ABSTRACT: Intensive management of tropical pastures has shown potential for greenhouse gas (GHG) mitigation due to high forage production and C accumulation in the soil. This study aimed to evaluate different pasture management options in relation to their effect on soil C stocks and soil organic matter (SOM) humification. Pastures in four beef cattle production systems were assessed: intensive and irrigated pasture with high stocking rate (IHS); dryland pasture with high stocking rate (DHS); dryland pasture with moderate stocking rate (DMS); degraded pasture (DP). The soil under the native forest was also evaluated and soil carbon stocks from the 0-100 and 0-30 cm layers were assessed. Carbon stocks (0-100 cm) ranged from 99.88 to 142.33 Mg ha−1 in DP and DMS, respectively and were, respectively, 14 % and 24 % higher compared to the soil under the forest and indicate the capacity of adequately managed tropical pastures to mitigate GHG emissions from livestock production. Humification indexes indicated the presence of more labile C in pastures with greater C accumulation (DHS and DMS), mainly in the upper soil layers, indicating recent C accumulation resulting from correct management. However, more labile C can be easily lost to the atmosphere as CO2, depending on pasture management. Low C stocks associated with high humification indexes are characteristics of DP in which significant amounts of SOM are lost. It is necessary to develop technologies to improve C sequestration in IHS and results indicate the importance of quantifying C stocks in association with C stability.

ABSTRACT: The system of differential equations proposed by Oltjen et al. [1986, named Davis Growth Model (DGM)] to represent cattle growth has been parameterized with data from Bos taurus (British) and Bos indicus (Nellore) breeds. The DGM has been successfully used for simulation and decision support in the United States. However, the effect of about 30 years of genetic improvement and the use of different breeds may affect the model parameter values, which also may need to be re-estimated for crossbred animals. The aim of this study was to estimate parameter values and confidence intervals for the DGM with growth and body composition data from Zebu crossbred animals. Confidence intervals and asymptotic distribution were generated through nonparametric bootstrap with data from a field experiment conducted in Brazil. The parameters showed normal probability distribution for most scenarios. The rate constant for deoxyribonucleic acid (DNA) synthesis had a minimum increase of 156 % and the maximum of 389 %, compared to the original values and the maintenance requirement had a minimum increase of 126 % and maximum of 160 % compared to the original values. Lower limits of 95 % confidence intervals for the parameters related to maintenance and protein accretion rates were higher than the original estimates of the DGM, evidencing genetic differences of the Zebu crossbred animals in relation to the original DGM parameters.

O objetivo deste estudo foi testar modelos empíricos de regressão linear, para a predição do acúmulo de matéria seca (TAMS) de Urochloa brizantha cv. Marandu, em função de variáveis agrometeorológicas. Para gerar os modelos, foi utilizada a taxa média de acúmulo de matéria seca, em condições de sequeiro, entre 1998 e 2002. As variáveis avaliadas foram: temperaturas mínima, máxima e média, radiação global (Rg), graus-dia, evapotranspiração real (ETR) e potencial (ETP) obtidas a partir do balanço hídrico, unidades fototérmicas (UF) e índice climático de crescimento (ICC). As regressões univariada e multivariada mostraram boa capacidade de predição, com exceção para as que utilizam a UF. Os melhores resultados foram para a regressão multivariada, com Tmín, Rg e ETR: R², 0,84; raiz do quadrado médio do resíduo (RQMR), 14,72; e critério de informação de Akaike (CIA), 222,5. Na regressão linear univariada, destacaram-se as variáveis: graus-dia corrigido (R², 0,75; RQMR,17,84; e CIA, 242,6), temperatura mínima corrigida (R², 0,75; RQMR, 17,82; CIA, 244,1), e ICC (R², 0,74; RQMR, 17,85; CIA, 236,9). A correção das variáveis agrometeorológicas pela relação entre evapotranspiração real e potencial (ETR/ETP), em geral, melhora a predição da TAMS pelos modelos.

The objective of this work was to test empirical linear regression models, to predict dry matter accumulation rates (DMAR) of Urochloa brizantha cv. Marandu, using agrometeorological variables. To generate the models, the average dry matter accumulation under rainfed conditions, between 1998 and 2002, was used. The evaluated variables were: minimum, maximum and average temperatures, global radiation (GR), degree-days, actual (AET) and potential evapotranspiration (PET) obtained from the water balance, photothermal units (PU) and the climatic growth index (CGI). Except for the PU, the univariate and multivariate regressions showed good predictive ability. The best results were for the multivariate regression, with Tmín, GR and AET: R², 0.84; root mean square residual (RMSR), 14.72; and Akaike's information criterium (AIC), 222.5. In the univariate regression, the following variables stood out: corrected degree-days (R², 0.75; RMSR, 17.84; CIA, 242.6), corrected minimum temperature (R², 0.75; RMSR, 17.82; AIC, 244.1); and CGI (R², 0.74; RMSR, 17.85; AIC, 236.9). The correction of the agrometeorological variables using the relation between real and potential evapotranspiration (AET/PET) enhances, in general, the model prediction of DMAR.

As perdas gasosas de nitrogênio do solo são consideráveis, sendo resultantes principalmente da volatilização de amônia ligada a diversas atividades agropecuárias, como na adubação de pastagens. A utilização de métodos simples e acessíveis para mensurar essas perdas é fundamental na avaliação do ciclo de N nesses sistemas. Assim, o objetivo desta pesquisa foi avaliar métodos usados para quantificar a NH3 volatilizada da ureia aplicada na superfície do solo, considerando fundamental que tenham mínima interferência no processo de volatilização. O experimento foi conduzido em casa de vegetação, utilizando-se um delineamento experimental inteiramente casualizado, com 13 tratamentos e cinco repetições. Os tratamentos foram: (1) absorvedor de espuma de poliuretano (densidade de 20 kg m-3) contendo solução de ácido fosfórico e colocado a 1, 5, 10 e 20 cm acima da superfície do solo; (2) absorvedor de papel-filtro contendo solução de ácido sulfúrico e colocado a 1, 5, 10 e 20 cm acima da superfície do solo; (3) absorvedor com solução de ácido sulfúrico e colocado a 1, 5 e 10 cm acima da superfície do solo; (4) coletor semiaberto estático; e (5) balanço de 15N (método de referência). O absorvedor de espuma colocado a 1 cm acima da superfície do solo indicou valores reais para a taxa diária de perda e a perda acumulada de N-NH3, sendo eficiente na captação da NH3 volatilizada da ureia aplicada ao solo. Os absorvedores com ácido sulfúrico nas alturas de 1, 5 e 10 cm do solo e os absorvedores de papel nas alturas de 1 e 5 cm do solo apresentaram estimativas reais somente das perdas acumuladas de N-NH3. O absorvedor de espuma é uma câmara estática aberta indicada para quantificar a taxa de perda diária ou a perda acumulada de amônia por volatilização, não sendo necessário o uso de equações de calibração ou fatores de correção.

Gaseous N losses from soil are considerable, resulting mostly from ammonia volatilization linked to agricultural activities such as pasture fertilization. The use of simple and accessible measurement methods of such losses is fundamental in the evaluation of the N cycle in agricultural systems. The purpose of this study was to evaluate quantification methods of NH3 volatilization from fertilized surface soil with urea, with minimal influence on the volatilization processes. The greenhouse experiment was arranged in a completely randomized design with 13 treatments and five replications, with the following treatments: (1) Polyurethane foam (density 20 kg m-3) with phosphoric acid solution absorber (foam absorber), installed 1, 5, 10 and 20 cm above the soil surface; (2) Paper filter with sulfuric acid solution absorber (paper absorber, 1, 5, 10 and 20 cm above the soil surface); (3) Sulfuric acid solution absorber (1, 5 and 10 cm above the soil surface); (4) Semi-open static collector; (5) 15N balance (control). The foam absorber placed 1 cm above the soil surface estimated the real daily rate of loss and accumulated loss of NH3N and proved efficient in capturing NH3 volatized from urea-treated soil. The estimates based on acid absorbers 1, 5 and 10 cm above the soil surface and paper absorbers 1 and 5 cm above the soil surface were only realistic for accumulated N-NH3 losses. Foam absorbers can be indicated to quantify accumulated and daily rates of NH3 volatilization losses similarly to an open static chamber, making calibration equations or correction factors unnecessary.

Com o objetivo de avaliar a fertilização nitrogenada com uréia, realizou-se um experimento com duas formas de aplicação de uréia (incorporada ou em superfície) e com calagem em duas épocas (março e agosto), para balanço do nitrogênio (15N) em pastagens de Brachiaria brizantha. A recuperação e retenção do N-uréia foram obtidas para cada estrutura do sistema solo-pastagem, comprovando que a coroa da planta é um importante órgão de reserva do nitrogênio proveniente do fertilizante uréia. A calagem no mês de março favoreceu a produção de forragem e melhorou a eficiência de uso do N quando se incorporou a uréia. A incorporação melhorou a recuperação e a retenção de nitrogênio na maioria das estruturas de braquiária. A diferença na recuperação de N entre o melhor tratamento (calagem em março e incorporação de uréia) e o pior (calagem em março e uréia em superfície) foi de 50 kg de N/ha após um ano.

In order to evaluate the use of urea nitrogen, the balance of nitrogen (15N) in Brachiaria brizantha pastures was obtained when urea was applied either incorporated or in the soil surface (in four applications beginning in November of 1998) and the lime was applied in two periods (March and August of 1998). The recovery and retention of the N-urea were obtained for each plant structure of the soil-pasture system, and indicated that the plant crown is a very important storage organ for the N applied via Urea. Liming in March favored forage mass production and improved the efficiency of N use when urea was incorporated. The incorporation of urea improved both, the recovery and retention of nitrogen in most Brachiaria structures. Difference in N recovery between the best (lime application in March with urea incorporated) and the worst treatment (liming in March with urea-N on the soil-surface) was around 50 kg N.ha-1 after one year.

Dois experimentos foram realizados, por um período de dois anos, para avaliar a resposta de um sistema solo-pastagem a fertilizantes fosfatados de diferentes velocidades de solubilização (superfosfato simples, superfosfato triplo e termofosfato magnesiano) associados ou não à calagem. Não houve diferença em produção de forragem entre as várias fontes de fósforo, quando as adubações fosfatadas foram feitas nos dois anos. A associação de fertilizantes pode ser vantajosa, porque o termofosfato promoveu as maiores produções de forragem quando se suprimiu a adubação fosfatada no segundo ano, enquanto as adubações com superfosfatos resultaram nas maiores produções no primeiro ano. A calagem favoreceu a produção de forragem e proporcionou aumento nos teores de nutrientes e redução do alumínio no solo. A resposta à adubação foi melhor no segundo ano, porque a pastagem estava em recuperação.

Two experiments were conducted during two years for evaluation of the soil/pasture system response to phosphorus fertilizers with different solubilization rates (ordinary superphosphate, triple superphosphate, and termalphosphate), with and without liming. The various phosphorus sources did not affect forage yield when fertilization was made during two years. Association of fertilizers may be advantageous since termalphosphate promoted the best forage yield when phosphorus fertilization was suppressed in the second year while fertilization with superphosphates resulted in best forage yield in the first year. Liming favored forage yield allowing higher nutrient concentration and reduction of aluminum in the soil. Response to fertilization was better in the second year because the pasture was under recovery.

Com o objetivo de avaliar a resposta de pastagens degradadas de Brachiaria brizantha cv. Marandu ao uso de diferentes doses de fertilização com N e S, foi desenvolvido um experimento em campo durante dois anos, em área de cerrado em blocos ao acaso. Foram avaliados sete tratamentos, seis com diferentes combinações de doses de N e S e uma testemunha (pastagem degradada). As combinações foram: 70 kg ha-1 N sem enxofre, 140 kg ha-1 N sem enxofre, 210 kg ha-1 N sem enxofre, 70 kg ha-1 N e 77 kg ha-1 S, 140 kg ha-1 N e 153 kg ha-1 S, 210 kg ha-1 N e 230 kg ha-1 S. A reposta em produção de forragem ao uso de fertilização nitrogenada foi linear, com maior eficiência de uso do nitrogênio no segundo ano de manejo. A maior produção de forragem foi acompanhada por maior extração de N e queda nos teores de matéria orgânica no solo. A extração de enxofre foi menor que as doses de S empregadas. O critério da relação N:S na forragem na nutrição mineral da forrageira foi recomendado apenas na época das águas. Houve acúmulo de enxofre nas camadas subsuperficiais do solo.

An experiment was carried out during two years on Cerrado soil with the objective of evaluating the response of degraded Brachiaria brizantha cv. Marandu pastures to different N and S fertilization doses. Seven treatments, six with different N and S combinations and a control (degraded pasture), were compared in a randomized complete blocks design. The combinations were: 70 kg ha-1 N without sulphur, 140 kg ha-1 N without sulphur, 210 kg ha-1 N without sulphur, 70 kg ha-1 N and 77 kg ha-1 S, 140 kg ha-1 N and 153 kg ha-1 S, 210 kg ha-1 N and 230 kg ha-1 S. Herbage yield response to nitrogen rates was linear, and the best efficiency of nitrogen use was obtained in the second year. The highest herbage yield was associated with higher extraction of N and smaller soil organic matter content. The sulfur extraction was lower than S doses. The N:S ratio as a criterion of the forage mineral nutrition was effective only in the rainy season. There was sulphur accumulation in deeper layers of soil.

A eficiência do processo simbiótico entre a alfafa (Medicago sativa L.) e a bactéria Sinorhizobium meliloti pode ser afetada pela presença de nitrogênio no solo. Avaliou-se a contribuição da simbiose em comparação à adubação nitrogenada em componentes da produção de alfafa, em dois experimentos sob condições controladas e um terceiro em campo. Sob condições controladas, verificou-se efeito positivo da adubação nitrogenada sobre as variáveis estudadas, sobre a produção de matéria seca, teor de nitrogênio e proteína. Em campo, verificou-se efeito negativo do N-mineral (450 kg ha-1 ano-1) sobre o processo simbiótico, com redução da nodulação e atividade da enzima nitrogenase, sem efeito sobre a produção de matéria seca, nitrogênio total, proteína bruta, nitrogênio não protéico e digestibilidade. O desempenho dos cultivares estudados foi semelhante nos dois ambientes de estudo, sendo os cultivares Crioula Brasileira e Crioula Chilena os mais produtivos e o cultivar Pioneer-5454 como o de melhor valor nutritivo da biomassa produzida. Adubação nitrogenada é dispensável para Medicago sativa inoculada com a bactéria fixadora de nitrogênio correspondente, uma vez que a simbiose pode garantir o fornecimento de nitrogênio em quantidade suficiente para a produção.

The efficiency of the symbiotic process between alfalfa (Medicago sativa L.) and Sinorhizobium meliloti can be drastically affected by soil nitrogen. This research evaluates how mineral fertilization affects the contribution of symbiosis to the yield and quality of alfalfa in two experiments under controlled conditions, and a third one in the field. Under controlled conditions, positive effect of nitrogen fertilizer was observed, whereas, in the field, negative effect of the mineral nitrogen (450 kg ha-1 year-1) on the symbiotic process was observed, with reduction of nodulation and nitrogenase activity. However, there was no effect on yield, total nitrogen concentration, crude protein, non-protein nitrogen and digestibility in relation to the treatment without mineral N. The cultivars showed similar performance under different conditions, with 'Crioula Brasileira' and 'Crioula Chilena' showing the highest yield and 'Pioneer-5454' the highest forage nutritive value.

A variação da abundância isotópica do 13C e fixação biológica do nitrogênio podem ser utilizadas em programas de melhoramento de cultivares de alfafa (Medicago sativa L.), pois contribuem para o entendimento de processos fisiológicos relacionados ao uso da água, fotossíntese, obtenção e uso do nitrogênio, bem como suas interdependências e efeitos sobre a produtividade, eficiência do uso da água e qualidade da biomassa produzida. Nesse sentido, torna-se necessária a avaliação do desempenho sob condições contrastantes em disponibilidade hídrica. Neste estudo, avaliou-se o desempenho de 12 e 6 cultivares de alfafa, respectivamente, em dois experimentos instalados em lisímetros no delineamento estatístico de parcelas subdivididas sob irrigação constante e regime de chuvas. Sob condições controladas, a alfafa responde positivamente à irrigação tanto em relação aos caracteres quantitativos quanto qualitativos e dentre os cultivares estudados, os cultivares Crioula Brasileira e Crioula Chilena apresentaram os melhores desempenhos. Na avaliação de seis meses de duração, não houve correlação entre a discriminação isotópica do carbono (DIC), fixação biológica de nitrogênio (FBN), produção de matéria seca (PMS) e eficiência do uso da água (EUA). Na avaliação de um ano sob irrigação a DIC correlacionou-se negativamente com PMS (-0,92**), EUA (-0,94**) e FBN (-0,79*). A FBN correlacionou-se positivamente com a PMS (0,93**) e EUA (0,87*). Sob regime de chuva não houve correlação entre os parâmetros. Existe uma tendência de correlação positiva entre a PMS e DIC demonstrada em inúmeros trabalhos científicos. Essa tendência pode ser alterada sob limitação de água, limitação ao desenvolvimento radicular ou quando o conjunto de cultivares analisadas é contrastante. Se a correlação permanece de forma positiva invariável, não existe possibilidade de aumento da EUA, uma vez que o aumento da DIC é resultado do aumento da transpiração.

Variation in the abundance of 13C and biological nitrogen fixation in legume plants such as alfalfa (Medicago sativa L.) can be used in cultivar selection programs allowing a better understanding of the physiological processes related to water use, photosynthesis and biological nitrogen fixation and their interdependence. This would supply data for selection programs for the improvement of dry matter yield (DM), water use efficiency (WUE) and biomass quality. Thus evaluation of the plant under contrasting conditions becomes necessary, therefore in this study, the plants were evaluated under rainfall and irrigated conditions in lysimeters. In this study, 12 and 6 alfalfa cultivars was evaluated respectively in two experiments installed in lysimeters by split-plot statistical design under constant irrigation and regime of rains. The results showed the existence of a complex interdependence between the agronomic characteristics of the alfalfa cultivars. Under controlled conditions the alfalfa responded positively to irrigation, in relation to both quantitative and qualitative characteristics. The cultivars Crioula Chilena and Crioula Brasileira showed the best results. In the first evaluation (after 6 months) correlations between carbon isotopic discrimination (CID), biological nitrogen fixation (BNF), dry matter yield (DM) and water use efficiency (WUE) were not significant. In the second evaluation (after 1 year), under irrigated conditions CID was negatively correlated with DM (-0.92**), WUE (-0.94**) and BNF (-0.79*). BNF was positively correlated with DM (0.93**) and WUE (0.87*). Under non-irrigated conditions correlation between these parameters was not significant. There exists a tendency for a positive correlation between DM and CID in studies with C3 plants that can be altered when water is limiting, root development is limited or when contrasting cultivars are used. If a positive correlation is maintained, the possibility of increasing the WUE is minimal, since the increase of CID is a result of the increase in transpiration.

Na recuperação de pastagens é fundamental a reconstituição da fertilidade do solo, sendo a calagem a primeira ação nessa direção. A recomendação de calagem para pastagens necessita de maiores subsídios técnicos, como a forma de aplicação e a dose e o tipo de calcário a ser empregado. Um experimento de campo foi instalado para avaliar a calagem e a adubação como práticas para a recuperação de pastagens de Brachiaria decumbens degradadas. Os seguintes fatores foram estudados: a forma de aplicação do calcário (incorporado no solo com gradagem ou não incorporado), os níveis de saturação por bases de 40, 60 ou 80% e tipos de calcário (PRNT de 55, 70 ou 90). A calagem e a fertilização (NPK e micronutrientes) aumentaram as produções da forragem e do seu sistema radicular, sendo os efeitos mais acentuados no segundo ano, apesar do uso de mesmas doses de corretivos e fertilizantes do primeiro ano. Após dois anos não se conseguiu atingir os níveis de saturação por bases pretendidos na camada de 0 - 0,20 m, bem como a neutralização do Al. A gradagem prejudicou o desenvolvimento do sistema radicular da forrageira e promoveu queda nos teores da matéria orgânica no solo. O calcário de PRNT mais baixo aumentou a produção de raízes e proporcionou as maiores concentrações de Ca e Mg no solo. Estudos em outras condições são necessários para se aprimorar a recomendação de calagem para pastagens estabelecidas e degradadas.

The reconstitution of soil fertility is essential in the process of pasture restoring, liming being the first action to be taken in this direction. The liming recommendation for pastures needs more technical information as the application method and rate. A field experiment was carried out to evaluate the liming and fertilization practices to restore a degraded Brachiaria decumbens pasture. The following factors were studied: liming method (incorporated in soil by disking or not); level of base saturation (40, 50 or 80%) and lime type (55, 70 or 90 of ECC). Liming and fertilization (NPK and micronutrients) increased both the forage yield and its root system, these being more evident in the second year, even using the same rates of lime and fertilizer used during the first year. After two years the levels of base saturation aimed for the 0 to 0.20 m soil layer were not achieved, neither was the neutralization of the Al. The disking impaired the development of the root system of B. decumbens and promoted the decrease of soil organic matter. The lime with the lowest ECC increased root growth and led to higher concentrations of Ca and Mg in the soil. Studies in other conditions are necessary to define liming requirements in established and degraded pastures.

A cultura da alfafa (Medicago sativa) é importante para a produção animal, por sua alta qualidade nutritiva, alto potencial de produção e sucesso na fixação de nitrogênio, através da simbiose com o Rhizobium meliloti, dispensando o uso de adubação nitrogenada. Neste trabalho objetivou-se selecionar estirpes comerciais de R. meliloti (SEMIA-116, SEMIA-134 e SEMIA-135) em relação às cultivares de alfafa Flórida 77, Pioneer 5929, CUF 101 e Crioula, e avaliar os fungicidas Iprodione e Thiram em tratamento de semente e solo na cultivar Crioula. Não houve interação entre as estirpes de R. meliloti e as cultivares de alfafa quanto à produção de matéria seca, e as plantas infestadas com a SEMIA-116 apresentaram maior número de nódulos. Houve interações entre os diferentes tipos e doses de fungicidas e as estirpes de R. meliloti testadas. A estirpe SEMIA-116 apresentou superioridade, representada pela maior produção de biomassa e número de nódulos. Pelos resultados obtidos, não se recomenda a inoculação da estirpe SEMIA-135, quando em associação com o fungicida Iprodione, em solo ou semente.

The cultivation of alfalfa (Medicago sativa) is not only important because of its nutrient, content, but also for its high productivity and its ability to fix nitrogen through its association with Rhizobium meliloti. To better understand this symbiotic association, the interaction between R. meliloti strains SEMIA-116, SEMIA-134 and SEMIA-135 with different cultivars of alfalfa Florida 77, Pioneer 5929, CUF 101 and Crioula was evaluated. In addition to the above treatments, the fungicides Iprodione and Thiram were used with the cultivar Crioula to study their effects on the alfalfa/Rhizobium interaction. Plants inoculated with SEMIA-116 had a greater number of nodules. However, no significant difference in the production of plant dry matter was observed between the various Rhizobium strains and the alfalfa cultivars tested. In the presence of the tested fungicides, the Crioula/SEMIA-116 association showed superior biomass production and number of nodules. Results obtained in this study suggest that SEMIA-135 should not be used as an inoculum for alfalfa when Iprodione is used either as a soil or seed treatment.