ABSTRACT Agroforestry systems have the potential to increase soil organic matter, with effects on soil carbon and nitrogen contents, but information on the application of these systems in semi-arid regions is still scarce. This study aimed to analyze soil carbon and nitrogen stocks in the conversion of native forest from the Caatinga Biome into integrated agriculture systems in the Brazilian semi-arid region. We evaluated the following management systems in the Haplic Inceptisol (Cambissolo Háplico eutrófico): (1) Intercropping area, cultivated with corn and Massai grass; (2) Caatinga (natural vegetation); (3) AFS10: agroforestry system with native woody forest rows occupying 33 % and agriculture occupying 66 % of the total area; and (4) AFS20: agroforestry system presenting inverse proportions of AFS10. The agroforestry systems were intercropped with sorghum or millet, pigeon pea and Massai grass. We collected disturbed and undisturbed soil samples at the layers of 0.00-0.10; 0.10-0.20; 0.20-0.40, 0.40-0.60 and 0.60-1.00 m for analysis of carbon (SOC), nitrogen (N), soil bulk density, and calculation of SOC and N stocks and C/N ratio, two years after the conversion of natural vegetation to the agricultural area (intercropping) and agroforestry system (AFS10 and AFS20). We applied principal component and cluster analysis to explore the data, and confidence interval to compare the means of accumulated SOC and N stocks up to 1 m soil depth. No differences exist for the properties analysed in superficial layers (0.00-0.10 and 0.10-0.20 m), regardless of land-use systems. AFS20 increase the SOC content and, consequently, SOC stock, in subsurface layers; on the other hand, intercropping increases N content and N stock. AFS20 presented higher accumulated SOC stocks up to 1.00 m (114.97 Mg ha-1). Agroforestry systems management is an alternative for increasing carbon sequestration under the conversion from Caatinga to agricultural areas.

RESUMO O uso de adubos orgânicos pode incrementar a produção de espécies florestais, as quais podem ser usadas para extração de madeira em monocultivos ou em sistemas integrados. Objetivou-se neste estudo, avaliar a aplicação de doses de esterco de ovino na implantação de Mimosa caesalpiniifolia (sabiá) em sistema silviagrícola, de uma área anteriormente ocupada por pastagem degradada em um Albaquult (Planossolo Háplico). O delineamento experimental foi em blocos casualizados, com quatro repetições, e os tratamentos corresponderam às seguintes doses: 0, 2; 4; 8 e 12 kg de esterco de ovino por planta no primeiro ano, cujas quantidades empregadas foram reaplicadas em dobro (0, 4, 8, 16 e 32 kg por planta) no ano seguinte na projeção da copa. As variáveis avaliadas corresponderam aos atributos biométricos: altura (ALT); diâmetro do colmo ou coleto (DC) e diâmetro na altura do peito (DAP); massa seca da parte aérea (MSPA); acúmulo de nutrientes (parte aérea); e fertilidade do solo. As plantas de sabiá foram responsivas à adubação orgânica com incrementos nas variáveis ALT, DAP e MSPA. O esterco de ovino aumentou os valores médios na camada de 0-0,20 m para pH, P, K, Ca, Mg, SB, CTC, V, S-SO4 2- e Zn; com diminuição da acidez potencial. Para a variável matéria orgânica o incremento ocorreu até à dose de 13,70 kg por planta. O acúmulo de macro e micronutrientes, em plantas de sabiá foi N > Ca > K > Mg > P > S e Fe > Mn > B > Zn > Cu, respectivamente.

ABSTRACT The use of organic fertilizers can increase the production of forest species for the extraction of wood from monoculture stands or integrated systems. This study aimed to evaluate the effect of applying doses of sheep manure on the biometric traits of Mimosa caesalpiniifolia (‘sabiá’) in a silviculture system in an area previously occupied by native degraded pasture in an Albaquult. The experimental design was randomized blocks with four repetitions, with treatments corresponding to five doses of sheep manure per plant: 0, 2, 4, 8, and 12 kg in the first year, while in the second year the double of the doses (0, 4, 8, 16 and 32 kg per plant) were applied as topdressing under the canopy. The following biometric variables were evaluated: height (H); root collar diameter (RCD); diameter at breast height (DBH); above-ground dry weight (AGDW); accumulation of nutrients (aerial part); and soil fertility. The plants were responsive to the organic fertilization regarding the variables H, DBH, and AGDW. The sheep manure increased the mean values of pH, P, K, Ca, Mg, SB, CEC, BS, S-SO4 2- and Zn, and reduced the potential acidity in the 0-0.20 m soil layer. The organic matter variable increased up to the dose of 13.70 kg per plant. The accumulation rates of macro and micronutrients in the ‘sabiá’ plants were N > Ca > K > Mg > P > S and Fe > Mn > B > Zn > Cu, respectively.

RESUMO O objetivo deste estudo foi avaliar o raleamento em faixas e o enriquecimento com gramíneas exóticas em uma área de Caatinga, de modo que fosse possível manter e ou aumentar a biodiversidade de espécies vegetais nativas, e intensificar a produção de biomassa de forragem. Dois estudos foram conduzidos em uma área de Caatinga raleada em faixas e em outra área de Caatinga não manipulada no período chuvoso e transição águas-seca no ano de 2016. Avaliou-se a produção de biomassa herbácea e, a diversidade e equabilidade pelos índices de Shannon-Weaver (H’) e Pielou (J’) das áreas raleada em faixas e não manipulada. Foi ainda avaliado o estabelecimento dos capins massai e búffel ao centro e na lateral da área raleada em faixa. Na época das águas a produção de biomassa herbácea na área raleada em faixas e não manipulada foi de 1.228 kg ha-1 e 833,33 kg ha-1, enquanto o período de transição águas-seca 1.973 kg ha-1 contra 836,00 kg ha-1, respectivamente. Os índices permaneceram próximos H’ (1,86) e J’ (0,74), para a área raleada e H’ (1,77) e J’ (0,85) para a não manipulada. O capim-massai apresentou melhor estabelecimento e desenvolvimento que o capim-búffel no centro e na lateral da área raleada em faixas. O raleamento em faixas aumenta a biodiversidade da área contribuindo juntamente com o enriquecimento no incremento de biomassa de forragem herbácea.

ABSTRACT The objective of this study was to evaluate the thinning into strips and the enrichment with exotic grasses in a Caatinga area in order to maintain and increase the biodiversity of native vegetable species and forage production. Two studies were carried out-one in an area of Caatinga thinned into strips and one in an unmanipulated Caatinga area-during the rainy and rainy-dry season transition periods in 2016. The production of herbaceous biomass was evaluated, and the diversity and equability of the two areas were assessed through Shannon-Weaver (H’) and Pielou (J’) indexes. The establishment of massai and buffel grasses at the center and edges of the area thinned into strips was also evaluated. During the rainy season, the production of herbaceous biomass in the area thinned into strips and the unmanipulated area was 1,228 kg ha-1 and 833.33 kg ha-1, while during the rainy-dry transition period, it was 1,973 kg ha-1 and 836.00 kg ha-1, respectively. The indexes remained similar: H’ (1.86) and J’ (0.74) for the area thinned into strips, and H’ (1.77) and J’ (0.85) for the unmanipulated area. The massai grass presented better establishment and development than that by the buffel grass in the center and edges of the area thinned into strips. Thus, thinning into strips increases the biodiversity of an area, and this combined with enrichment through grasses increases the biomass of herbaceous forage.

Resumo O objetivo deste trabalho foi apresentar uma abordagem para avaliar as funções do solo em agroecossistemas e seus impactos sobre os serviços ambientais (SA). Uma abordagem com estudo de casos foi proposta para analisar a relação entre o estabelecimento e o manejo de agroecossistemas, em três biomas brasileiros (Floresta Atlântica, Cerrado e Caatinga), e a sua correlação com a prestação de serviços ambientais, tendo-se levado em consideração as especificidades de cada área. Também foi proposto um conjunto de parâmetros do solo que possam ser utilizados como indicadores para monitorar as alterações no agroecossistema. Observou-se que os tipos de serviços ambientais mais afetados pela implantação e pela gestão dos agroecossistemas são os de suporte e provisão, o que mostra o potencial que o manejo agrícola tem de fornecer múltiplos serviços, além de alimentos, fibras e energia. "Sem uso de fogo" e "consórcios agrícolas" foram os critérios usados na implantação e a gestão de agroecossistemas com maior potencial em aumentar a prestação de serviços ambientais, enquanto o estoque de biomassa no solo e na serapilheira foi o parâmetro do solo mais adequado para uso como indicador no monitoramento do impacto do agroecossistema na prestação de serviços ambientais.

Abstract The objective of this work was to present an approach to evaluate soil functions in agroecosystems and their impact on environmental services (ES). An approach with case studies was proposed to assess the relationship between the establishment and management of agroecosystems, in three Brazilian biomes (Atlantic Forest, Cerrado, and Caatinga), and their environmental services provision, considering the specificities of each area. A set of soil parameters that can be used as indicators to monitor changes in the agroecosystem was also proposed. The environmental services types most affected by the establishment and management of the agroecosystems were the supporting and provisioning services, showing the potential of agricultural management in providing multiple services, besides food, fiber, and energy. "No fire use" and "agricultural consortium" were the criteria for the establishment and management of agroecosystems with greater potential to increase environmental services provision, whereas biomass stock in soil and litter was the most appropriate soil parameter to be used as an indicator to monitor the impact of agroecosystems in environmental services provision.

Objetivou-se, neste trabalho, propor níveis críticos para atributos químicos do solo utilizando-se a distribuição normal reduzida em áreas de agricultura familiar de subsistência cultivadas com milho e feijão-caupi, no semiárido brasileiro. Amostras de solo foram coletadas em propriedades de agricultores familiares do Sertão dos Inhamuns-Crateús. Para a obtenção de níveis críticos foi utilizada a distribuição normal reduzida que utiliza os dados de produtividade e a relação entre produtividade e o atributo químico do solo atribuindo o nível crítico para 90% da produtividade máxima. Os níveis críticos obtidos para as áreas cultivadas com milho e feijão caupi em região semiárida são: MO (g kg-1): 7,3 e 7,5; pH: 6,6 e 6,5; P (mg dm-3): 8,6 e 8,2; K: 2,8 e 2,7; Ca (mmol c dm-3): 33,3 e 22,4; Mg (mmol c dm-3): 11,2 e 9,9 e saturação por base (%): 73 e 71, respectivamente. O nível crítico pela distribuição normal reduzida pode ser utilizado com vista à obtenção de níveis críticos para atributos químicos do solo. Os atributos com maior frequência para o índice negativo em relação ao nível crítico estimado (NCRIz) são Ca > V > pH > Mg > K = MO > P e V > pH > P > MO > Mg > K > Ca para as áreas de milho e feijão, respectivamente.

This study aimed to propose critical levels for soil chemical properties using the reduced normal distribution in areas of family subsistence farming under maize and cowpea crops in the Brazilian semiarid. Soil samples were collected on family farms in the region of Inhamuns-Cratéus. To obtain the critical levels the reduced normal distribution was used which uses the productivity data and the relationship between productivity and soil chemical attributes and assigning the critical level for 90% of the maximum. Critical levels obtained for areas cultivated with maize and cowpea in the semiarid region are: OM (g kg-1): 7.3 and 7.5; pH: 6.6 and 6.5; P (mg dm-3): 8.6 and 8.2; K (mmol c dm-3): 2.8 and 2.7; Ca (mmol c dm-3): 33.3 and 22.4; Mg (mmol c dm-3): 11.2 and 9.9; and base saturation (%): 73 and 71, respectively. The critical level for reduced normal distribution can be used to obtain critical levels for soil chemical properties. The attributes most frequently for negative index over estimated critical level (NCRIz) are Ca > V > pH > Mg > K = OM > P and V > pH > P > OM > Mg > K > Ca areas for corn and cowpea, respectively.

O estudo foi realizado com o objetivo de avaliar a produção forrageira e o desempenho de bovinos de corte pastejando sub-bosque de um sistema silvipastoril com eucalipto, adubado com fertilizante nitrogenado e duas ofertas de forragem. Os tratamentos consistiram de três doses de fertilizante nitrogenado (0, 75 e 150 kg ha-1 de N, na forma de ureia), e duas ofertas de forragem (10 e 15% PV). O estudo foi conduzido sob delineamento inteiramente casualizado, com quatro repetições e três períodos de avaliação. Foi observado aumento no ganho de peso, apenas no primeiro período de avaliação, à medida que se elevaram as doses de fertilizante nitrogenado. A variação na oferta de forragem não influenciou os ganhos médios individuais. O ganho por unidade de área aumentou à medida que foram adicionadas doses crescentes de fertilizante nitrogenado. A oferta de forragem de 15% é mais adequada quando se utilizam menores doses de nitrogênio na pastagem. Para doses mais elevadas, a intensificação da utilização resulta em maiores ganhos por unidade de área. A fertilização do sub-bosque é eficiente e necessária para a intensificação do uso de sistemas integrados eucalipto-pastagem.

The objective of this study was to evaluate forage yield and performance of beef cattle grazing understory of a silvopastoral system with eucalyptus, fertilized with nitrogen and two forage offers. Treatments consisted of three doses of nitrogen fertilizer (0, 75 and 150 kg.ha-1N as urea) and two forage offers (10 and 15% of BW). The study was carried out in a complete randomized design with four replications and three evaluation periods. It was observed an increment in weight gain only the first period of evaluation as doses of nitrogen fertilizer were increased. Variation on forage offer did not influence individual average gains. Values of gain per area unit increased as increasing doses of nitrogen fertilizer were added. Forage offer of 15% is more properly when lower doses of N were used in pastures. For higher doses, intensification of use results in greater gains per area unit. Understory fertilization is efficient and necessary for intensification of the use of eucalyptus-pasture integrated systems.

O experimento foi conduzido para avaliar os efeitos do processamento (com ou sem moagem) e da inclusão de casca de café na silagem de capim-elefante sobre a produção e composição do efluente. Utilizou-se um delineamento inteiramente casualizado em esquema fatorial 2 × 5, com dois processamentos (com ou sem moagem) e cinco níveis de casca (0; 6; 12; 18 e 24%), cada um com três repetições. Para avaliação da composição do efluente, adotou-se o esquema de parcelas subdivididas, em que a parcela principal foi constituída de fatorial 2 × 3, com dois processamentos e três níveis de casca (0; 6; 12%) e a subparcela, dos dias de colheita do efluente, com três repetições. A produção total de efluente foi de 243,1 L/t de silagem para a silagem sem casca, de 196,8; 93,2; 30,8; 3,1 L/t e de 149,1; 52,3; 30,8 e 0,0 L/t para as silagens com a casca inteira e moída nos níveis de 6, 12, 18 e 24%, respectivamente. O processamento da casca e os níveis de inclusão tiveram efeito quadrático, no tempo, sobre os teores de sólidos totais e nitrogênio total. Foi detectado efeito quadrático do processamento e dos dias e dos níveis de casca e dias, respectivamente, sobre a composição em cálcio e magnésio. Os níveis de casca e o processamento da casca de café tiveram efeito linear sobre o conteúdo de fósforo no efluente. Houve efeito do processamento, dos níveis de casca e dos dias nas demandas química e bioquímica de oxigênio. A casca de café é eficiente em reduzir a produção de efluente da silagem de capim-elefante, principalmente quando moída, pois tem mais efeito que inteira. A composição do efluente é influenciada pelos dias de coleta do efluente e pelos níveis e processamento da casca de café.

The experiment was carried out to evaluate the effects of processing (whole or ground) and including coffee hulls in elephant grass silage on the effluent production and composition. A randomized complete design in a 2 × 5 factorial design with two processes (whole or ground) and five coffee hull levels (0; 6; 12; 18 and 24 %) each with three replications. A split-plot design was used to assess the effluent composition, where the main plot consisted of a 2 × 3 factorial with two processes and three coffee hull levels (0, 6, 12%) and the split-plot consisted of the effluent collection days, with three replications. The total effluent production was 243.1 L/t silage for silage without hulls, 196.8; 93.2; 30.8; 3.1 and 149.1; 52.3; 30.8; 0.0 L/t for the silages with whole and ground hulls at levels of 6, 12, 18 and 24%, respectively. The hull processing and inclusion levels had a quadratic effect, according to the days, on the total solids and total nitrogen contents. A quadratic effect of the processing and days and the hull levels and days, respectively, on the composition in calcium and magnesium. The hull levels and the coffee hull processing had a linear effect on the phosphorus content in the effluent. There were effects of processing, hull levels and of the days on the contents of chemical and biochemical demands for oxygen. Coffee hulls were efficient in reducing effluent production in the elephantgrass silage, especially when ground, because they had more effect than when whole. The effluent composition is influenced by the day of collection and inclusion and processing of coffee hull levels.

Avaliaram-se o consumo, a digestibilidade aparente da dieta, a produção e a composição do leite de vacas recebendo quatro níveis de casca de café na dieta (0,0; 6,0; 12,0 e 18,0% da MS total) em substituição à silagem de milho na dieta. Foram utilizadas 12 vacas da raça Holandesa, em três quadrados latinos 4 x 4, distribuídas de acordo com o período de lactação. As dietas foram isoprotéicas, com 15,0% de PB, constituídas de 60% de volumoso (silagem de milho e casca de café) e 40% de concentrado, com base na MS. Os consumos de MS, MO, PB, CT, CNF, EE e NDT decresceram linearmente com a adição da casca de café, ao passo que o consumo de FDN aumentou linearmente. As digestibilidades aparentes de MS, MO, PB, CT, FDN e a concentração de NDT das dietas diminuíram linearmente com a adição de casca de café, mas a digestibilidade do EE não foi influenciada pelos níveis desse subproduto na dieta. A produção de leite apresentou comportamento quadrático, com produção máxima estimada de 26,83 kg leite/dia para o nível de 8,44% de casca de café, que não influenciou os componentes do leite. A casca de café apresentou potencial para ser utilizada em dietas para vacas em lactação, podendo substituir até 12% da silagem de milho, dependendo da disponibilidade e conveniência econômica.

The objective of this trial was to investigate the effect of replacing corn silage with coffee hulls (0, 6.0, 12.0, and 18.0% of DM) on intake, apparent total tract digestibility of nutrients, and milk production and composition. Twelve Holstein cows were blocked by days in milk and randomly assigned to three replicated 4 x 4 Latin squares. Diets were isonitrogenous averaging 15.0% of CP and composed by 60% of forage (corn silage and coffee hulls) and 40% of concentrate, on DM basis. Intakes of DM, OM, CP, TC, NFC, EE and TDN all decreased linearly while the opposite was observed for neutral detergent fiber (NDF) with the inclusion of coffee hulls in the diet. Apparent total tract digestibilities of DM, OM, CP, TC, and NDF and the dietary TDN content decreased linearly by increasing the proportion of coffee hulls in the diet but no significant effect was observed for EE digestibility. A significant quadratic effect was found for milk yield, with maximum of 26.83 kg/day at the coffee hulls level of 8.44%. No quadratic effect was observed for milk components. It can be concluded that coffee hulls can replace up to 12% of the corn silage DM in the diet depending on the availability and economic costs.

Avaliaram-se o consumo e a digestibilidade aparente da dieta, a produção e composição do leite e a economicidade de dietas formuladas com quatro níveis de casca de café na MS total (0, 5, 10, 15% da MS) em substituição ao milho no concentrado. Foram utilizadas 12 vacas da raça Holandesa, distribuídas em três quadrados latinos 4 x 4, de acordo com o período de lactação. As dietas (isoprotéicas, 15,5% de PB) foram constituídas de 60% de silagem de milho e 40% de concentrado, com base na MS. O consumo de EE não foi alterado, mas os de MS, MO, PB, carboidratos totais (CT) e carboidratos não-fibrosos (CNF) e a concentração de NDT das dietas decresceram linearmente com adição de casca de café, elevando, também de forma linear, o consumo de FDN. As digestibilidades de MS, MO, PB, CT, FDN, CNF e a concentração de NDT das dietas reduziram linearmente com a adição de casca de café no concentrado. A produção de leite e as quantidades de gordura, proteína, sólidos totais, extrato seco desengordurado e suas concentrações no leite não foram alteradas pelos níveis de casca de café nas dietas. O saldo com alimentação por vaca e por litro de leite aumentou linearmente com o incremento de casca de café nas dietas. A substituição do milho do concentrado por casca de café pode ser feita em até 15% da MS total da dieta.

The objective of this trial was to investigate the effects of replacing corn by coffee hulls on intake, apparent digestibility, and milk production and composition of lactating dairy cows. Treatments contained one of the following four levels of coffee hulls: 0, 5, 10 or 15% of the total dietary DM. Twelve Holstein dairy cows were blocked by days in milk and randomly assigned to three replicated 4 x 4 Latin squares. Diets were isonitrogenous averaging 15.5% of CP and composed by 60% of corn silage and 40% of concentrate on DM basis. Replacing corn with coffee hulls did not affect the intake of EE. However, intakes of DM, OM, CP, TC, and NFC as well as dietary TDN all decreased linearly with the inclusion of coffee hulls in the diet. Apparent total tract digestibilities of DM, OM, CP, TC, NDF, and NFC also reduced linearly by increasing the proportion of dietary coffee hulls. Conversely, NDF intake increased linearly when coffee hulls replaced corn in the diet. No significant differences on milk yield as well as yields and contents of fat, protein, total solids, and solids nonfat were observed by including coffee hulls in the diet. Feeding balances (milk yield gross income - feeding costs) per cow and per liter of milk both increased linearly by partially replacing corn with coffee hulls. It can be concluded that coffee hulls can replace up to 15% of the corn in the diet with no detrimental effects on production.