Pasture management and greenhouse gases emissions

Pastures are important environments worldwide because they offer many ecosystem services and sustain meat and milk production. However, pastures ecosystems are responsible for greenhouse gas (GHG) emission. The major GHGs include CO2, CH4, and N2O. The present review summarizes GHG emission from pasture ecosystems and discusses strategies to mitigate this problem. In pastures, emissions originate from animal excretion, fertilization, and organic matter decomposition. Emissions of specific gases can be measured based on certain factors that were recently updated by the United Nation's Intergovernmental Panel on Climate Change in 2019. Urine is the main source of N2O emission. Forage structure is an important factor driving GHG transport. Forage fiber content and animal intake are the key drivers of enteric CH4 emission, and the introduction of forage legumes in pasture systems is one of the most promising strategy to mitigate GHG emission.

Nutritional evaluation of millet at different seeding rates and cutting heights / Avaliação nutricional do milheto submetido a diferentes taxas de semeadura e alturas de corte

This study evaluated the effect of different seeding rates and cutting heights on production and composition of millet. Two randomized block design experiments were performed. In the first trial, 32 parcels (1.2 × 1.2 m) were used for evaluation of seeding rate of 24, 35, 50 and 60 kg/ha. Three cuts were carried out to evaluate plant height, fresh and dry mass yield, dry matter (DM), neutral detergent fiber (NDF), crude protein (CP) and acid detergent lignin (ADL) concentration and in situ DM and NDF digestibility. In the second trial, 20 parcels (1.2 × 3.0 m) were used to evaluate 20, 30, 40 and 50 cm of cutting heights for two growing cycles, performing the evaluations previously listed. Seeding rate linearly increased plant height, fresh and dry mass production, and tended to linearly decrease dry matter in situ digestibility, without effects on forage composition. Cutting height had no effect on crude protein (CP) concentration, but linearly increased plant height, dry mass production, DM content and tended to decrease NDF in situ digestibility and ADL content. Thus, the use of the highest evaluated seeding rates (60 kg/ha) and cutting height (50 cm) increased forage production; however, the use of the lowest residual height increased forage quality.(AU)

Os efeitos de diferentes taxas de semeadura e altura de corte na produção e composição bromatológica do milheto foram avaliados em dois experimentos executados em delineamento em blocos casualizados. No primeiro experimento, foram utilizadas 32 parcelas (1,2 x 1,2 m) e avaliadas as taxas de semeadura de 24, 35, 50 e 60 kg/ha. Três cortes foram realizados para avaliar a altura das plantas, a produção de massa fresca e seca, os teores de matéria seca (MS), fibra em detergente neutro (FDN), proteína bruta (PB) e lignina, assim como a digestibilidade in situ da matéria seca e FDN. No segundo experimento, 20 parcelas (1,2 x 3,0 m) foram usadas para avaliar o efeito das alturas de corte de 20, 30, 40 e 50 cm, sobre as variáveis previamente citadas. De acordo com o aumento da taxa de semeadura, houve aumento linear da altura das plantas e da produção de massa seca e fresca e tendência de redução linear da digestibilidade in situ da matéria seca, sem afetar a composição da forragem. A altura de corte não afetou a concentração de proteína bruta, mas aumentou linearmente a altura das plantas, a produção de massa seca e o teor de matéria seca e tendeu a reduzir a digestibilidade in situ da FDN e a concentração de lignina. Assim, o emprego de maiores taxas de semeadura (60 kg/ha) e de altura de corte (50 cm) aumentam a produção de forragem, enquanto que menores alturas de corte aumentam a qualidade da forragem.(AU)

A grazing height target to minimize tiller stem elongation rate in annual ryegrass swards / Altura limite de pastejo para minimizar o alongamento de colmos em pastos de azevém anual

ABSTRACT: Italian ryegrass (Lolium multiflorum Lam) is one of the most cultivated temperate annual forage crop around the world. Despite that, there is little information about the process of stem elongation during its vegetative growth. This information would be useful for grazing management purposes. Thus, the aim of this study was to assess the herbage accumulation and stem elongation rates in annual ryegrass pastures submitted to intermittent stocking. The experimental design used was a completely randomized 2x2 factorial with three replications. The treatments were defined by the combination of two pre-grazing heights (15 and 25cm) associated with two post-grazing heights (4 and 8cm). The herbage accumulation rates were higher in pastures with 25cm pre-grazing associated with post-grazing heights of 8cm. However, leaf production rate was only affected by post-grazing height, with higher values being recorded for stubbles heights of 8cm, regardless of pre-grazing height. Stem elongation rates in annual ryegrass tillers increased rapidly when pastures reached around 18cm, a condition where there was a relatively low competition for light, suggesting that; 1) pre-grazing heights of 18 to 20cm in annual ryegrass could be used as a upper limit for grazing management purposes whether the objective is to minimize stem contribution in accumulated herbage and 2) It seems that stem elongation is as inevitable process (independently of competition for light) and that this could be related to the necessary strength of stems, pseudostems and sheaths to support larger and heavier leaves.

RESUMO: O azevém anual (Lolium multuflorum Lam) é uma das plantas forrageiras de clima temperado mais cultivadas no mundo. Apesar disso, há poucas informações sobre o processo de alongamento de colmos para essa espécie durante seu crescimento vegetativo. Tal informação seria útil para o manejo mais adequado desta espécie. Assim, o objetivo do presente trabalho foi avaliar o acúmulo de forragem e as taxas de alongamento de colmos em pastos de azevém anual submetidos à lotação intermitente. O delineamento experimental foi completamente casualizado em arranjo factorial 2x2, com três repetições. Os tratamentos consistiram na combinação de duas alturas em pré-pastejo (15 e 25cm), associadas com duas alturas de resíduo (4 e 8cm). A maior taxa de acúmulo de forragem foi observada nos pastos manejadas com 25cm, associadas com alturas de resíduo de 8cm. Entretanto, a taxa de acúmulo de folhas foi similar para pastos manejados com 8cm de resíduo, independente da altura em pré-pastejo (15 ou 25cm). A taxa de alongamento de colmos em perfilhos de azevém anual aumentaram rapidamente quando os pastos atingiram uma altura de 18cm, condição onde havia uma relativa baixa competição por luz, sugerindo que: 1) alturas em pré-pastejo entre 18 e 20cm em pastos de azevém anual poderia ser usada como um limite máximo de altura quando o objetivo for minimizar a contribuição de colmos na forragem acumulada; e 2) parece que o alongamento de colmos é um processo inevitável (independente de competição por luz) e isso poderia estar relacionado com a força necessária de colmos, pseudocolmos e bainhas para suportar o peso de folhas cada vez maiores e mais pesadas.

Levels of defoliation and regrowth dynamics in elephant grass swards / Níveis de desfolhação e a dinâmica da rebrotação em pastos de capim-elefante

The morphogenetic and structural characteristics of forage plants and the processes of growth and senescence in tissues may vary according to the grazing management strategies used. This research aimed to assess the process of regrowth in elephant grass swards Cv. 'Pioneiro' submitted to two pre-grazing heights (90 and 120cm) combined with two levels of defoliation (50 and 70%). A reduction of the leaf elongation rate (LER) was observed during the regrowth stages, in addition to a reduction in the rate of leaf appearance (LAR) and aerial tiller population density (ATPD). In contrast, an increase was observed in leaf senescence (LSR) and stem and pseudo stem elongation rates (SER). The severe defoliation (70%) combined with a pre-grazing height of 120cm compromised the regrowth of elephant grass cv. 'Pioneiro', which must be managed with a maximum height of 90cm and maximum level of defoliation of 50% of the initial height.

As características morfogênicas e estruturais das plantas forrageiras, bem como os processos de crescimento e senescência de tecidos podem variar de acordo com as estratégias de manejo utilizadas. O objetivo deste trabalho foi avaliar o processo de rebrotação em pastos de capim-elefante, cultivar 'Pioneiro', submetidos a duas alturas em pré-pastejo (90 e 120cm) combinadas com duas severidades de desfolhação (50 e 70% da altura inicial). Ao longo das fases de rebrotação, ocorreu uma diminuição das taxas de alongamento foliar (TAF), aparecimento de folhas (TAP) e da densidade populacional de perfilhos aéreos (DPPA), aumento das taxas de senescência foliares (TSF) e alongamento de colmo mais pseudocolmo (TACP). A severidade de desfolha de 70% aliada à altura em pré-pastejo de 120cm comprometeu o processo de rebrotação do capim-elefante cv. 'Pioneiro', devendo este ser manejado com altura máxima de 90cm e com severidade de desfolha não excedendo 50% da altura inicial.

Desempenho de vacas Girolando mantidas em pastejo de Tifton 85 irrigado ou sequeiro / Performance of crossbred Holstein x Zebu cows rotationally grazing in Tifton 85 pasture irrigated or rainfed

Objetivou-se com este trabalho avaliar a taxa de lotação e a produção de leite de vacas mestiças Holandês x Zebu em pastagens de Tifton 85 irrigadas e em sequeiro, em Uberaba-MG. Os dados foram analisados em um delineamento de blocos inteiramente ao acaso, com três repetições por tratamento, num esquema fatorial 2x10 (dois tratamentos e 10 épocas). Foi utilizado um lote de 11 vacas em lactação por tratamento para avaliação do desempenho animal. As médias foram comparadas por meio do teste de Scott-Knott ao nível de 5% de probabilidade (P<0,05). A pastagem foi manejada em sistema de pastejo rotacionado com três e cinco dias de ocupação e 21 e 35 dias de descanso no período das águas e da seca, respectivamente. A taxa de lotação média do sistema irrigado, no período avaliado, foi de 4,6 UA.ha-1, valor superior (P<0,05) à taxa média de 2,2 UA.ha-1 observada para o sistema de sequeiro. Não houve diferenças nas produções diárias de leite das vacas (P<0,05). A produção de leite média obtida no sistema irrigado foi de 51,7 litros. ha-1.dia-1. A irrigação possibilitou uma considerável intensificação do sistema, na medida em que proporcionou uma taxa de lotação bastante superior ao sistema de sequeiro.

The aim of this study was to determine the stocking rates and milk production of crossbred Holstein x Zebu cows managed under irrigated or rainfed Tifton 85 pastures in Uberaba- MG. The statistical design adopted was completely randomized blocks with three repetitions per treatment, in a 2 x 10 factorial arrangement (2 treatments and 10 seasons). The average was compared using the Scott-Knott test with 5% probability (P<0.05). To evaluate animal performance, 11 lactating cows per treatment were used. The pasture was managed in a rotational grazing system with 21 and 35 days of grazing interval and 3 and 5 days of grazing in each paddock, in the rainy and dry seasons respectively. The stocking rate of the irrigated system was 4.6 UA.ha-1 and was superior (p<0.05) to the stocking rate of the rainfed system that was 2.2 UA.ha-1. There were no differences among the systems (p>0.05) for the average daily milk yield of the cows. In the irrigated system the average milk yield was 51.7 liters.ha-1.dia-1. With irrigation, a considerable intensification of the system was possible because it provided a superior stocking rate capacity compared to the rainfed system.

Atributos físicos do solo e produtividade da soja em sistema de integração lavoura-pecuária com braquiária e soja / Soil physical attributes and soybean production in a crop-livestock integration system with Brachiaria sp and Glycine max

A integração lavoura-pecuária por meio da sucessão entre pastagem de braquiária no outono/inverno e culturas de grãos no verão constitui-se em uma opção para aumentar e diversificar a renda do produtor e melhorar a qualidade do sistema plantio direto. Com o objetivo de avaliar o efeito da época de dessecação da pastagem ou da pressão de pastejo por bovinos sobre atributos físicos do solo e a produtividade da soja em um sistema de integração lavoura-pecuária (SILP), foi conduzido um experimento sobre um Latossolo Vermelho Distroférrico. Nas parcelas principais, foram aplicadas pressões de pastejo equivalentes a 6,9; 9,4; e 16,5 unidades animais por hectare durante 19 dias em pastagem de Brachiaria brizantha cv. 'Xaraes', cuja fitomassa foi dessecada 30 dias antes da semeadura da soja (DAS). Também foram conduzidos tratamentos sem pastejo, nos quais a fitomassa foi dessecada aos 30, 44 e 52DAS. Foi determinada a fitomassa remanescente da pastagem, densidade, porosidade e resistência à penetração do solo e a produtividade das cultivares de soja 'BRS 294RR' e 'BRS 255RR', semeadas em subparcelas. As alterações nos atributos físicos do solo pelo pisoteio se concentraram na camada de 0,0-0,05m, contudo as maiores pressões de pastejo aumentaram o grau de compactação do solo até a camada de 0,2-0,3m. A produtividade da cultivar 'BRS 294RR' aumentou e a da cultivar 'BRS 255RR' não foi afetada pelo incremento da pressão de pastejo, demostrando que há diferença de resposta entre os genótipos ao grau de compactação do solo e, principalmente, à fitomassa remanescente da pastagem. A produtividade da soja em SILP com alta produção de matéria seca de B. brizantha é afetada pelo intervalo entre a dessecação da pastagem e a semeadura da cultura.

Crop livestock integration systems (CLIS) involving pastures of Brachiaria brizantha in autumn/winter and soybeans in summer have been considered an option to increase and diversify crop production and improve no-tillage system. This work aimed to evaluate the effect of grass desiccation timings or cattle grazing pressures on soil physical attributes and soybean yields in a crop-livestock integration system. The experiment was carried out on a dark red Latosol (Rhodic Eutrudox, US Soil Taxonomy) in southern Brazil. In the major plots, grazing pressures of 6.9, 9.4, and 16.5 animal unities per hectare were applied during 19 days to a pasture of Brachiaria brizantha cv. 'Xaraes', which phytomass was desiccated 30 days before soybean sowing (DBS). Ungrazed plots were desiccated 30, 44 and 52 DBS. Remaining phytomass of the pasture; soil bulk density, porosity and soil resistance to penetration; and yield of soybean cultivars 'BRS 294RR' and 'BRS 255RR' (sowed in subplots), were determined. Changes in soil physical attributes by animal trampling were concentrated on topsoil layer (0.0-0.05m), and soil compaction level was increased by the highest grazing pressure down the 0.2-0.3 layer. The yield of soybean cv. 'BRS 294RR' was increased with rising grazing pressures, whereas the yield of soybean cv. 'BRS 255RR' was not affected, showing that soybean genotypes had different responses to soil compaction level and, mainly, to remaining phytomass of pasture. In CLIS with high production of B. brizantha dry mass, soybean yields are closely associated to time interval between grass desiccation and soybean planting.

Distribuição de colmo na estrutura vertical de pastos de capim Aruana e azevém anual submetidos a pastejo intermitente por ovinos / Distribution of stem in the vertical structure of Aruana guineagrass and Annual ryegrass pastures subjected to rotational grazing by sheep

O objetivo deste estudo foi determinar a participação relativa de colmo na estrutura vertical de pastos de capim Aruana e azevém anual submetidos a estratégias de pastejo intermitente por ovinos. Os tratamentos para o capim Aruana corresponderam a pastejos realizados quando os pastos atingiam 95 e 98% de interceptação da luz incidente (IL) até as alturas pós-pastejo de 10 e 15cm. Para o azevém anual, os tratamentos corresponderam a pastejos realizados quando os pastos atingiam 15 e 25cm de altura pré-pastejo até as alturas pós-pastejo de 4 e 8cm. O delineamento experimental utilizado para as duas espécies foi inteiramente casualizado, em arranjo fatorial 2x2, com três repetições. Para quantificação da massa de colmo na estrutura vertical dos pastos, foram realizadas duas amostragens no pré-pastejo por unidade experimental (piquetes de 196m²) utilizando-se um quadrado de 25cm x 25cm de lado, em cada ciclo de pastejo. As amostras foram coletadas de forma estratificada a cada 5cm até o nível do solo. Após o corte estratificado, o material foi separado em colmo, folhas e material morto. Independente da espécie vegetal ou da altura de entrada, aproximadamente 90% de todo o colmo dos pastos encontra-se presente até 50% da altura do pasto, indicando que possíveis reduções em consumo a partir desse momento no rebaixamento podem ser atribuídas a dificuldades em manipulação e apreensão da forragem.

The aim of this study was to determine the relative contribution of stem in the vertical structure of Aruana guineagrass and annual ryegrass pastures submitted to strategies of rotational grazing by sheep. Treatments for Aruana guineagrass corresponded to grazing when the swards intercepted 95 and 98% of the incident light (LI) until the post-grazing heights of 10 and 15cm. For annual ryegrass, treatments corresponded to grazing when the swards reached 15 and 25cm (pre-grazing heights) until the post-grazing of 4 and 8cm. The experimental design for two species was a completely randomized in a 2x2 factorial scheme, with three replications. To quantify the stem mass present at each 5cm in the vertical structure of the pastures two samples were taken per experimental unit (paddocks of 196m²) using a square of 25cmx25cm. Cut samples was separated in leaves, stem and dead material. Regardless of plant species or pre-grazing height, approximately 90% of the stem is present up to 50% of sward height, suggesting that reported intake reduction beyond this point can be attributed to difficulties in forage manipulation and apprehension.