN CAMPUS PATO BRANCO PROGRAMA DE PS-GRADUAO EM AGRONOMIA

ROQUE KIRCHNER

DESEMPENHO DE FORRAGEIRAS ANUAIS DE INVERNO SOB DISTINTOS NVEIS DE IRRADINCIA

DISSERTAO

PATO BRANCO 2009

ROQUE KIRCHNER

DESEMPENHO DE FORRAGEIRAS ANUAIS DE INVERNO SOB DISTINTOS NVEIS DE IRRADINCIA

Dissertao apresentada ao Curso de PsGraduao em Agronomia, rea de concentrao em Produo Vegetal, Setor de Agronomia, Universidade Tecnolgica Federal do Paran, Campus de Pato Branco, como parte das exigncias para obteno do ttulo de Mestre em Agronomia. Orientador: Dr. Andr Brugnara Soares

PATO BRANCO 2009

K59d

Kirchner, Roque Desempenho de Forrageiras Anuais de Inverno Sob Distintos Nveis de Irradincia / Roque Kirchner. Pato Branco. UTFPR, 2009 XI, 93 f. : il. ; 30 cm Orientador: Prof. Dr. Andr Brugnara Soares Dissertao (Mestrado) - Universidade Tecnolgica Federal do Paran. Programa de Ps-Graduao em Agronomia. Pato Branco, 2009. 1 Composio qumica. 2 Matria seca. I. Soares, Andr Brugnara, orient. II. Universidade Tecnolgica Federal do Paran. Programa de Ps-Graduao em Agronomia. IV. Ttulo. CDD: 633

Aos meus filhos Philip, Johanna e Albert, minha esposa Silvia Rosana Dedico...

AGRADECIMENTOS

Agora e para o futuro muito mais conhecimento. Agora so muito mais amigos. No quero ser injusto, mas preciso falar de alguns que fizeram a diferena. Ao orientador Andr, que teve tolerncia, pacincia e sem dvida tambm foi humilde para me conduzir pelo caminho correto. Neste tempo, tive que desbastar minha pedra bruta. O orientador, por isso, teve que calibrar meu corao e minha emoo, para que o resultado fosse uma pedra cbica desejada para construo do meu conhecimento. E por isto, posso afirmar com certeza, que sou um sujeito mais justo; e perfeito. Aos professores, Abramo, Cassol, Tangriani, Alceu, Thomas, Idalmir, que dosaram na medida e permitiram que eu usufrusse dos seus conhecimentos e assim galgar alguns degraus da minha vida, apesar de minha era um pouco avanada. A colaborao e parceria das pousadas em Pato Branco, no AP do meu irmo Cristiano e Pin, na tentativa frustrada de nos hospedar no alojamento da UTFPR, onde no ramos muito bem vindos. As aulas de experimentao agrcola extraordinrias, na casa da Manu, Joice e da Salete, que nos agentaram muitas vezes at altas horas da madrugada e nos finais de semana. Paulo Adami pela pacincia das aulas de ingls, que nunca tinha uma sala disponvel. Sartor e Paulo que me passaram a bola do experimento e pela fora constante at o final, estatsticas, anlises, tradues. Bah, tambm foram 100% , o Francisco Migliorini e a Lidiane Fonseca, sem vocs, a mquina no tinha como andar. Ao gerente regional, Ilrio Caglioni, e a EMATER que fizeram tudo para dar certo, meu ingresso no mestrado. Alguns estiveram pouco tempo, como estagirios alunos do Colgio agrcola Assis Brasil de Clevelndia e a gurizada da agronomia (estagirios ou no), foram parceiros. Ao Z Balaio e meu afilhado Carlinhos, que no mediraam esforos, quando solicitados. E ao meu guri, Philip, e seus colegas de aula, o Luiz Carlos e Cezar, que estavam presentes, nos domingos e feriados para ajudar no campo. fora do Lovato. A oportunidade foi dada e creio que emplaquei, por causa de todos vocs. A empresa CAMIFRA que disponibilizou a rea experimental. Ao IAPAR e EMBRAPA pelo apoio.

RESUMO

KIRCHNER, Roque. Desempenho de forrageiras anuais de inverno sob distintos nveis de irradincia. 2009. 93 f. Dissertao (Mestrado em Agronomia) Programa de Ps-graduao em Agronomia, Universidade Tecnolgica do Paran, Pato Branco, 2009.

O trabalho objetivou determinar possveis efeitos na produo e qualidade de forragem das espcies anuais de inverno: aveia preta (Avena strigosa schreb) cv. comum, aveia branca (Avena sativa L) cv. Fapa 2, azevm (Lolium multiflorum L,) cv. comum, Trigo (Triticum aestivum L. ) duplo propsito cv. BRS Tarum, ervilhaca peluda (Vicia villosa), em funo de trs diferentes nveis de irradincia (luminosidade): a) nvel cu aberto com 100% de irradincia; b) nvel 15x3 com 70% de irradincia e 222 rvores de Pinus taeda/ha e c) nvel 9x3 com 21% de irradincia e 370 rvores de Pinus taeda/ha O delineamento experimental foi de blocos completos ao acaso, em parcelas subdivididas e trs repeties. O azevm foi a espcie mais produtiva em todos os nveis de irradincia, embora a ervilhaca tenha a menor reduo de produo quando sombreada. Houve maior potencial hdrico nas plantas e maior umidade no solo, em ambientes sombreados, mesmo assim a produo de forragem foi drasticamente reduzida (81%) no nvel de menor irradincia. O teor de protena bruta (PB) aumentou, enquanto os nutrientes digestveis totais (NDT) diminuram da maioria das espcies estudadas em ambientes com menores nveis de irradincia. Os nveis de irradincia no influenciaram os teores de K.

Palavras-Chave: Agrossilvicultura. Composio qumica. Irradincia. Matria seca

ABSTRACT

KIRCHNER, Roque. Annual winter forage species performance under different irradiance levels. 2009. 93 f. Dissertation (Masters in Agronomy) Program of post graduation in Agronomy (Field of study: Vegetable Poduction), Federal Technologic University of Paran (UTFPR). Pato Branco, 2009.

This study aimed to determine possible effects in forage production and quality of the following annual winter forage: black oat (Avena strigosa Schreb) cv. Common, white oat (Avena sativa L.) cv. FAPA 2, ryegrass (Lolium multiflorum L,) cv. common, hairy vetch (Vicia villosa), wheat (Triticum aestivum L.) cv. dual purpose. BRS Tarum under three different levels of irradiance (luminosity): a) full sunlight with 100% of irradiance b) level of 15x3 with 70% of irradiance and 222 trees per hectare and c) level of 9x3 with 21% of irradiance, with 370 trees/ha. The experimental design was completely randomized blocks, with split plots and three replicates. The ryegrass presented the highest production to all the irradiance levels, although the vetch presented the lower dry matter reduction under shading. There was higher water potential in plants and higher soil moisture under shading, however, forage production was strongly diminished (81%) at the lower irradiance levels. The crude protein increased while the total digestible nutrients decreased to most of the studied species in environment with lower levels of irradiance. The irradiance levels did not influenced the K content.

Key Words: Agroforestry. Chemical composition. Dry mater. Irradiance.

LISTA DE ILUSTRAES Figura 1 - Modelo conceitual de um sistema silvipastoril..........................................20 Figura 2 - Vista area da localizao do experimento. Fonte: Coogle Earth adaptado pelo autor. ................................................................................................35 Figura 3 - Vista area da localizao das unidades experimentais, parcelas, subparcelas e blocos. Fonte: Google Earth adaptado pelo autor.............38 Figura 4 - Resistncia do solo penetrao (MPa), nas diferentes condies de irradincia e manejo, plantio de Pinus. taeda (3x3, 9x3 e 15x3 m), rea de lavoura com plantio direto e rea experimental a cu aberto. Abelardo Luz SC, 2007. ..............................................................................................69

LISTA DE TABELAS Tabela 1 - Resultados da anlse qumica do solo do nvel de irradincia cu aberto e mdia dos nveis 15x3 e 9x3. Abelardo Luz, SC,2007. ............................36 Tabela 2 - Mdias dos indicadores climticos durante o perodo da realizao do experimento, no ano de 2007 em Clevelndia, Pr....................................37 Tabela 3 - Variaes microclimticas e do solo sob diferentes nveis de irradincia no perodo de 13 a 24 de julho de 2006 e 20 de maro a 03 de abril de 2007 na regio de Abelardo Luz, SC, em clima Cfb.................................43 Tabela 4 - Produo de forragem de espcies forrageiras anuais de inverno, kg de MS/ha em funo do nvel de irradincia, somatria de todos os cortes. Abelardo Luz SC, 2007. ........................................................................45 Tabela 5 - Produo de acculas, em kg MS/ha, na projeo da copa e no meio da entrelinha das rvores de P. taeda, nos diferentes nveis de irradincia. Abelardo Luz SC, 2007. ........................................................................50 Tabela 6 - Teor de PB (protena bruta), FDN (fibra em detergente neutro), FDA (fibra em detergente cido), NDT (nutrientes digestveis totais) em porcentagem da MS de espcies forrageiras anuais de inverno em funo do nvel de irradincia. Abelardo Luz SC, 2007. ......................................................53 Tabela 7 - Produo de nutrientes digestveis totais (NDT), e protena bruta (PB), na MS (kg/ha), de espcies forrageiras anuais de inverno em funo do nvel de irradincia. Abelardo Luz SC, 2007. .................................................57 Tabela 8 - Teor fsforo (P), Clcio (Ca) e K (potssio), em g/1000 g de MS, de espcies forrageiras anuais de inverno em funo do nvel de irradincia. Abelardo Luz SC, 2007. ........................................................................59 Tabela 9 - Nmero de perfilhos/m2 e relao lmina:colmo de espcies forrageiras anuais de inverno em funo do nvel de irradincia. Abelardo Luz SC, 2007. ........................................................................................................63 Tabela 10 - Cobertura de solo (%) por espcies forrageiras anuais de inverno em funo do nvel de irradincia Abelardo Luz SC, 2007..........................65 Tabela 11 - Potencial hdrico mdio (MPa) em plantas de trevo branco e ervilhaca, em funo do nvel de irradincia, em dois horrios. Abelardo Luz SC, 2007. ........................................................................................................66

LISTA DE SIGLAS

AB ANOVA AP ATP AZ Ca CO2 ERV FAPA FDA FDN IAF K kg/ha LC MF MJ Mpa MS N NDT NIRS P PB SAF Trigo DP w

Aveia branca Anlise de varincia Aveia preta Trifosfato de adenosina Azevm Clcio Dixido de carbono Ervilhaca peluda Fundao Agrria de Pesquisa Agropecuria Fibra em detergente cido Fibra em detergente neutro ndice de rea foliar Potssio Kilogramas/hectare Relao lmina foliar e colmo Massa de forragem Megajaules Mega pascal Matria seca Nitrognio Nutrientes digestveis totais Espectrometria de refletncia no infravermelho proximal Fsforo Protena bruta Sistema agroflorestal Trigo duplo propsito Potencial hdrico

SUMRIO 1 INTRODUO .......................................................................................................12 2 REVISO DE LITERATURA .................................................................................14 2.1 CARACTERIZAO DE SISTEMAS AGROFLORESTAIS.................................14 2.2 FATORES LIMITANTES QUE DIFICULTAM A ADOO DOS SISTEMAS AGROFLORESTAIS .................................................................................................18 2.3 MODELO CONCEITUAL DE UM SISTEMA SILVIPASTORIL ............................19 2.4 O EFEITO DOS NVEIS DE IRRADINCIA SOBRE O METABOLISMO, FISIOLOGIA E MORFOLOGIA DAS PLANTAS........................................................20 2.5 EFEITOS DO SOMBREAMENTO SOBRE COMPOSIO QUMICA DAS FORRAGEIRAS ........................................................................................................25 2.6 EFEITOS DO SOMBREAMENTO SOBRE A PRODUO DE MASSA DE FORRAGEM..............................................................................................................28 2.7 OS COMPONENTES HERBCEOS UTILIZADOS NO PRESENTE ESTUDO ..31 2.8 COMPONENTE ARBREO PARA OS SISTEMAS AGROFLORESTAIS ..........32 2.9 A ESPCIE Pinus taeda......................................................................................34 3 MATERIAL E MTODOS ......................................................................................35 3.1 CARACTERIZAO DO LOCAL ........................................................................35 3.2 TRATAMENTOS, DELINEAMENTO EXPERIMENTAL E ANLISE ESTATSTICA ...........................................................................................................37 3.3 CONDUO DO TRABALHO E VARIVEIS AVALIADAS.................................39 4. RESULTADOS E DISCUSSO ............................................................................43 4.1 PARMETROS MICROCLIMTICOS.................................................................43 4.2 PRODUO E QUALIDADE DE FORRAGEM E ESTRUTURA DA VEGETAO ..................................................................................................................................45 4.2.1 Produo de forragem e valor nutritivo.............................................................45 4.2.2 Produo de PB e NDT ....................................................................................56 4.2.3 Concentrao mineral ......................................................................................58 4.2.4 Variveis estruturais e vegetativos ...................................................................61 4.3 POTENCIAL HDRICO EM ERVILHACA PELUDA E TREVO BRANCO ............66 4.4 RESISTNCIA PENETRAO DO SOLO ......................................................68 5 CONCLUSES ......................................................................................................71 6 CONSIDERAES FINAIS ...................................................................................71 REFERNCIAS.........................................................................................................72 APNDICES .............................................................................................................79 ANEXOS ...................................................................................................................86

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1 INTRODUO O agronegcio, ao longo de suas cadeias produtivas, seja ele de origem vegetal ou animal, envolve muitos setores, desde antes da porteira at o consumidor final interno ou externo. Por conseqncia, a cincia e a academia so conduzidas no sentido de estudar alternativas de produo que minimizem os problemas que o agronegcio j promoveu at o momento, principalmente ao meio ambiente. O Brasil um pas eminentemente agropecurio, portanto, faz-se necessrio estudar tendncias e conhecer novas alternativas de produo para que os processos de produo sejam eficazes e que atendam as exigncias do mundo globalizado, no que tange a economicidade, quanto s questes tcnicas, sociais e ambientais; e para produzir neste contexto, necessrio levar em conta aspectos biticos e abiticos do meio. Tradicionalmente as reas de produo de alimentos sempre estiveram afastadas das reas de produo de produtos florestais, disputando espaos e adeptos para sistemas de monocultivos agrcolas ou florestais. Atualmente discutese muito a integrao das atividades com o argumento de agregao de valor, maior sustentabilidade dos sistemas e da conservao dos recursos naturais. Este o objetivo da integrao lavoura-pecuria, assim como os sistemas agroflorestais, que em um sentido mais abrangente, tm embasamento muito semelhante. Deriva deste sistema, o silvipastoralismo que proporciona agregao de valor atravs da comercializao de madeira para mdio e longo prazo e produtos pecurios, em curto prazo, produzidos de forma concomitante ou subsequente. Em geral, os sistemas agroflorestais, quando comparados aos cultivos singulares, produzem maior nmero de servios e produtos para o consumo humano, tendo em vista, principalmente, a utilizao de grande diversidade de espcies florestais arbreas e arbustivas e pelas diferentes alternativas de consorciao com espcies agrcolas e/ou animais, em uma mesma rea de terra. Propicia desta forma um benefcio sociedade, atravs da ocupao da mo de obra, enfim, socialmente mais justo, melhora as condies de ambincia animal e humano, sendo assim mais correto, em termos de conforto. Porm, sob aspectos

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tcnicos, no significa que todos os componentes aumentem seus rendimentos, individualmente. Para produo animal e de madeira (sistema silvipastoril) faz-se necessrio conhecer espcies tanto do componente do estrato superior e inferior e suas interaes para que os efeitos negativos da associao sejam de menor magnitude em relao aos benefcios. Exemplos dessa sinergia seria a melhoria das condies microclimticas para a produo forrageira (da Silva et al., 1998), aumento no valor nutritivo da pastagem (Paciullo et al., 2006), bem como a fixao de nitrognio pela pastagem e possvel melhoria da nutrio nitrogenada das rvores (Andrade et al., 2003) ou vice-versa (Castilhos et al., 2003). Apesar das possveis vantagens, compreensvel a indagao: quanto diminui a produo de forragem quando submetidas a baixa irradincia em um subbosque? Tolerncia a baixa irradincia a capacidade de no diminuir, ou diminuir pouco a sua produo de forragem em relao produo que teria a pleno sol. Existem diversos trabalhos no Brasil determinando a tolerncia ao sombreamento e outras variveis de espcies forrageiras tropicais (Garcia et al., 2005), entretanto, para a regio de clima subtropical mido do tipo Cfb, especialmente no perodo frio do ano, quando a temperatura e radiao so menores, ainda existe a necessidade de informaes. Os trabalhos de pesquisa em sistemas agroflorestais no Brasil so realizados testando espcies forrageiras perenes, de crescimento estival, como Panicum spp., Brachiaria spp., Setaria spp., etc., nas regies norte e sudeste do Brasil. Alm destes gneros, o sul se caracteriza pelo intenso cultivo de espcies de ciclo hibernal, como aveia preta (AP), aveia branca (AB), azevm (AZ), ervilhaca peluda (ERV), trigo duplo propsito (trigo DP) e que atualmente so objetos de pesquisa na regio, nestes sistemas de produo, geralmente trabalhadas em alternncia de cultivos para produo de gros. O crescimento da vegetao depende da interceptao da radiao fotossinteticamente ativa (RFA) pelo dossel, da eficincia de uso desta radiao interceptada e da partio de assimilados. Desses processos, a interceptao da RFA dependente, em grande parte, do ndice da rea foliar (IAF) do dossel (Difante & Nascimento Junior, 2003). A limitao da radiao atua de formas diferentes para cada gentipo, principalmente sobre o desenvolvimento, e diferenciao do rgo assimilador (cloroplastos). Desta adaptao resultam

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mudanas das caractersticas morfolgicas, histolgicas e bioqumicas, as quais condicionam um ganho menor de carbono pela planta (Larcher, 2000). A opo de realizar o presente ensaio com o componente arbreo Pinus taeda, deveu-se ao fato de ser a espcie mais cultivada na regio, que representa uma excelente opo de renda. Alm disto, a condio proporcionou um ambiente natural quanto a disponibilidade de luz, umidade, ventos e temperaturas. Em condies naturais, os fatores ambientais no exercem suas influncias de forma isolada, mas em interao uns com os outros. Sob condies de campo, o efeito de mltiplos fatores, frequentemente, difere daqueles registrados em laboratrio ou em condies controladas. A resposta fotossinttica em relao interao de fatores diferente da resposta a um fator isolado (Larcher, 2000). O objetivo geral foi determinar a influncia de distintas condies microclimticas, produzidas por diferentes densidades arbrea, sobre a produo e qualidade de forragem de espcies forrageiras anuais de inverno, baseado na hiptese de que em sistemas agroflorestais, na regio de clima Cfb subtropical do Brasil, h diferenas significativas de produo de forrageiras anuais de inverno, sob diferentes nveis de irradincia, bem como mudana de qualidade da forragem produzida.

2 REVISO DE LITERATURA

2.1 CARACTERIZAO DE SISTEMAS AGROFLORESTAIS Pode-se definir um sistema agroflorestal (SAF), aquele que explora na mesma rea, um componente arbreo e outro produto no seu sub-bosque, um produto de origem animal ou de origem agrcola de forma concomitante ou sucessiva (Nair, 1993). O objetivo desses sistemas a criao de diferentes estratos vegetais, procurando imitar um bosque natural, onde as rvores e/ou os arbustos, pela influncia que exercem no processo de ciclagem de nutrientes e do aproveitamento da energia solar, so considerados os elementos estruturais bsicos e a chave para a estabilidade do sistema. No Brasil, diagnsticos regionais e resultados de pesquisas demonstram que os SAFs so de grande aplicabilidade em reas com atividades agrcola e pecuria (Ribaski et al., 2007).

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Segundo Nair (1993) as classificaes para sistemas agroflorestais so diversas. Pode-se classificar, como: o Silviagrcola, o Silvipastoril e o

Agrossilvipastoril. Os sistemas silviagrcolas so caracterizados pela combinao de rvores, arbustos ou palmeiras com espcies agrcolas, por exemplo, soja, milho, trigo, feijo, trigo, etc. Os sistemas silvipastoris tm como definio o consrcio de rvores e a atividade pecuria ou a criao de animais dentro de povoamentos florestais. Sistemas agrossilvipastoris, por sua vez, so caracterizados pela criao e manejo de animais em consrcios silviagrcolas, isto , criao de animais, rvores e atividades agrcolas (gros). A constante busca por uma agricultura apoiada em mtodos mais sustentveis, fundamentada em tecnologias que no sejam agressivas ao meio ambiente apontam como alternativa um pouco mais complexa, a adoo de sistemas agrossilvipastoris que proporcionam uma interao entre atividades agrcolas (gros), a criao de animais e cultivo de espcies arbreas. Evidentemente, nas agroflorestas com grande diversidade biolgica, h uma convivncia de um nmero muito grande de espcies da fauna como da flora. Em sistemas implantados, podem-se arranjar as espcies arbreas ou arbustivas madeirveis, granferas, frutferas, ornamentais, medicinais e forrageiras (Nair, 1993). Muller (2004), tambm faz referncia definio ao termo agroflorestal, definiu que a parte florestal da palavra no significa que o componente arbreo obrigatoriamente tenha que ser para fins madeireiros ou para celulose. Sua finalidade pode ser para produo de frutas, erva, lenha, servio ambiental, flora apcola, etc. Um sistema agroflorestal, pode ser muito simples ou bastante complexo. Os que defendem um conceito de sustentabilidade asseguram que no se pode admitir a utilizao de espcies arbreas exticas, sendo necessrio assegurar um ambiente natural assemelhado realidade do ambiente natural local, com participao de espcies nativas (fauna e flora). Outros modelos ou conceitos simples sugerem introduo simples de um componente arbreo em reas agrcolas ou pastoris. No sul do Brasil, especificamente nas regies mais frias, os sistemas agroflorestais so levados para o campo de maneira lenta. Alguns produtores realizam o sistema de maneira bastante emprica, com a manuteno de rvores nos potreiros com pastagens. Os sistemas so aplicveis em pequenas, mdias ou

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grandes propriedades, dependendo do objetivo seja permanente ou transitrio, tem as mesmas vantagens: melhoria da biodiversidade, proteo do solo contra eroso, melhoria da fertilidade do solo, receita adicional, emprego de mais mo de obra, melhoria da qualidade do pasto. Porm a produtividade destes sistemas no pode ser encarada de forma isolada por atividade (da Silva & Barro, 2008). De acordo com Veiga & Serro (1994) os sistemas silvipastoris podem ser classificados de acordo com a sua concepo, em dois grupos: a) sistemas eventuais, ou seja, aqueles que so utilizados apenas por um perodo eventual, em que o componente arbreo bem adensado, permite crescimento de componentes herbceos, que so consumidos pelos animais; b) sistemas verdadeiros em que o componente herbceo e arbreo so planejados dentro de um nvel de participao sem reduzir a possibilidade de supresso de um componente pelo outro. Se os sistemas agroflorestais buscam melhoria da vida biolgica, ciclagem de nutrientes melhoria de ambincia para os animais, enfim melhoria da biodiversidade e a sustentabilidade, os sistemas eventuais no renem argumentos suficientes para serem classificados como sistema agroflorestal. Nos sistemas agrossilvipastoris ou silviagrcolas, em regies

subtropicais, eventualmente, durante o inverno as reas ficam ociosas, permitindo a introduo de espcies forrageiras de crescimento hibernal, como azevm, aveia, trigo ou triticale forrageiro, trevo, cornicho, ervilhaca, etc. Durante o primeiro perodo de crescimento do componente arbreo (dependendo da espcie, 2 a 5 anos), sugere-se implantar no vero, nas entrelinhas, culturas agrcolas como milho, soja, arroz, feijo. Enquanto isso se pode implantar forrageiras de ciclo hibernal, para pastejo, para corte, silagem ou feno. O componente arbreo pode ser estabelecido antes ou depois do estabelecimento das forrageiras. Normalmente em sistemas pastoris nos quais o componente arbreo implantado posteriormente, a prioridade neste caso realmente a produo animal, a rvore teria maior funo de bem estar aos animais e eventualmente uma receita direta. Em outros casos a floresta j est estabelecida em espaamento comercial (3x3 m, por exemplo, no caso do Pinus) e algumas fileiras so colhidas para produo de um determinado produto e a seguir implantadas as pastagens. Neste caso a prioridade de produo o componente arbreo. Uma terceira situao seria quando os componentes arbreo e forrageiro

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so implantados ao mesmo tempo, neste caso o que define a prioridade de produo a prpria densidade arbrea utilizada. Se o interesse maior por matria prima oriunda do componente arbreo (madeira, frutos, erva, lenha), a densidade deve ser maior. Porm, se o interesse econmico maior pela produo animal, a densidade arbrea deve ser menor. De acordo com Ribaski (2007), o crescimento das culturas em associao com espcies arbreas pode ser prejudicado ou favorecido, dependendo de fatores como o grau de irradincia proporcionado pelas rvores, competio entre as plantas, com relao gua e nutrientes no solo, e a tolerncia das espcies sombra. Independente, se o sistema de produo ou o ecossistema ou no natural, a dinmica de utilizao dos recursos naturais, como gua, radiao e nutrientes, so semelhantes. Havendo neste ambiente, presena de muitos competidores por estes recursos, alguns passam a no ter acesso adequado a estes recursos. Por conseqncia ocorrero mudanas nos desempenhos, que podem ser superiores ou inferiores queles obtidos em ambiente aberto ou cultivo singular. Quanto mais componentes em um ecossistema, maior a complexidade, pois competem entres si ou interagem de tal maneira que um componente pode obter at vantagem comparada a monocultivos (Paciullo et al., 2007). Estudo de Oliveira et al. (2007) revela que em espaamentos mais adensados, ou mesmo nos mais convencionais 3 x 2 m e 3 x 3 m, da cultura do eucalipto, a partir de certa idade, no possvel introduzir culturas intercalares nas entrelinhas, tendo em vista limitaes de espao, supresso fsica da serrapilheira, competio por gua e nutrientes e ainda pela baixa disponibilidade lumnica. No entanto, em arranjos mais amplos, o espao nas entrelinhas torna-se uma vantagem para efetivao do consrcio. Em sistemas agroflorestais h maior disponibilidade de gua no solo (Leite et al., 1997).

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2.2 FATORES LIMITANTES QUE DIFICULTAM A ADOO DOS SISTEMAS AGROFLORESTAIS Nos ltimos anos, os estudos tem se dedicado na produo de informaes de tecnologias para serem utilizadas para os sistemas agroflorestais. A concluso da maioria dos trabalhos demonstra que existem excelentes perspectivas para adoo do sistema, quanto aos aspectos tcnicos, econmicos e ambientais. No entanto, h pouca preocupao para elucidar questes relacionadas aos aspectos socioeconmicos, culturais e polticos que visem esclarecer os motivos ou gargalos para adoo desta tecnologia (Dias Filho & Ferreira, 2007). Estes autores ainda citam os fatores limitantes para adoo: barreiras econmicas, apontados como motivos os altos custos dos investimentos, como capital, mo de obra, assim como o baixo retorno financeiro inicial, devido demora da primeira colheita do componente arbreo ou arbustivo; barreiras operacionais produtores que exploram atividades convencionais no so acostumados a tanta complexidade para implantao do sistema; barreiras culturais relacionadas s dificuldades, compreenso e percepo de propostas do sistema e mesmo desconhecimento por desinteresse e resistncia adoo de novas tecnologias. O apelo ambiental, como melhoria da biodiversidade e sequestro de carbono, no convencem o produtor. Outro motivo para a no adoo do sistema se deve a uma tendncia de simplificar, pacotisar os sistemas de produo, presso essa feita pelo prprio sistema que nos rege. Os sistemas agroflorestais so eficientes e proporcionam benefcios j descritos. Porm, de acordo com Daniel & Couto (2007), algumas perguntas devem ser melhor respondidas pelos pesquisadores: a capacidade de carga do solo e do pasto; o espaamento adequado das rvores; o efeito da idade das rvores sobre a produo das forragens; a determinao de espcies forrageiras que ocupam espao e recursos diferentes das rvores; a influncia do clima; a seleo das espcies forrageiras e rvores mais eficazes no uso da luz e no consumo da gua e nutrientes; a seleo de forrageiras resistentes a competio por gua e o possvel efeito aleloqumico das rvores; a influencia da direo das linhas de rvores sobre o sub-bosque. As respostas asseguraram maior confiabilidade nos sistemas.

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2.3 MODELO CONCEITUAL DE UM SISTEMA SILVIPASTORIL O modelo conceitual de um sistema silvipastoril est representado na Figura 1, que ilustra as diversas interaes de ambiente, solo, plantas e animais que tem por conseqncia produo animal, madeira, lenha e frutos. Alm disto, os benefcios produzidos para o meio ambiente, renda e o bem estar das pessoas (social) e dos animais. O sistema produz mais servios para as diferentes cadeias envolvidas (manejo dos sistemas, necessidades de insumos, transporte, indstrias, fixao de carbono, etc.). O ambiente passa ter caractersticas mais sustentveis, presena de vida biolgica, fauna e flora mais diversificada. Como se trata de um sistema integrado em que ocorrem fortes interaes entre os fatores, os resultados econmicos individuais das atividades desenvolvidas nem sempre so maiores do que aquelas em sistemas singulares. Porm os sistema como um todo se tornar mais rentvel. O sistema silvipastoril, proporciona a ciclagem de nutrientes

provenientes de grandes profundidades removidas pelo componente arbreo. A presena da sombra no ambiente pode causar benefcios ou prejuzos a produo do componente herbceo, por conseqncia da produo animal (carne, leite ou l). Isto est totalmente dependente do espaamento entre rvores, pois ir proporcionar maior ou menor nvel de irradincia, umidade do ar e do solo, temperatura do ar e do solo. Consequentemente ir causar diferenas dos nveis de atividade biolgica, de mineralizao ou imobilizao. Algumas variveis do quadro, destacados em negrito, so objetos do presente estudo. Segundo Lima & Nascimento Jnior (2001), os processos que ocorrem nos ecossistemas so bastante dinmicos e so resultantes da complexa interao existentes entre os seus componentes (biticos e abiticos), ou seja, das interrelaes que existe entre as condies climticas, edficas, os micro-organismos e as plantas e os animais que as pastejam. Alteraes em qualquer um destes componentes refletiro sobre os demais, pois o inter-relacionamento alm de complexo inevitvel.

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Figura 1 - Modelo conceitual de um sistema silvipastoril.

2.4 O EFEITO DOS NVEIS DE IRRADINCIA SOBRE O METABOLISMO, FISIOLOGIA E MORFOLOGIA DAS PLANTAS Os trabalhos publicados nesta rea se relacionam s regies de condies tropicais, porm pouco se conhece a respeito dos efeitos microcclimticos sobre as forrageiras nas regies mais frias do Brasil (Barro, 2007). Neste sentido, quando se trata de inverno bastante rigoroso, um dos aspectos que deve ser levado em considerao efeito da geada sobre as gramneas de crescimento estival. Observa-se que ocorre um atraso ou amenizao do efeito nocivo da geada em sistemas silvipastoris, no outono/inverno. No entanto, o efeito da sombra na rebrota das forrageiras estivais na primavera, pode ser prejudicado. O inverno a poca de menor fotoperodo, por isso, a posio das linhas de plantio das rvores deve ser estrategicamente planejada, para que a sombra no proporcione efeito negativo sobre a produo da forrageira e por conseqncia menor desempenho animal por rea.

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A planta forrageira, na sua composio da biomassa estabelece uma hierarquia para a repartio do carbono fixado entre diferentes compartimentos, a fim de maximizar a utilizao dos fatores do meio ambiente. Porm em condies adversas ou limitantes do meio e que ocorra uma diminuio da oferta de CO2, a intensidade e local de demanda de cada um destes compartimentos alterada. Ocorrem modificaes no programa ontognico da planta, sugerindo um mecanismo de adaptao s condies do meio e que deve ser conhecido para cada espcie para que o uso do modelo potencial baseado na radiao possa ser corretamente interpretado (Nabinger, 1996). Os efeitos edafoclimticos em sistemas consorciados diferem muito entre o inverno e vero. O estresse a que as plantas so submetidas no inverno so diferentes do estresse de vero, principalmente quanto luz, o dixido de carbono (CO2) e a temperatura, que so os principais fatores abiticos que agem sobre a fotossntese. No sul do Brasil, o inverno bastante rigoroso, principalmente quanto s baixas temperaturas e geadas, que podem causar mais problemas em ambientes abertos e menos em ambientes sombreados. Porm, os nveis de radiao que chega ao dossel das forrageiras so muito inferiores queles do ambiente sem sombra. O cultivo de plantas de sol em ambientes sombreados promove uma imposio de condio anormal e de estresse. O estresse um estado no qual o aumento da demanda leva a planta a uma perda de estabilidade inicial das funes, seguida pela normalizao e aumento da resistncia. Se os limites de tolerncia e a capacidade de adaptao forem transgredidos, pode ocorrer uma injria permanente ou a morte da planta. So conseqncias do estresse, alteraes das propriedades das membranas, aumento da respirao, inibio da fotossntese, reduo da produo de matria seca (MS), distrbios no crescimento, baixa fertilidade e senescncia prematura. A estratgia de sobrevivncia das plantas em condies adversas no maximizar a produtividade e sim compor um meio termo entre produtividade e sobrevivncia (Larcher, 2000). A luz no atua diretamente na absoro dos elementos minerais pelas plantas, porm afeta os processos biolgicos passveis de alterar a composio mineral, como a fotossntese, transpirao e respirao. A luz solar incidente proporciona energia para absoro e para o metabolismo dos nutrientes e minerais.

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Na falta, os processo metablicos no acontecem, uma vez que a maioria das clulas vegetais acumula ons contra um gradiente de concentrao (Clark, 1981). Os fatores abiticos de suma importncia e certamente so responsveis pelos menores rendimentos e diferenas da composio qumica das forrageiras, so as diferenas nas temperaturas, da umidade do ar e do solo, mas principalmente o deficiente nvel de radiao, nas parcelas com maior restrio de luminosidade (Larcher, 2000). Da Silva et al. (1998) resumiram as conseqncias microclimticas que ocorrem em funo da reduo da intensidade luminosa da seguinte forma: ocorre reduo do saldo de radiao disponvel aos processos do meio; menor fluxo de radiao fotossinteticamente ativa sob as copas; devido s caractersticas ticas das folhas das rvores e disposio dos renques, ocorre incremento da radiao global na posio central (entre os dois renques), ocasionado pela reflexo das copas; ocorre redistribuio da direo dos ventos e a velocidade dos ventos menor na rea sombreada. A presena de sombra exige adaptaes das plantas ali cultivadas. A baixa luminosidade promove alteraes da morfologia do dossel. Em Brachiaria decumbens, para aumentar a interceptao com o baixo valor de ndice da rea foliar, se adaptou atravs de um ajuste de sua arquitetura foliar de forma mais horizontal, em relao quelas desenvolvidas no pleno sol, o que pode ter provocado aumento do grau de atenuao da luz ao atravessar o dossel (Paciullo et al., 2007). A cobertura vegetal tem a cada profundidade de camada de folhas uma condio particular de radiao, pois h sombreamento das superiores sobre as inferiores. A utilizao desta radiao apresenta um grau de interceptao diferente a cada camada, podendo ser total ou parcialmente absorvida at atingir a superfcie do solo. A radiao incidente chega superfcie das folhas de diversas formas: diretamente pelas clareiras e pelas margens e como radiao difusa proveniente da reflexo das folhas e da superfcie do solo, ou ainda como radiao transmitida pelas folhas. A atenuao da radiao na cobertura vegetal depende principalmente da densidade de folhagem, do arranjo das folhas no interior da vegetao e do ngulo existente entre a folha e a radiao incidente (Larcher, 2000). A qualidade da luz (difusa ou direta, comprimentos de onda relativos ao vermelho, vermelho-distante ou azul) e quantidade da radiao que atinge o dossel do estrato do sub-bosque

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afetada diretamente pela espcie do componente arbreo, orientao do plantio, poca do ano. O objetivo destes sistemas de produo deve estar voltado para que se tenha uma radiao de durao mais longa possvel ao longo do dia. Pois h necessidade de um tempo de exposio luz suficiente para induo da abertura estomtica das folhas e acumulao de carbono (Berlyn & Cho, 2000). Quando as clareiras so pequenas e de tempo reduzido de luz, todo processo de fotossntese ser prejudicado. A sombra no ambiente natural para desenvolvimento das espcies do presente estudo (plantas de sol), porm so sujeitas adaptaes. A limitao da radiao atua de forma diferente para cada gentipo, principalmente sobre o desenvolvimento, e diferenciao do rgo assimilador (cloroplastos). Desta mudana resultam caractersticas morfolgicas, histolgicas, ultraestruturais e bioqumicas, as quais condicionam o comportamento das trocas do dixido de carbono (CO2) sob fraca radiao. As limitaes de fatores ambientais sobre a fotossntese, como falta de gua, temperaturas altas ou baixas e restrio luminosa, acarretam uma limitao de ganho de carbono. Se este estresse muito intenso e demore muito, tanto mais tempo a planta precisa para reparar-se dos danos ou ento afetar a produo e qualidade (Larcher, 2000). As plantas de metabolismo C3 se adaptam melhor sombra que as plantas C4, elas apresentam saturao luminosa com aproximadamente 25 a 50% de luz solar plena, portanto nestes nveis no ocorre um efeito negativo sobre a assimilao de CO2 (Taiz & Zeiger, 2004). A fotossntese particularmente influenciada pela temperatura. Nos sistemas de produo com a presena de sombra, ocorrem alteraes de temperatura tanto no solo como na atmosfera. A temperatura age, sobretudo, nas reaes dependentes da radiao, no transporte eletrnico e nos processos secundrios da fotossntese. A fixao e a reduo de CO2 ocorrem de forma mais lenta, reduzindo o rendimento de massa das plantas. Em temperaturas supratimas, a relao CO2:oxignio modificado a favor do oxignio e, sendo assim, o trabalho de carboxilao da RuBP carboxilase:oxigenase diminui. A fotossntese aumenta paralelamente temperatura de ativao das enzimas que tomam parte neste processo. Em temperaturas muito elevadas ocorre uma desorganizao total entre as reaes do metabolismo do carbono e o transporte de materiais cessa, com isso tambm ocorre um prejuzo nos rendimento. Para plantas C3, a temperatura tima para realizao da fotossntese est na faixa de 15 a 30C. Para espcies de

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sombra ou aquelas que se adaptam a estas condies a temperatura tima est no intervalo entre 10 a 20. C. Estas temperaturas baixas ocorrem em geral no outono, inverno e primavera. A capacidade de adaptao s condies locais (temperatura) varia de planta para planta. Esta adaptao pode ocorrer em poucos dias ou at em poucas horas. As atividades respiratria e fotossinttica se ajustam em funo da temperatura predominante em dado momento. Ocorrem alteraes como,

modificaes na concentrao do protoplasma, isto , acmulo de acar, substituio de enzimas por izoenzimas e modificaes qumicas e estruturais dos lipdeos e protenas das biomembranas (Larcher, 2000). Nos sistemas de produo que contemplam sombreamento, ocorre uma condio melhor de umidade do ar quanto do solo. Em condies de baixas precipitaes, estes ambientes so beneficiados, proporcionando um perodo mais prolongado de umidade. Nestes locais tanto a temperatura menor, evitando assim evaporao da gua para atmosfera, assim como outros efeitos dos ventos na umidade do ar no so intensos (da Silva et al., 1998). Nas condies de clima Cfb sub-tropical, ocorrem perodos de precipitaes elevadas, baixas temperaturas e baixa irradincia, condies que podem ser bastante adversas para

desenvolvimento das plantas no sub-bosque. A gua, juntamente com o CO2, so os componentes de maior importncia para a fotossntese. A quantidade de gua requerida para manter em funcionamento todo o aparato fotossinttico, muito grande, especialmente para manter a hidratao do protoplasma. Existem diferenas entre as plantas, na capacidade da utilizao de gua e produo de MS. As planas C4 produzem 3 a 5 g MS/kg de gua, enquanto cereais e leguminosas C3 produzem 1,5 a 2 g e 1,3 a 1,4 g de MS/kg de gua, respectivamente (Larcher, 2000). Segundo o mesmo autor, o estado nutricional das plantas tem efeito sobre o desempenho e fotossntese. O suprimento de minerais em condies de restrio de luminosidade, baixas ou altas precipitaes e temperaturas baixas, durante o inverno, deve ser alvo de estudo. Assim como deficincias nutricionais, os excessos podem trazer prejuzos. Uma oferta excessiva de nitrognio causa aumento na respirao, portanto, um menor rendimento fotosssinttico. Segundo Nabinger (1997) a velocidade de surgimento de folhas o parmetro morfognico mais importante das caractersticas estruturais de uma pastagem. A longevidade das folhas que determina o nmero mximo de folhas

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vivas sobre a haste da planta. de suma importncia, conhecer os efeitos das condies edafoclimticas e a resposta das plantas quanto s taxas de aparecimento, alongamento, senescncia e perfilhamento que projetam o

rendimento e qualidade das forrageiras. Da Silva et al. (1998), constataram que a presena da espcie arbrea Grevillea robusta, em pastagens da regio noroeste do Paran, teve influncia sobre algumas variveis microclimticas como a temperatura e a umidade do ar e, por conseguinte, no dficit de presso de vapor de gua. A modificao do microclima, na presena do componente arbreo, repercute sobre o balano hdrico do solo, contribuindo para a elevao da umidade disponvel para as plantas sob a copa das rvores e uma provvel maior produo de forragem em perodos de estiagem.

2.5 EFEITOS DO SOMBREAMENTO SOBRE COMPOSIO QUMICA DAS FORRAGEIRAS Parece haver unanimidade no meio cientfico a respeito dos efeitos negativos do sombreamento com 50% de restrio ou mais de restrio de luminosidade sobre a produo das forrageiras (Sartor et al., 2007; Barro, 2007; Paciullo et al., 2007; Andrade et al., 2004). Quanto composio qumica, no existe tanta segurana nas afirmaes e ocorrem discordncias, no meio cientfico, nem mesmo sobre o aumento ou no do teor de protena bruta de leguminosas. Resultados quanto a teores de fibra e digestibilidade divergem bastante, assim como os constituintes de minerais das plantas forrageiras em sombreamento (Carvalho, 2001; Peri et al., 2007). Gobbi (2007) constatou incremento de PB sob a sombra, tanto em Arachis pintoi quanto em B. decumbens, apenas no primeiro corte. No segundo corte isto no se confirmou. O amendoim forrageiro apresentou incremento de FDN e FDA, com incremento de sombra. A Brachiaria, no primeiro corte no apresentou diferenas, j no segundo corte ocorrem queda linear destes constituintes e no terceiro corte, ocorreu aumento. Os coeficientes de digestibilidade no foram afetados pelo sombreamento. A digestibilidade em nenhuma das forrageiras estudadas (B. decumbens e A. pintoi), apresentou alteraes em funo dos diferentes nveis de radiao.

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Paciullo et al. (2007) constataram tambm maiores teores de PB, FDN e melhor digestibilidade em B. decumbens sob a sombra. Porm os prprios autores alertam quanto inconsistncia do efeito da sombra sobre a digestibilidade, pois Deinum et al. (1996) constataram ausncia do efeito para B. brizantha e efeito negativo para Panicum maximum. Os autores ainda salientam que a pesquisa deve se ater e considerar outros aspectos como as diferenas entre espcies, grau de sombreamento e estao do ano. A constatao de maiores teores de FDN sob nveis de maior luminosidade, pode ser creditada ao maior contedo de tecido de esclernquima, que tem clulas mais espessas nestas condies, comparado quelas do sombreamento (Deinum et al., 1996). Como j foi mencionado, no existe concordncia entre os resultados dos trabalhos em sistemas silvipastoris, quanto composio qumica e qualidade das forrageiras. Sousa et al. (2007) no obtiveram diferenas significativas quanto ao teor de PB em estudo com B. decumbens sombreada. No entanto, o teor de FDA foi superior no sombreamento. Por conseguinte, a digestibilidade foi menor no sombreamento. Os autores atribuem estes resultados ao estiolamento das plantas e a maior altura das pastagens, como possveis causas. O mesmo estudo tambm revelou que no ocorrem diferenas de produo de matria mineral. A resposta das plantas a diferentes nveis de sombreamento varivel. As plantas de sol podem adaptar-se sombra, mas no na mesma intensidade que as plantas de sombra, que so geneticamente programadas para este fim, sendo que a situao inversa tambm verdadeira. As alternativas das formas de adaptabilidade das plantas, podem ser modulativa, modificativa e evolutiva, que no so mutuamente excludentes, podem ocorrer concomitantemente, possibilitando planta uma fina adaptao para um aproveitamento da intensidade luminosa da forma mais eficiente (Larcher, 2000). Todas as pesquisas que investigam a tolerncia de espcies forrageiras sob restrio luminosa, comprovam que ocorrem diferenas na qualidade entre diferentes nveis de irradincia, entre as espcies. O resultado da interao entre reduo da luminosidade e composio qumica, parece no ser clssica, especialmente quando se trata da qualidade entre nveis de luminosidade e entre as espcies. A investigao tem que considerar sobremaneira as condies em que so feitos os estudos quanto ao tipo de solo, de umidade do ar e do solo,

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temperatura do solo e do ar, sentido do plantio do componente arbreo, espcie forrageira, idade e altura do componente arbreo e mtodos de avaliao. As folhas de plantas de sombra e as de sol que se adaptam s condies de restrio luminosa apresentam caractersticas morfo-fisiolgicas diferenciadas, comparadas s plantas de sol. Entre outras, podem ser citadas a presena de mais gua nos tecidos e maior volume de tecido citoplasmtico comparado ao tecido da parede celular; tem mais celulose e menos lignina; menores quantidades de amido, lipdeos e acares orgnicos; menor quantidade de tecido de sustentao e de conduo de nutrientes; apresenta menor quantidade de cloroplastos e so maiores; os estmatos so maiores, porm possuem menor densidade; tem as folhas mais finas, e estreitas; tem uma relao rea da folha/peso da folha maior; rea superficial maior; tem maior eficincia fotossinttica e se saturam sob baixa irradincia (Berlyn & Cho, 2000). Barro (2007) avaliando nveis de luminosidade das forrageiras aveia preta (AP), aveia branca (AB) e azevm (AZ), verificou que o AZ mostrou-se superior s demais. O teor de NDT apresentou diferenas significativas entres os diferentes nveis de luminosidade, sendo que em nveis de maior restrio houve melhores teores. O azevm e aveia branca apresentaram teores mais elevados que a aveia preta. Salvo algumas excees, os teores de minerais nas gramneas tendem a ser mais elevados nas plantas na sombra. Nas leguminosas o teor de K tende aumentar na sombra. A utilizao de adubao deve ser devidamente dosada, principalmente nos nveis em que h adequados nveis de luminosidade. possvel a utilizao das leguminosas com a finalidade de duplo propsito, como forrageira e cobertura do solo (Souto & Aronovich, 1992). Castro et al. (2001) concluram que a explorao de sistemas silvipastoris implica na escolha de espcies forrageiras ecolgica, nutricional e economicamente apropriadas s finalidades desejadas. O sombreamento resultou em tendncia geral de elevao dos teores de P, K, Ca e Mg na forragem das gramneas estudadas. No possvel generalizar o comportamento de respostas das forrageiras sob sombra. O teor de macronutrientes minerais como clcio (Ca), magnsio (Mg), fsforo (P) e potssio (K), em Brachiaria decumbens e Arachis pintoi, no apresentou variao uniforme entre as espcies e cortes, mas

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apresentaram uma tendncia de aumento em funo do aumento dos nveis de sombra (Gobbi, 2007). O aumento do sombreamento em geral indica aumentos dos teores dos minerais de fsforo (P), potssio (K) e clcio (Ca) em planta inteira de forragens de Andropogon gayanus, Brachiaria brizantha, Brachiaria decumbens, Panicum maximum e Setaria sphacelata (Castro et al., 2001). O P constituinte de acaresfosfato, cidos nuclicos, nucleotdeos, coenzimas e outros. O Ca constituinte da lamela mdia das paredes celulares. Requerido com co-fator por algumas enzimas envolvidas na hidrlise de ATP e fosfolipdios, atua como segundo mensageiro no controle metablico (Taiz & Zeiger, 2004). As alteraes bioqumicas e de produo em plantas na sombra, so conseqncia de alteraes do metabolismo fisiolgico, pois a restrio da luz reduz a irradincia de compensao, pois ocorrem mudanas na estequiometria dos fotossistemas, do tamanho e da densidade das unidades fotossintticas. Ocorre menor razo de clorofila a: pigmentos acessrios e menor seo transversal de absoro dos pigmentos, porm maior teor de clorofila total; menor concentrao de enzimas de transporte de eltrons fotossintticos e do ciclo de Calvin. Menor nmero de pontos de compensao e saturao fotossinttica devido menor atividade respiratria e menor capacidade fotossinttica, da a menor taxa de crescimento especfico (Larcher, 2000). Por isso que as plantas em geral apresentam uma composio qumica melhor na sombra que no pleno sol ou cu aberto. Segundo Evans & Poorter (2001), a adaptao condies climticas das plantas est diretamente relacionada com a capacidade de alocao de N para pigmentos proticos (clorofila a) envolvidos na fotossntese, bem como uma maior rea foliar especfica das forrageiras, isto varia de um gentipo para outro.

2.6 EFEITOS DO SOMBREAMENTO SOBRE A PRODUO DE MASSA DE FORRAGEM A produo vegetal consequncia da variao da disponibilidade de elementos do meio que so a radiao e a temperatura e varia conforme disponibilidade de fatores manejveis, que so basicamente os nutrientes e gua (Nabinger, 1996).

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A produo em um sistema silvipastoril, certamente no ser igual produo de pleno sol ou cu aberto. Por isso, assim como o balano anual de CO2, o rendimento o resultado da capacidade de assimilao das plantas, do perodo disponvel para assimilao e das influncias favorveis ou desfavorveis dos fatores do meio ambiente. Os fatores ambientais afetam a produo, atravs da ao sobre as trocas gasosas de CO2 e sobre o balano de CO2 (Larcher, 2000). Sob as condies trmicas de latitudes medianas, o rendimento fotossinttico limitado principalmente pela inclinao dos raios solares, devido diminuio da radiao e pela presena de nuvens (Larcher, 2000). A produo tem efeito direto na quantidade de massa que a planta pode acumular. Este acmulo dependente da quantidade de pontos de crescimento e por sua vez depende do nmero de perfilhos e da rea foliar. A restrio de luminosidade tem um efeito negativo sobre a densidade de perfilhos. Paciullo et al. (2007) constataram que sob um nvel de 65% de sombreamento ocorreu uma reduo de 47% de perfilhos de B. decumbens. Em decorrncia disto, ocorreu 47% menos produo de MS. Em sistema silvipastoril a sombra no afeta a produo de massa de forragem, desde que as rvores no proporcionem sombras muitos intensas, ou seja, menos de 50%. Segundo Vieira et al. (2002), mesmo em sombreamentos mais intensos a pastagem no ser prejudicada, pois constataram significativas melhorias na qualidade, embora a produo tenha decrescido significativamente. Esta uma afirmao que deve ter levado em considerao aspectos conjunturais de ganho do sistema, ou seja, ganhos nos aspectos tcnicos, socioeconmicos e ambientais. Para Souto & Aronovich (1992), sombra tambm diminui sobremaneira o teor de MS nas plantas. A cada 10% a mais de sombra, ocorrem uma reduo de 1% na MS. A adubao nitrogenada tambm ajuda reduzir o contedo de MS de 1 a 3%, nas forrageiras sombreadas. Andrade et al. (2003) relatam que um requisito fundamental para o sucesso de sistemas silvipastoris sustentveis a escolha acertada das espcies componentes do sistema. No caso das espcies forrageiras, no basta que estas sejam tolerantes ao sombreamento, necessrio selecionar espcies com boa capacidade produtiva, adaptadas ao manejo e ambientadas s condies edafoclimticas da regio onde sero implantadas.

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Trabalhos como de Schreiner (1987) concluram que espcies como B. brizantha, B. decumbens e B. humidcola, so medianamente tolerantes ao sombreamento; Axonopus compressus, Panicum maximum, Arachis pintoi so espcies altamente tolerantes ao sombreamento porque produziram mais. De modo geral, as leguminosas so mais tolerantes a baixa luminosidade quando comparada com gramneas. As consequncias da sinergia em um sistema agroflorestal seria a melhoria das condies microclimticas para a produo forrageira (da Silva et al., 1998), aumento no valor nutritivo da pastagem (Paciullo et al., 2006), bem como a fixao de nitrognio pela pastagem e possvel melhoria da nutrio nitrogenada das rvores (Andrade et al., 2003) ou vice-versa (Castilhos et al., 2003). Uma possvel dvida, para a implantao do sistema, se o plantio de rvores deve ocorrer antes, durante ou depois de implantado a pastagem. Severino (1989), em trabalho com P. radiata no Chile implantou as forrageiras quando as rvores tinham um ano e meio de idade. O plantio do pasto foi associado ao trigo para favorecer seu estabelecimento e obter receita no primeiro perodo. As informaes sobre a utilizao de espcies forrageiras de ciclo hibernal, no Sul do Brasil ainda so escassas. No caso de utilizao de forrageiras anuais de inverno, o sistema dever preconizar um sistema agrossilvipastoril (produto agrcola, animal e florestal). Muito embora, existam espcies perenes de ciclo hibernal, como Bromus sp., Festuca sp., Dactylis sp., entre outras, que so adaptadas na regio. Sartor et al. (2006) estudaram a tolerncia de duas leguminosas de crescimento hibernal, sob sombreamento natural de Pinus taeda, o trevo branco (Trifolium repens, cv. Yi) e o cornicho (Lotus corniculatus, cv. So Gabriel). Todas as espcies apresentaram reduo cultivo sob sombreamento com rvores. O efeito negativo da diminuio da radiao, principalmente sob as rvores, foi mais pronunciado que os possveis benefcios das rvores na produo de forragem, como manuteno da umidade do solo, menor incidncia de geadas e menor desidratao. Os mesmos autores, em 2007, concluram que o azevm mais tolerante ao sombreamento de um sistema com rvores com P. taeda, por ser adaptado regio de cultivo e ter demonstrado tolerncia ao sombreamento, alcanando a produo de 5.440 kg MS/ha em trs cortes, no espaamento 15x3 m de P. taeda. Neste mesmo espaamento, a aveia comum apresentou uma produo de 1.992 kg MS/ha.

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Vieira et al. (2002), sobre pastagens naturalizadas, relata que os sombreamentos produzem alteraes na composio botnica. A presena de componente arbreo no sistema silvipastoril no afeta a produo de massa seca da pastagem, se este componente no propiciar sombras muito intensas (at 50%). Nestas condies, no ocorrem diferenas significativas em relao a pleno sol. Diferentes espcies respondem diferentemente ao sombreamento. Esta concluso, no entanto no unnime, principalmente quando as condies de temperatura e precipitaes so normais.

2.7 OS COMPONENTES HERBCEOS UTILIZADOS NO PRESENTE ESTUDO O sucesso dos sistemas agroflorestais tambm dependente das espcies forrageiras que so utilizadas, pois a produo de massa de forragem guarda estreita relao com adaptabilidade das espcies ao sombreamento. Tanto entre as espcies do grupo C3 como as C4, existem espcies que se destacam quanto a tolerncia ao sombreamento. Segundo Andrade et al. (2002), para a sustentabilidade de sistemas agroflorestais, a luminosidade disponvel para o crescimento das forrageiras um fator relevante. Este fator est submetido basicamente, a quatro tipos de controle: a) espaamento, por meio de densidade arbrea e arranjo do plantio; b) seleo de espcies com copa no muito densa; c) desrama e podas; d) forrageiras tolerantes ao sombreamento. As gramneas anuais aveia preta (Avena strigosa schreb.) cultivar (cv.) comum, aveia branca (Avena sativa L.) cv. FAPA 2, azevm (Lolium multiflorum Lam.) cv. comum, so amplamente difundidas e utilizadas no perodo de inverno, destinados para biomassa para alimentao animal e plantio direto, nos estados do Rio Grande do Sul, Santa Catarina e parte do Paran. A ervilhaca peluda (Vicia villosa) utilizada em consrcios com gramneas, para as mesmas finalidades. O trigo (Triticum aestivum L) duplo propsito (DP) cv. BRS Tarum, destinado para produo de biomassa para alimentao animal e posterior produo de gros. O trigo DP um trigo indicado para produo animal, pois oferece pastagem de boa qualidade em quantidade que permite colheita antecipada pelos animais para

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produo de leite e carne, alm de proporcionar um bom rendimento de gros para alimentao humana (Bortolini et al., 2004). A aveia preta cultivar comum produz 4.323 kg MS/ha (Rodrigues et al., 2002), enquanto a aveia branca cultivar Fapa 2 pode produzir 8.427 kg MS/ha e o azevm produz 4.572 kg MS/ha em sistemas convencionais (Rodrigues et al., 2002). A ervilhaca produziu 2.541 kg MS/ha em plantio nas entrelinhas de erva mate (Philipovsky et al., 1997), enquanto o trigo DP pode produzir 2.609 kg MS/ha de forragem para alimentao dos animais, em dois cortes, no perodo vegetativo, alm dos gros (Bortolini et al., 2004).

2.8 COMPONENTE ARBREO PARA OS SISTEMAS AGROFLORESTAIS A escolha da espcie florestal (arbustivo ou arbreo) para um sistema agroflorestal, depende essencialmente dos objetivos do produtor ou do projeto. Recomenda-se a utilizao de espcies arbreas ou arbustivas de crescimento rpido e que proporcionem a possibilidade de utilizao integral da pastagem do sub-bosque, o mais rpido possvel, quando a prioridade produo concomitante, produo animal e madeira. importante levar em considerao aspectos como densidade da copa, pois o componente deve permitir a passagem da luz, necessria para o componente herbceo no sub-bosque (Franke & Furtado, 2001). A escolha deve levar em considerao tambm, a regio e clima, tropical ou subtropical. No Brasil, existem diversas espcies com potencial para utilizao em sistemas agroflorestais e particularmente em sistemas silvipastoris. A escolha deve contemplar aspectos, como adaptao s condies edafoclimticas, mercado para seus produtos, possveis consrcios com outras espcies. A espcie mais utilizada o eucalipto, tanto em pesquisas, quanto a campo. Porm outras espcies exticas quanto s nativas podero ser indicadas, como accia, amoreira, angico, araucria, bracatinga, grevlea, leucena (Garcia, 2005). Da Silva & Barro (2008), relataram que no RS existem plantios com associao de Accia negra com B. brizantha e P. maximum cv. Gatton. Quanto ao uso do gnero Pinus nestes sistemas, no existem informaes. O autor relata sobre os possveis motivos da no utilizao deste gnero para a finalidade de integrao produo animal e agrcola. A deposio das acculas seria responsvel pelo

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aumento do pH do solo, o que limitaria sua aplicabilidade. Porm o autor destaca a importncia de estudar este gnero e sua utilizao em sistemas silvipastoris, pois a literatura mundial evidencia esta possibilidade, bastante oportuno para o sul do Brasil que a regio que possui o maior plantio e tem um dos maiores rebanhos bovinos. rvores frutferas e erva mate podero ter seu incremento de utilizao nos sistemas agroflorestais. Algumas experincias prticas em propriedades obtiveram poucos resultados de pesquisa com produo animal. Bagio et al. (1983), em trabalho de reviso, identificam que a floresta deve estar implantada h mais de trs anos ou com quatro m de altura, para que no ocorram danos s rvores e que deve haver cuidado com intensificao da presena de animais em pocas de maior umidade, pois podem ocorrer prejuzos ao sistema radicular das rvores. Os mesmos autores apontam o cuidado em manejar a pastagem com boa oferta de forragem para diminuir a agresso dos animais ao componente arbreo. Diferentes modelos de arranjos de plantios das rvores podem tornar mais fceis o manejo de animais em sistemas com espaamentos maiores e utilizao de cerca eltrica para isolamento das rvores desde o principio da implantao (modelos sendo observados no sudoeste do Paran, em propriedades familiares de produo de leite). Os efeitos da presena de rvores sobre o ambiente, proporcionam conseqncias benficas de conforto para os animais, principalmente nas regies mais quentes. Estudos comprovam que a zona de conforto para bovinos europeus fica entre 4 e 26 C. As mximas dirias durante o vero facilmente superam as temperaturas de zona de conforto dos bovinos. Nos pases desenvolvidos, a prtica de produo animal em plantaes especialmente com florestas de conferas a mais utilizada, comparado com qualquer outro sistema agroflorestal. Os sistemas variam desde os relativamente de simples gesto ou manejo, em que so permitidos aos animais o acesso em plantaes de rvores essencialmente para produo de madeira at outras situaes que so especialmente planejadas para acomodar os animais com todo cuidado por um longo perodo. Estes modelos esto presentes nos pases desenvolvidos com clima temperado e com maior freqncia, nos EUA, Austrlia e Nova Zelndia. A grande maioria das pesquisas relacionadas ao sistema

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silvipastoril, nos EUA, com Pinus elliottii e P. palustris, sistemas que so conhecidos como sistema pinheiro e pastagem ou gado sob pinheiro (Nair,1993).

2.9 A ESPCIE Pinus taeda O gnero Pinus foi introduzido h mais de um sculo no Brasil. No princpio sua introduo tinha objetivo ornamental. A partir de 1936, foram realizados ensaios de plantio com fins silviculturais, porm sem muito sucesso. A partir de 1948 com introduo de espcies americanas, das quais o P. elliottii e P. taeda se adaptaram para as condies de clima, demonstraram caractersticas de crescimento rpido e reproduo intensa no sul e sudeste brasileiro. O P. taeda altamente varivel, inclusive resistncia a geadas e a temperatura requerida para o processo de crescimento. Os materiais de procedncia da Carolina do Sul ficaram conhecidos como aqueles de melhor produtividade e melhor qualidade de fuste, no sul e sudeste brasileiro. Porm em locais mais frios no sul do Brasil, os materiais de origem da Carolina do Norte, demonstraram-se mais adaptadas. Atravs das pesquisas, o melhoramento gentico das sementes, proporcionou aumento de produtividade e melhoria do fuste (Shimizu, 2008). Quanto utilizao de P. taeda ou P. elliottii em sistemas agroflorestais ou especficamente em sistemas sivlipastoris, existem poucas informaes no Brasil. Embora sejam as espcies florestais comerciais mais cultivadas no sul do Brasil, o seu potencial de uso em sistema agroflorestais deve ser mais bem estudado. Tratase de uma espcie que deposita um grande volume de acculas, que possuem uma alta relao de carbono: nitrognio (C:N), tem altos teores de lignina na parede celular, alm da presena de resina, que so caractersticas de restos culturais de difcil ciclagem e decomposio (Boer et al., 2007). Estudo de Melo & Resck (2002) com P. caribaea produziram 9.245 kg MS/ha de acculas em um ano. O tempo de permanncia mdia foi de 3,5 anos para decomposio das acculas (Boer et al., 2007). Trabalho realizado na Nova Zelndia comprovou que os sistemas silvipastoris podem ser desenvolvidos em florestas com P. radiata (Forest Research Institute, 1991). Houve maior eficcia, no sistema silvipastoril comparado com agricultura convencional, sem envolvimento do componente florestal no sistema.

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3 MATERIAL E MTODOS

3.1 CARACTERIZAO DO LOCAL O Experimento foi implantado no municpio de Abelardo Luz SC, localizado a 903 metros de altitude, 26 26 latitude sul e 52 20 longitude oeste, durante o perodo de abril de 2007 a outubro de 2007. O experimento foi implantado em rea de Pinus taeda de 14 anos de idade e 14 metros de altura. A rea experimental, inicialmente apresentava um espaamento de trs metros entre fileiras e trs metros entre rvores (espaamento comercial), quando foram retiradas duas e trs filas de rvores, para estabelecer os fatores dos nveis 9x3 e 15x3, respectivamente em sentido leste/oeste. Estes arranjos foram assim estabelecidos em 2004, quando se iniciaram os trabalhos de pesquisa com espcies forrageiras de ciclo estival e hibernal, em parceria com a EMBRAPA, IAPAR, UTFPR. Alm destas, uma rea sem rvores, localizada prxima, foi usada para as parcelas a cu aberto (Figura 2).

Figura 2 - Vista area da localizao do experimento. Fonte: Coogle Earth adaptado pelo autor.

O solo da rea experimental classificado como Latossolo Vermelho Distrofrrico argiloso de acordo com a Sistema Brasileira de Classificao de Solo descrito por EMBRAPA, (1999). O clima conforme classificao de Kppen (Moreno, 1961) Cfb, subtropical mido, sem estao seca, vero ameno.

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Realizou-se a anlise solo e a coleta foi realizada com trado na profundidade de 0 a 20 cm, antes e depois da instalao o experimento (fevereiro e setembro de 2007). Os resultados de setembro de 2007 do nvel de cu aberto e da mdia dos nveis com sombreamento esto na tabela 1. A acidez do solo foi corrigida levando em considerao a anlise de solo para elevar a saturao de bases para 70%, foi utilizado calcrio dolomtico e atravs da aplicao e incorporao manual de calcrio dolomtico, 60 dias antes da implantao das culturas.

Tabela 1 - Resultados da anlse qumica do solo do nvel de irradincia cu aberto e mdia dos nveis 15x3 e 9x3. Abelardo Luz, SC,2007. Nvel de irradincia Indicador Cu aberto 15x3 e 9x3 pH ndice SMP P (mg/dm ) K (cmol/dm ) Matria Orgnica (g/dm ) Al (cmol/dm ) Ca (cmol/dm ) Mg (cmol/dm ) Saturao de bases (%) Saturao por Al (%)3 3 3 3 3 3

5,6 6,2 7,2 0,56 52,2 0,0 5,5 4,4 68,5 0,2

5,3 6,1 15,0 0,9 41,5 0,0 8,4 3,3 72,0 0,3

A mdia das temperaturas mximas e mnimas no municpio de Clevelndia (localidade prxima) so de 23,4oC e 13,7oC, respectivamente. Foram colhidas informaes microclimticas do perodo experimental, estao

meteorolgica do IAPAR em Clevelndia, localidade prxima (Tabela 2). Em 2007, o total de precipitaes foi de 2.874 mm no municpio de Clevelndia e se caracterizou como o ano com maior volume pluviomtrico dos ltimos 16 anos. Durante o perodo experimental as precipitaes foram de 1.348 mm.

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Tabela 2 - Mdias dos indicadores climticos durante o perodo da realizao do experimento, no ano de 2007 em Clevelndia, Pr. Indicador climtico Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Precipitaes - mm 455,6 330,2 26,1 136,9 77,0 89,2 Geadas - nmero de 0 2 3 5 2 0 dias Temperaturas mdias 14,8 9,1 10,1 7,1 9,5 13,3 o mnimas - C Temperaturas mdias 24,8 18,6 20,1 17,3 21 24,8 o mximas - C Fonte: Boletim analtico anual da estao de meteorologia de Clevelndia (IAPAR, 2007). 232,6 0 14,4 25,1

3.2 TRATAMENTOS, DELINEAMENTO EXPERIMENTAL E ANLISE ESTATSTICA Os tratamentos consistiram de trs nveis de intensidade irradincia caracterizada por duas densidades de rvores, uma densidade de 9 m de espaamento entre linhas de P. taeda e 3 m na linha de rvores (9x3 m), com 370 rvores/ha e a outra de 15 m entre linhas e 3 m na linha (15x3 m), com 220 rvores/ha e um nvel a cu aberto (irradincia total). Foram implantadas trs repeties para cada espcie forrageira nos trs nveis de luminosidade. O delineamento experimental foi de blocos ao acaso, com trs repeties, em esquema fatorial e em parcelas subdivididas. Sendo que as parcelas principais formadas pelas trs condies luminosas e as subparcelas, pelas cinco espcies forrageiras, avaliadas durante um ciclo de crescimento, inverno de 2007, conforme Figura 3. O esquema fatorial foi do tipo 3x5, sendo que, trs condies de irradincia (fator A) e cinco espcies forrageiras (fator D). Os nveis do fator A, foram assim denominados: fator A1 nvel de 9x3, 21% da irradincia de radiao fotossinteticamente ativa ou 79% de restrio luminosa, equivalente ao

espaamento de 9x3 m e 370 rvores por hectare; fator A2 nvel de 15x3, irradincia de 70% da radiao fotossinttica ativa diria ou 30% de restrio luminosa, equivalente ao espaamento de 15x3 m, com 220 rvores por hectare e fator A3 nvel de cu aberto, 100% de irradincia, sem restrio luminosa, sem presena de rvores. O fator D, constitudos pelas espcies forrageiras anuais de inverno; foram representados da seguinte forma: fator D1 Avena strigosa Schreb ou Aveia preta (AP), cv. Comum; fator D2 Avena sativa ou Aveia branca (AB), cv. Fapa 2; fator D3 Lolium multiflorum L ou Azevm (AZ) cv. comum; fator D4 -

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Triticum aestivum L ou Trigo duplo propsito (Trigo DP) cv. Tarum; fator D5 Vicia villosa ou Ervilhaca peluda (ERV). As dimenses das parcelas experimentais a cu aberto de 15 m2, no espaamento 15x3 de 45 m2 e no espaamento 9x3 com 27 m2. As parcelas esto ilustradas nos anexos. Os resultados obtidos foram submetidos anlise da varincia para, primeiramente, detectar diferenas e se houve ou no interao significativa entre espcie forrageira e nvel de irradincia. Quando no houve interao significativa, foi feita uma comparao atravs do teste de Tukey a 5%, entre os valores das espcies e posteriormente entre os valores dos nveis de irradincia. Quando houve interao significativa, foi feita uma comparao, tambm usando Tukey a 5% entre os nveis de um fator, dentro de um nvel do outro fator. Ou seja, foi feita a comparao entre os resultados das espcies dentro de cada nvel de irradincia, e posteriormente, comparao entre os nveis de irradincia dentro de cada espcie forrageira. Os quadros das anlises de varincia e ilustraes dos trabalhos encontram-se, respectivamente nos apndices e anexos.

Figura 3 - Vista area da localizao das unidades experimentais, parcelas, subparcelas e blocos. Fonte: Google Earth adaptado pelo autor.

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As anlises foram realizadas utilizando o programa computacional STATIGRAPHICS Plus 4.1.

3.3 CONDUO DO TRABALHO E VARIVEIS AVALIADAS Para implantao das forrageiras, a rea foi previamente preparada, atravs de roada e capina manual. A semeadura foi feita no dia 21 de abril de 2007, a lano, usando para as aveias 400 sementes/m2, trigo duplo propsito 320 sementes/m2 e foram incorporadas manualmente, profundidade de 2 a 4cm. Para o azevm foi usada densidade de semeadura de 450 sementes/m2 incorporadas a 1 cm de profundidade. A ervilhaca peluda foi semeada com 150 sementes/m2. A adubao seguiu as recomendaes da Comisso de Fertilidade do Solo (2004) e de base foi realizada junto com a semeadura das forrageiras, aplicando-se adubo mineral da frmula 08-20-20, de acordo com as necessidades de cada subparcela. A aplicao e a incorporao foi realizada de forma manual. Sobre as gramneas foram utilizados 100 kg/ha nitrognio em cobertura em forma de uria, aplicados com 30 dias aps emergncia e a cada 40 dias at atingir a quantidade total. O corte das amostras das forrageiras foi realizado com uma tesoura de esquila. A roada aps o corte das amostras, foi realizada com roadeira motorizada costal. Os dados microclimticos foram coletados semestralmente desde o princpio da instalao da unidade experimental em 2004. Os dados utilizados para avaliao do presente experimento foram referentes a dois perodos: de 13 a 24 de julho de 2006 e de 20 de maro a 03 de abril de 2007. Para determinao dos nveis de irradincia foram utilizados os dados do ms de julho de 2006, mais adequados pois o experimento foi realizado durante o perodo hibernal. Para monitoramento do microclima, na parcela central de cada tratamento foi instalada uma estao meteorolgica automtica com sensores conectados a um sistema automtico de aquisio de dados (ref. com. Campbell Sci., Datalogger 21X), medindo as seguintes variveis: radiao fotossinteticamente ativa (PAR), por meio de quantmetros (LICOR, Modelo LI190SB) colocados 3 metros de altura; temperatura do solo por meio de termistores (Campbell Sci, Modelo 107B), colocados no solo a 10 cm de profundidade; umidade do ar por (Campbell Sci, Modelo HMP45C) instalados a 3

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metros de altura; velocidade do vento por meio de anemmetros (Campbell Sci, Modelo 014A) posicionados a 3 metros de altura A umidade do solo foi avaliada atravs de coletas de trs pontos no cu aberto, trs pontos sob a incidncia das copas e trs pontos nas entrelinhas nas reas sombreadas (Tabela 3). Realizou-se a pesagem do solo mido e aps a secagem em estufa realizou-se uma nova pesagem, no ms de maio e julho de 2007. Calculou-se a percentagem de umidade. A resistncia do solo penetrao para verificao da resistncia e compactao, foi feita no dia 28 de agosto de 2007 com um penetrgrafo denominado Instrument Eijkelkamp Penetrologger SN. A produo da deposio mdia de matria seca de acculas foi realizada atravs da coleta de amostras em trs locais de 0,25 m2 nas entrelinhas das rvores, e sob as copas, que foram demarcados no incio (21 de abril) do experimento e a verificao foi realizada no final do experimento (25 de outubro), nos distintos nveis irradincia (9x3 e 15x3 m). Em 23/08/2007 foi determinado o potencial hdrico xilemtico (w) das plantas no centro das parcelas e embaixo das copas das rvores, s 06 h a.m. e s 12 h (meio-dia), nas folhas da parte mediana das plantas, usando-se uma cmara de presso (Soilmoisture Equipament Corporation, Sta. Barbara/USA). As avaliaes foram realizadas em trs plantas marcadas de cada unidade experimental, ao nvel de cu aberto, 9x3 e 15x3 m. A primeira avaliao foi realizada entre 6:00 h da manh e a segunda avaliao entre 12 :00 h da tarde, no dia 23 de agosto de 2007. Foram avaliadas duas espcies leguminosas: ervilhaca peluda e trevo branco. O trevo branco encontrava-se estabelecido em todas as parcelas, em funo dos experimentos anteriores, motivo porque se utilizou esta espcie para avaliao do potencial hdrico. A produo de forragem foi avaliada entre 14 junho (primeiro corte) e 25 outubro de 2007 (ltimo corte), cortando-se amostras em um quadro de 0,25 m2 obtido de um local representativo da mdia da unidade experimental (na rea sombreada obtido nas entrelinhas de plantio do Pinus). O material depois de seco em estufa de ventilao forada a 55C e pesadas, foi extrapolado para produo da forrageira (kg MS/ha). As parcelas inteiras eram roadas na mesma altura dos cortes amostrais. A produo total de forragem (kg MS/ha) foi obtida pela soma da produo de todos os cortes. Para definio do momento do corte, foram estipuladas alturas, de 30 cm (Moraes e Lang, 2006) para as aveias e azevm, para o trigo DP

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30 cm (Del Duca et al., 2000) e 45 cm para a ervilhaca. A altura do corte, para as gramneas, foi feito a 7 e 10 cm do solo para azevm e aveias/trigo, simulando altura de pastejo de bovinos. A altura do corte para ervilhaca peluda foi de 15 cm. O ltimo corte de todas as forrageiras foi realizado rente ao solo. O nmero de cortes obtidos foram diferentes para as espcies, e nos diferentes nveis de irradincia, pois os mesmos eram feitos enquanto as plantas apresentavam crescimento vegetativo. Assim o nmero de cortes de cada espcie forrageira foram os seguintes: AP: no nvel cu aberto e 15x3 apresentou cinco cortes e no 9x3: quantro cortes. A AB: no cu aberto: seis cortes; no 15x3: cinco cortes e no 9x3: quatro cortes. O AZ: no nvel de cu aberto e 15x3: seis cortes e no 9x3: cinco cortes. Trigo DP: quatro cortes em todos os nveis de irradincia. A ERV: no nvel cu aberto apresentou quatro cortes e no nvel de 15x3 e 9x3: trs cortes. A produo total de forragem foi determinada pela soma da produo de todos os cortes. A medida da altura foi feita com auxlio de Sward Stick utilizando um basto graduado conforme descrito por Bircham (1981). Antes do corte das amostras para avaliao de rendimento e qualidade, as gramneas foram medidas em pelo menos trs pontos de cada unidade experimental, para obteno da mdia das alturas, para verificar se realmente era o momento do corte. Todas as parcelas de um mesmo tratamento eram cortadas na mesma ocasio, independentemente da diferena nas alturas. Antes da realizao dos cortes realizou-se a verificao da cobertura do solo pelas forrageiras. Em todas as unidades experimentais observou-se visualmente a cobertura em trs pontos comparando a quantidade de solo descoberto em relao ao solo coberto pela vegetao. Calculou-se a mdia aritmtica. As amostras, para determinao da participao dos componentes estruturais, foram obtidas atravs do corte de um quadro de 20x16 cm. Para obteno da relao lmina foliar:colmo, foi feito na mesma altura do corte para avaliao do rendimento e qualidade da forragem e nas mesmas datas. A separao foi feita manualmente em lmina foliar e colmo (colmo verdadeiro mais bainhas foliares), das gramneas estudadas. Posteriormente, o material foi seco em estufa de ventilao forada a 55C e pesado com balana de preciso. A diviso entre as partes das lminas foliares (L) e de colmos (C) resultou na relao lmina foliar:

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colmo (L:C). A contagem de perfilhos foi realizada com o corte rente ao solo de um quadro de 20X16 cm, realizado apenas no momento do corte da primeira amostra para avaliao de rendimento e qualidade. Para compor a mdia de cada unidade experimental, foram coletadas trs amostras. A contagem de plantas emergidas foi feita utilizando quando as plantas estavam com trs semanas. Para verificao utilizou-se o quadro 20x16 cm em trs pontos de cada unidade experimental. O conjunto destas trs amostragens resultou na mdia da unidade experimental, convertido para nmero de plantas por m2. As mesmas amostras usadas para determinao da produo de forragem, foram modas em moinho tipo Willey, acondicionada em embalagens identificadas e enviadas ao laboratrio de anlises da Universidade de Passo Fundo (RS), para determinao dos componentes qumicos da MS: percentagem de protena bruta (PB), fibra em detergente neutro (FDN), fibra em detergente cido (FDA), nutrientes digestveis totais (NDT), de fsforo (P), clcio (Ca) e potssio (K) pelo mtodo de espectrometria de refletncia no infravermelho proximal (NIRS). As amostras foram analisadas separadamente, por espcies, repeties, data e nvel irradincia de cu aberto, 15x3 m e 9x3 m. Foram avaliados os seguintes parmetros (objetivos especficos) e anlises das seguintes variveis dependentes: 1 - Parmetros microclimticos e do solo: foram avaliados a temperatura mdia atmosfrica e do solo, velocidade dos ventos, radiao fotossinttica global e a radiao fotossinteticamente ativa diria, resistncia do solo penetrao e umidade do solo; 2 - Parmetros de produo das espcies forrageiras: foi avaliada produo mdia total das espcies de MS, PB e NDT por hectare; 3 - Parmetros de composio qumica das espcies forrageiras: foram avaliadas as percentagens de PB, FDN, FDA, NDT, P, Ca e K da mdia total das espcies. Depois de obtidos os teores em percentuais de P, Ca, e K converteu-se para produo em g/1.000 g da MS; 4 Parmetro fisiolgico: determinao potencial hdrico de trevo branco e ervilhaca; 5 - Parmetros estruturais e da vegetao: foram avaliadas as seguintes variveis dependentes: relao lmina foliar:colmo, nmero de perfilhos por metro quadrado e percentual da cobertura do solo.

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4. RESULTADOS E DISCUSSO

4.1 PARMETROS MICROCLIMTICOS As variveis microclimticas esto apresentadas na Tabela 3. As temperaturas mdias no local do experimento, no ms de julho de 2006, encontramse dentro dos limites, em todos os nveis de irradincia, adequados para produo de forrageiras anuais de ciclo hibernal. A temperatura do ar mdia dos dois perodos avaliados aumentou nas parcelas com sombra, em relao ao cu aberto, em 1,05oC e 0,75oC no espaamento 15x3 e 9x3 m, respectivamente. A velocidade mdia do vento, em relao ao cu aberto, diminuiu em 51% e 58%.

Tabela 3 - Variaes microclimticas e do solo sob diferentes nveis de irradincia no perodo de 13 a 24 de julho de 2006 e 20 de maro a 03 de abril de 2007 na regio de Abelardo Luz, SC, em clima Cfb. Nveis de irradincia Variveis microclimticas Jul/2006o

Cu aberto Mar abr/2007 21,2 (100) 1,81 (100) 18,84 (100) 6,34 (100) 24,3 (100) 78,4 (100) 21,5 b (100)

15x3 m Jul/2006 16,5 (107) 2,9 (45) 6,5 (60) 3,7 (70) 16,0 (100) 65,5 (88) Mar abr/2007 22,1 (104) 1,11 (61) 8,25 (44) 2,10 (33) 21,9 (90) 75,5 (96) 27,2 a (126)

9x3 m Jul/2006 16,4 (107) 2,7 (42) 1,4 (13) 1,1 (21) 15,2 (96) 70,6 (95) Mar abr/2007 21,6 (101) 0,76 (42) 2,70 (14) 1,08 (17) 21,7 (89) 80,9 (103) 25,6 a (119)

Temperatura mdia ( C) Velocidade mxima do vento (m/s) Total radiao global (MJ/m /dia) Radiao fotossinttica ativa (MJ/m /dia) Temperatura do solo (C) Umidade relativa do ar (%) Umidade do solo (%)2 2

15,3 (100) 6,4 (100) 10,8 (100) 5,3 (100) 15,9 (100) 74,7 (100)

(n) valores relativos comparados ao nvel de cu aberto; a varivel solo apresenta resultados somente de 2007. A avaliao de umidade do solo realizou-se apenas 2007, em que letras minsculas na linha diferem estatisticamente pelo teste Tukey a 5% de probabilidade de erro.

A radiao fotossinteticamente ativa diria mdia dos dois perodos diminuiu, em relao ao cu aberto, em 50% e 81%. A temperatura do solo diminuiu,

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em relao ao cu aberto, em 1,2oC e 1,7oC. A umidade relativa do ar foi reduzida, em relao ao cu aberto, em 6 e 0,8 pontos percentuais. A umidade do solo aumentou, em relao ao cu aberto, em 5,7 e 4,1 pontos percentuais, nos espaamentos 15x3 e 9x3, respectivamente. Da Silva et al. (1998), constataram que a presena da espcie arbrea Grevillea robusta, em pastagens da regio noroeste do Paran, teve influncia sobre algumas variveis microclimticas como a temperatura e a umidade do ar e, por conseguinte, na presso de vapor de gua. A modificao do microclima, na presena do componente arbreo, repercute sobre o balano hdrico do solo, contribui para a elevao da umidade disponvel. Alm, claro, da diminuio da radiao fotossinttica e diminuio da velocidade do vento diminuindo assim a evapotranspirao das plantas. A umidade do solo foi avaliada em duas oportunidades e ocorreram diferenas estatsticas significativas entre o nvel de cu aberto (21,5%) e parcelas na presena de rvores, que entre si no diferiram (P>0,05), com 27,2 e 25,6% (Tabela 3). Vieira et al., (2002) tambm concluram que, em decorrncia da reduo da quantidade de radiao recebida, ocorreram alteraes significativas entre tratamentos quanto temperatura e umidade, em locais sombreados comparados ao pleno sol. Para o tratamento com 50% de sombra, a temperatura do ar foi em mdia 2C mais baixas e a umidade do ar 36,4% mais alta do que no tratamento ao pleno sol. O tratamento com 80% de sombra, em mdia apresentou temperaturas do ar 3,2C mais baixas e umidade relativa do ar 61% mais alta do que no tratamento ao pleno sol. Quanto temperatura do solo os autores verificaram diferenas menores que 5% entre 80% de sombra e pleno sol, sendo que a temperatura a um cm de profundidade do solo foi 3,4C mais baixas que no cu aberto. As plantas utilizadas no presente trabalho so do grupo C3. A temperatura tima para a fotossntese lquida destas plantas sob condies naturais se situa abaixo da temperatura tima para fotossntese potencial, sob saturao de CO2 e para a fotossntese bruta e para realizao da fotossntese lquida estende-se numa faixa de 15 a 30 C. O limite inferior para estas plantas de - 2 a 0 C (Larcher, 2000). Portanto as temperaturas verificadas tanto ao nvel de cu aberto quanto no sombreamento, esto adequadas para seu cultivo.

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4.2 PRODUO E QUALIDADE DE FORRAGEM E ESTRUTURA DA VEGETAO

4.2.1 Produo de forragem e valor nutritivo Nesta seo sero discutidos e analisados os efeitos da sombra sobre as variveis dependentes de todas as espcies forrageiras, ou seja, a interao entre os fatores nveis de luminosidade e espcies forrageiras. Sero analisadas as diferenas entre os trs nveis de irradincia dentro de cada espcie e as diferenas entre as espcies dentro de cada nvel de luminosidade. Em relao produo de forragem, a anlise de varincia revelou que houve interao significativa entre espcies e nveis de irradincia (P=0,0009) (Tabela 4). O sombreamento diminuiu a produo de forragem de todas as espcies forrageiras, especialmente no menor espaamento arbreo. Sob irradincia menor (9x3), a produo foi significativamente inferior que a produo do cu aberto. A produo mdia das espcies a cu aberto foi 6.095 kg MS/ha e ao nvel irradincia 15x3 m a produo foi de 2.595 kg/ha e de 1.150 kg/ha ao nvel de 9x3 m.

Tabela 4 - Produo de forragem de espcies forrageiras anuais de inverno, kg de MS/ha em funo do nvel de irradincia, somatria de todos os cortes. Abelardo Luz SC, 2007. Nvel de irradincia Espcie AP Cu aberto 4.550 aC (100%) 7.815 aAB (100%) 8.191 aA (100%) 5.147 aBC (100%) 4.771 aC (100%) 6.095 (100%) 15x3 m 1.963 bB (43%) 2.808 bAB (38%) 3.478 bA (43%) 2.393 bAB (46%) 2.300 bAB (48%) 2.595 (43%) 9x3 m 369 cC (8%) 974 bB (13%) 1.814 cA (22%) 1.300 bAB (25%) 1.292 bAB (27%) 1.150 (19%) Mdia 2.304

AB

3.865

AZ

4.494

Trigo DP

2.947

ERV

2.788

Mdia

Mdias seguidas de letras minsculas diferentes nas linhas, ou por letras maisculas diferentes nas colunas, diferem pelo teste Tukey ao nvel de 5% de significncia.

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Entre as espcies tambm ocorreram diferenas significativas. No cu aberto, o AZ foi a espcie que mais produziu com 8.191 kg de MS/ha, mas no diferiu (P>0,05) da AB com 7.815 kg. As espcies que menos produziram foram trigo DP (5.147 kg/ha) e aveia preta (4.550 kg de MS/ha) mas no diferiram

significativamente da ERV (4.771 kg/ha). A espcie que apresentou maior produo ao nvel de irradincia 15x3 (220 rvores/ha) tambm foi o AZ (3.478 kg/ha), mas no diferiu de AB, trigo DP e ERV (2.300 kg/ha). Considerando que em sistemas de produo animal com forragens, e integrao lavoura-pecuria, se faz necessrio um resduo 2.000 kg MS/ha (Assmann, 2001) para ciclagem e manuteno do sistema para produo animal ou de gros. Neste sentido, alm da massa requerida para ciclagem, estas espcies poderiam destinar para consumo animal, cerca de 1.478 kg e de 393 kg por hectare respectivamente, quando cultivadas ao nvel de 15x3. A espcie que menos produziu, nestas condies foi a AP, com 1.963 kg MS/ha. Mesmo assim, se faz necessrio uma anlise mais criteriosa atravs da anlise e viabilidade tcnica e econmica destes resultados. Ao nvel de 9x3 m (370 rvores/ha), a espcie que apresentou melhor desempenho foi o AZ (1.814 kg/ha) que no diferiu significativamente (P>0,05) de trigo DP (1.300 kg MS/ha) e ERV (1.292 kg/ha). A forrageira que apresentou menor produo neste nvel de irradincia foi a AP (369 kg MS/ha) e a AB (974 kg MS/ha) tendo produo intermediria, portanto foram menos tolerantes ao ambiente de menos luminosidade. Estes dados confirmam outros trabalhos como o de Vieira et al. (2002) que concluram que em condies de restrio luminosa de at 50% possvel promover cultivos de pastagens naturalizadas sob sombreamento. Para Paciullo et al. (2008), as evidncias indicaram que a boa produtividade do sistema depende do cultivo de forrageiras que apresentem tolerncia ao sombreamento. A densidade de rvores deve permitir apenas sombreamento moderado da pastagem. Peri et al. (2007) pesquisaram a produo de forragem de Dactylis glomerata L. em condies de 100% e 24% de disponibilidade de radiao fotossinteticamente ativa diria em plantio de Pinus radiata D. com dez anos. Obtiveram uma produo de 8.200 kg de MS/ha a cu aberto e sob o sombreamento produziu 3.800 kg MS/ha, o que corresponde a 46% de rendimento relativo ao obtido a cu aberto.

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A produo de matria seca to maior quanto maior for a capacidade de assimilao das espcies que compem a comunidade vegetal, quanto maior for a quantidade de radiao interceptada e absorvida pelas superfcies assimiladoras e quanto maior for o perodo de balano positivo das trocas gasosas. As condies climticas locais tm efeito sobre fotorrespirao e a respirao mitocondrial e no rendimento fotossinttico. A regio e amplitude de temperatura tima so caractersticas prprias em cada espcie e certamente alteram-se em funo de outros fatores externos (por exemplo, sob fraca radiao, a amplitude da regio tima aumentada e deslocada para valores inferiores de temperatura). Em condies restritivas, todos os componentes estruturais da lmina foliar ficam reduzidos, clulas menores e menos ativas (cloroplastos) e os processos fotossintticos tornam-se mais lentos (Larcher, 2000). A conseqncia a menor produo de MS sob sombreamento. No presente estudo, o rendimento relativo de MS diminuiu em funo dos nveis de irradincia. Ao nvel de 9x3 m, a produo mdia de MS por hectare entre todas as espcies, foi de apenas 19% e ao nvel de 15x3 m a produo foi de 43% do rendimento do cu aberto. Esta diferena no confirma os resultados de Sartor et al. (2006) que obtiveram rendime