EFEITO DO AMBIENTE LUMINOSO EM FORRAGEIRAS DE CLIMA TROPICAL EM SISTEMAS SILVIPASTORIS

Autores

DOI:

10.31413/nativa.v8i5.10883

Resumo

Alterações no ambiente luminoso provocam mudanças adaptativas nas plantas, na tentativa de manter o seu crescimento e desenvolvimento. Objetivou-se com esta revisão investigar e descrever o efeito do ambiente luminoso no crescimento e desenvolvimento de forrageiras de clima tropical em sistemas silvipastoris. A compreensão da influência do ambiente luminoso e, das mudanças biológicas que as diferentes intensidades do sombreamento podem causar nas forrageiras de clima tropical, possibilita fundamentar as alterações metabólicas das respostas das plantas na tentativa de se manterem persistentes em sistemas sombreados. A partir disso, entender quais são os níveis aceitáveis de radiação para que os sistemas de produção sombreados não entrem em colapso é fundamental para que tomadas de decisões sejam realizadas no tempo hábil do ciclo biológico das espécies vegetais. Em sistemas silvipastoris, a redução da luz incidente em forrageiras de clima tropical provoca alterações como aumento da área foliar específica, redução na densidade populacional de perfilhos e na relação raízes: parte aérea da planta. Cada espécie ou cultivar apresenta características adaptativas específicas ao sombreamento com a finalidade de aproveitar os recursos disponíveis em tecidos fotossintéticos e de suporte. No entanto, ainda assim o sombreamento intenso (>40%) afeta negativamente a produção forrageira de acordo com a variabilidade climática.

Palavras-chave: adaptação morfofisiológica; fotossíntese; luz; plantas C4.

 

EFFECT OF THE LIGHT ENVIRONMENT IN TROPICAL CLIMATE FORAGES IN SILVOPASTORAL SYSTEMS

 

ABSTRACT:  Changes in the light environment cause adaptive changes in plants, to maintain their growth and development. The aim of this review is to investigate and describe the light environment effect on the growth and development of tropical forages in silvopastoral systems. The understanding of the influence of the light environment and the biological changes that different shading intensities can cause in tropical forages, makes it possible to substantiate the metabolic alterations of plant responses to remain persistent in shaded systems. From this, understanding what are the acceptable levels of radiation so that the systems do not collapse is essential for decision-making to be carried out in a timely manner in the plant's biological cycle. In silvopastoral systems, a light incidence reduction on tropical forages causes changes such as an increase in the leaf area index, reduction in the tiller population density, and shoot: root ratio. Each species or cultivar has adaptive characteristics specific to shading to take advantage of the resources available in photosynthetic and support tissue. However, even so, the intense shading (> 40%) negatively affects forage production according to climatic variability.

Keywords: morphophysiological adaptation; photosynthesis; light; C4 plants.

Biografia do Autor

Alyce Raiana Monteiro Santos, Universidade de São Paulo

Laboratório de Nutrição Animal - Centro de Energia Nuclear na Agricultura

Fagner Junior Gomes, Universidade de São Paulo

Departamento de Zootecnia - Escola Superior de Agricultura "Luiz de Queiroz"

Wesley Filipe Dutra Ximenes Aragão, Universidade Federal de Mato Grosso

Mestrando em Agronomia – Universidade Federal de Mato Grosso, Sinop, MT, Brasil

Andréa Carvalho da Silva, Universidade Federal de Mato Grosso

Professora - Universidade Federal de Mato Grosso, Instituto de Ciências Agrárias e Ambientais, Sinop, MT, Brasil

Referências

ABRAHAM, E. M.; KYRIAZOPOULOS, A. P.; PARISSI, Z. M.; KOSTOPOULOU, P.; KARATASSIOU, M.; ANJALANIDOU, K.; KATSOUTA, C. Growth, dry matter production, phenotypic plasticity, and nutritive value of three natural populations of Dactylis glomerata L. under various shading treatments. Agroforestry Systems, v. 88, n. 2, p. 287-299, 2014. DOI: https://doi.org/10.1007/s10457-014-9682-9

ARAÚJO, S. A. C.; SILVA, T. O.; ROCHA, N. S.; ORTÊNCIO, M. O. Growing tropical forage legumes in full sun and silvopastoral systems. Acta Scientiarum. Animal Sciences, v. 39, n. 1, p. 27-34, 2017. DOI: https://doi.org/10.4025/actascianimsci.v39i1.32537

BALDISSERA, T. C.; PONTES, L. S.; GIOSTRI, A. F.; BARRO, R. S.; LUSTOSA, S. B. C.; MORAES, A.; CARVALHO, P. C. F. Sward structure and relationship between canopy height and light interception for tropical C4 grasses growing under trees. Crop and Pasture Science, v. 67, n. 11, p. 1199-1207, 2016. DOI: https://doi.org/10.1071/CP16067

BARROS, J. S.; MEIRELLES, P. R. L.; GOMES, V. C.; PARIZ, C. M.; FACHIOLLI, D. F.; SANTANA, E. A. R.; GOMES, T. G. J.; COSTA, C.; CASTILHOS, A. M.; SOUZA, D. M. Valor nutritivo do capim-xaraés em três intensidades luminosas. Arquivo Brasileiro de Medicina Veterinária e Zootecnia, v. 71, n. 5, p. 1703-1711, 2019. DOI: https://doi.org/10.1590/1678-4162-10801

BELLASIO, C.; GRIFFITHS, H. Acclimation of C4 metabolism to low light in mature maize leaves could limit energetic losses during progressive shading in a crop canopy. Journal of Experimental Botany, v. 65, n. 13, p. 3725-3736, 2014. DOI: http://doi:10.1093/jxb/eru052

BOSI, C.; PEZZOPANE, J. R. M.; SENTELHAS, P. C. Soil water availability in a full sun pasture and in a silvopastoral system with eucalyptus. Agroforestry Systems, v. 94, n. 2, p. 429-440, 2020. DOI: https://doi.org/10.1007/s10457-019-00402-7

BOSI, C.; PEZZOPANE, J. R. M.; SENTELHAS, P. C.; SANTOS, P. M.; NICODEMO, M. L. F. Produtividade e características biométricas do capim-braquiária em sistema silvipastoril. Pesquisa Agropecuária Brasileira, v. 49, n. 6, p. 449-456, 2014. DOI: http://10.1590/S0100-204X2014000600006

CRESTANI, S. Respostas morfogênicas e dinâmica da população de perfilhos e touceiras em Brachiaria brizantha cv Piatã submetida a regimes de sombra em área de integração lavoura-pecuária-floresta. 2015. 102f. Tese (Doutorado em Ciência Animal e Pastagens) – Universidade de São Paulo - Escola Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz”, Piracicaba, 2015. Disponível em <https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11139/tde-28042015-100738/pt-br.php> Acesso em: 16 jun 2020.

CRESTANI, S.; MASCHERONI, J. D. C.; VERA GEREMIA, E.; CARNEVALLI, R. A.; MOURÃO, G. B.; DA SILVA, S. C. Sward structural characteristics and herbage accumulation of Piatã palisade grass (Brachiaria brizantha) in a crop-livestock-forest integration area. Crop and Pasture Science, v. 68, n. 9, p. 859-871, 2017. DOI: https://doi.org/10.1071/CP16341

DE OLIVEIRA, G. L.; DE OLIVEIRA, M. E.; MACÊDO, E. O; ANDRADE, A. C.; EDVAN, R. L. Effect of shading and canopy height on pasture of Andropogon gayanus in silvopastoral system. Agroforestry Systems, v. 94, p. 953-962, 2020. DOI: https://doi.org/10.1007/s10457-019-00458-5

DEVKOTA, N. R.; KEMP, P. D.; HODGSON, J.; VALENTINE, I.; JAYA, I. K. D. Relationship between tree canopy height and the production of pasture species in a silvopastoral system based on alder trees. Agroforestry Systems, v. 76, n. 2, p. 363-374, 2009. DOI: https://doi.org/10.1007/s10457-008-9192-8

DOMICIANO, L. F.; MOMBACH, M. A.; CARVALHO, P.; SILVA, N. M. F.; PEREIRA, D. H.; CABRAL, L. S.; LOPES, L. B.; PEDREIRA, B. C. Perfomance and behaviour of Nellore steers on integrated systems. Animal Production Science, v. 58, p. 920-929, 2018. DOI: https://doi.org/10.1071/AN16351

GEREMIA, E. V.; CRESTANI, S.; MASCHERONI, J. D. C.; CARNEVALLI, R. A.; MOURÃO, G. B.; DA SILVA, S. C. Sward structure and herbage intake of Brachiaria brizantha cv. Piatã in a crop-livestock-forestry integration area. Livestock Science, v. 212, p. 83-92, 2018. DOI: https://doi.org/10.1016/j.livsci.2018.03.020

GIL, J.; SIEBOLD, M.; BERGER, T. Adoption and development of integrated crop-livestock-forestry systems in Mato Grosso, Brazil. Agriculture, Ecosystems and Environment, v. 199, p. 394-406, 2015. DOI: doi:10.1016/j.agee.2014.10.008.

GOBBI, K. F.; GARCIA, R.; VENTRELLA, M. C.; NETO, A. F. G.; ROCHA, G. C. Área foliar específica e anatomia foliar quantitativa do capim-braquiária e do amendoim-forrageiro submetidos a sombreamento. Revista Brasileira de Zootecnia, v. 40, n. 7, p. 1436-1444, 2011. DOI: https://doi.org/10.1590/S1516-35982011000700006

GOMES, F. J.; PEDREIRA, C. G. S.; BOSI, C.; CAVALLI, J.; HOLSCHUCH, S. G.; MOURÃO, G. B.; PEREIRA, D. H.; PEDREIRA, B. C. Shading Effects on Marandu Palisadegrass in a Silvopastoral System: Plant Morphological and Physiological Responses. Agronomy Journal, v. 111, n. 5, p. 1-9, 2019. DOI: 10.2134/agronj2019.01.0052

GOMES, F. J.; PEDREIRA, B. C.; SANTOS, P. M.; BOSI, C.; LULU, J.; PEDREIRA, C. G. S. Microclimate effects on canopy characteristics of shaded palisadegrass pastures in a silvopastoral system in the Amazon biome of central Brazil. European Journal of Agronomy, v. 115, 126029, 2020a. DOI: https://doi.org/10.1016/j.eja.2020.126029

GOMES, F. J.; PEDREIRA, B. C.; SANTOS, P. M.; BOSI, C.; PEDREIRA, C. G. S. Shading effects on canopy and tillering characteristics of continuously stocked palisadegrass in a silvopastoral system in the Amazon biome. Grass and Forage Science, v. 75, n. 3, p. 279-290, 2020b. DOI: https://doi.org/10.1111/gfs.12478

GUENNI, O.; ROMERO, E.; GUÉDEZ, Y.; BRAVO DE GUENNI, L.; PITTERMANN, J. Influence of low light intensity on growth and biomass allocation, leaf photosynthesis and canopy radiation interception and use in two forage species of Centrosema (DC.) Benth. Grass and Forage Science, v. 63, n. 4, p. 967-978, 2017. DOI: https://doi.org/10.1111/gfs.12368

HABERMANN, E.; OLIVEIRA, E. A. D. de; CONTIN, D. R.; DELVECCHIO, G.; VICIEDO, D. O.; DE MORAES, M. A.; PRADO, R. M.; COSTA, K. A. C.; BRAGA, M. R.; MARTINEZ, C. A. Warming and water deficit impact leaf photosynthesis and decrease forage quality and digestibility of a C4 tropical grass. Physiologia Plantarum, v. 165, n. 2, p. 383-402, 2019. DOI: https://doi.org/10.1111/ppl.12891

HATFIELD, J. L.; DOLD, C. Water-use efficiency: Advances and challenges in a changing climate. Frontiers in Plant Science, v. 10, p. 1-14, 2019. DOI: https://doi.org/10.3389/fpls.2019.00103

HODGSON, J. Grazing Management: Science into Practice. Longman Scientific and Technical, Harlow, UK, 1990, 203 p.

KIMURA, E.; FRANSEN, S. C.; COLLINS, H. P.; STANTON, B. J.; HIMES, A.; SMITH, J. GUY, S. O.; JOHNSTON, W. J. Effect of intercropping hybrid poplar and switchgrass on biomass yield, forage quality, and land use efficiency for bioenergy production. Biomass and Bioenergy, v. 111, p. 31-38, 2018. DOI: https://doi.org/10.1016/j.biombioe.2018.01.011

LOPES, C. M.; PACIULLO, D. S. C.; ARAÚJO, S. A. C.; GOMIDE, C. A. M.; MORENZ, M. J. F.; VILLELA, S. D. J. Massa de forragem, composição morfológica e valor nutritivo de capim-braquiária submetido a níveis de sombreamento e fertilização. Arquivo Brasileiro de Medicina Veterinária e Zootecnia, v. 69, n. 1, p. 225-233, 2017b. DOI https://doi.org/10.1590/1678-4162-9201

LOPES, C. M.; PACIULLO, D. S. C.; ARAÚJO, S. A. C.; MORENZ, M. J. F.; GOMIDE, C. A. M.; MAURÍCIO, R. M.; BRAZ, T. G. S. Plant morphology and herbage accumulation of signal grass with or without fertilization, under different light regimes. Ciência Rural, v. 47 n. 2, 20160472, 2017a. DOI https://dx.doi.org/10.1590/0103-8478cr20160472

LOPES, L. B.; ECKSTEIN, C.; PINA, D. S.; CARNEVALLI, R. A. The influence of trees on the thermal environment and behaviour of grazing heifers in Brazilian Midwest. Tropical Animal Health and Production, v. 48, p. 755-761, 2016. DOI https://doi.org/10.1007/s11250-016-1021-x

MACHADO, V. D.; DA FONSECA, D. M.; LIMA, M. A.; MARTUSCELLO, J. A.; PACIULLO, D. S. C.; CHIZZOTTI, F. H. M. Grazing management strategies for Urochloa decumbens (Stapf) R. Webster in a silvopastoral system under rotational stocking. Grass and Forage Science, v. 75, n. 3, p. 1-13, 2020. DOI https://doi.org/10.1111/gfs.12491

MAGALHÃES, C. A. S.; PEDREIRA, B. C.; TONINI, H.; FARIAS NETO, A. L. Crop, livestock and forestry performance assessment under different production systems in the north of Mato Grosso, Brazil. Agroforestry Systems, v. 93, p. 2085-2096, 2019. DOI: https://doi.org/10.1007/s10457-018-0311-x

NASCIMENTO, H. L. B.; PEDREIRA, B. C.; SOLLENBERGER, L. E.; PEREIRA, D. H.; MAGALHÃES, C. A. S.; CHIZZOTTI, F. H. M.; Physiological characteristics and forage accumulation of grazed Marandu palisade grass (Brachiaria brizantha) growing in monoculture and in silvopasture with Eucalyptus urograndis. Crop Pasture Science, p. 384-394, 2019. DOI: https://doi.org/10.1071/CP18403

PACIULLO, D. S. C.; CASTRO, C. R. T.; GOMIDE, C. A.; FERNANDES, P.; ROCHA, W. S.; MÜLLER, M. D.; ROSSIELLO, R. O. P. Soil bulk density and biomass partitioning of Brachiaria decumbens in a silvopastoral system. Scientia Agricola, v. 67, p. 598-603, 2010. DOI: doi:10.1590/S0103-90162010000500014.

PACIULLO, D. S. C.; FERNANDES, P. B.; GOMIDE, C. A. M.; CASTRO, C. R. T.; SOBRINHO, F. S.; CARVALHO, C. A. B. The growth dynamics in Brachiaria species according to nitrogen dose and shade. Revista Brasileira de Zootecnia, v. 40, n. 2, p. 270-276, 2011. DOI: https://doi.org/10.1590/S1516-35982011000200006

PACIULLO, D. S. C.; GOMIDE, C. A. M.; CASTRO, C. R. T.; MAURÍCIO, R. M.; FERNANDES, P. B.; MORENZ, M. J. F. Morphogenesis, biomass and nutritive value of Panicum maximum under different shade levels and fertilizer nitrogen rates. Grass and Forage Science, v. 72, n. 3, p. 590-600, 2016. DOI: http://doi.wiley.com/10.1111/gfs.12264

PEDREIRA, B. C.; PEDREIRA, C. G. S; DA SILVA, S. C. Acúmulo de forragem durante a rebrotação de capim-xaraés submetido a três estratégias de desfolhação. Revista Brasileira de Zootecnia, v. 38, n. 4, p. 618-625, 2009. DOI: https://doi.org/10.1590/S1516-3598200900040005

PEDREIRA, C. G. S.; BRAGA, G. J.; PORTELA, J. N. Herbage accumulation, plant-part composition and nutritive value on grazed signal grass (Brachiaria decumbens) pastures in response to stubble height and rest period based on canopy light interception. Crop and Pasture Science, v. 68, n. 1, p. 62-73, 2017. DOI: https://doi.org/10.1071/CP16333

PEZZOPANE, J. R. M.; BERNARDI, A. C. C.; BOSI, C.; OLIVEIRA, P. P. A.; MARCONATO, M. H.; DE FARIA PEDROSO, A.; ESTEVES, S. N. Forage productivity and nutritive value during pasture renovation in integrated systems. Agroforestry Systems, v. 93, n. 39, p. 39-49, 2019. DOI: https://doi.org/10.1007/s10457-017-0149-7

PEZZOPANE, J. R. M.; BOSI, C.; NICODEMO, M. L. F.; SANTOS, P. M.; DA CRUZ, P. G.; PARMEJIANI, R. S. Microclimate and soil moisture in a silvopastoral system in southeastern Brazil. Bragantia, v. 74, n. 1, p. 110-119, 2015. DOI: http://10.1590/1678-4499.0334

PONTES, L. S.; CARPINELLI, S.; STAFIN, G.; PORFÍRIO-DA-SILVA, V.; SANTOS, B. R. C. Relationship between sward height and herbage mass for integrated crop-livestock systems with trees. Grassland Science, v. 63, n. 1, p. 29-35, 2017. DOI: https://doi.org/10.1111/grs.12147

RODRIGUES, R. C.; SOUSA, T. V. R.; MELO, M. A.; ARAÚJO, J. S.; LANA, R.; COSTA, C.; OLIVEIRA, M.; PARENTE, M. O.; SAMPAIO, I. B. Agronomic, morphogenic and structural characteristics of tropical forage grasses in northeast Brazil. Tropical Grasslands - Forrajes Tropicales, v. 2, p. 214-222, 2014. DOI: https://doi.org/10.17138/TGFT(2)214-222

RIGHI, C. A.; FOLTRAN, D. E. Broomcorn [Sorghum bicolor (L.) Moench] responses to shade: an agroforestry system interface simulation. Agroforestry System, v. 92, n. 3, p. 693-704, 2018. DOI: https://doi.org/10.1007/s10457-016-0036-7

SANTIAGO-HERNÁNDEZ, F.; LÓPEZ-ORTIZ, S.; ÁVILA-RESÉNDIZ, C.; JARILLO-RODRÍGUEZ, J.; PÉREZ-HERNÁNDEZ, P.; DIOS GUERRERO-RODRÍGUEZ, J. Physiological and production responses of four grasses from the genera Urochloa and Megathyrsus to shade from Melia azedarach L. Agroforestry Systems, v. 90, n. 2, p. 339-349, 2015. DOI: https://doi.org/10.1007/s10457-015-9858-y

SANTOS, D. C.; GUIMARÃES JÚNIOR, R.; VILELA, L.; MACIEL, G. A.; FRANÇA, A. F. S. Implementation of silvopastoral systems in Brazil with Eucalyptus urograndis and Brachiaria brizantha: Productivity of forage and an exploratory test of the animal response. Agriculture, Ecosystems and Environment, v. 266, n. 1, p. 174-180, 2018a. DOI: https://doi.org/10.1016/j.agee.2018.07.017.

SANTOS, D. C.; GUIMARÃES JÚNIOR, R.; VILELA, L.; PULROLNIK, K.; BUFON, V. B.; FRANÇA, A. F. de S. Forage dry mass accumulation and structural characteristics of Piatã grass in silvopastoral systems in the Brazilian savannah. Agriculture, Ecosystems and Environment, v. 233, n. 1, p. 16-24, 2016. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.agee.2016.08.026

SANTOS, M. V.; FERREIRA, E. A.; CRUZ, P. J. R. DA, RIBEIRO, V. H. V.; ALENCAR, B. T. B.; CABRAL, C. M.; RIBEIRO, V. H. V.; ALENCAR, B. T. B.; CABRAL, C. M.; FRANCINO D. M. T.; ASPIAZÚ, I. Leaf anatomy of “Marandu” grass cultivated in plant arrangements in agrosilvopastoral systems. Pesquisa Agropecuária Brasileira, v. 53, p. 1320-1328. 2018b. DOI: https://doi.org/10.1590/s0100-204x2018001200004

SBRISSIA, A. F.; DA SILVA, S. C. Tiller size/density compensation in Marandu palisadegrass swards. Revista Brasileira de Zootecnia, v. 37, n. 1, p. 35-47, 2008. DOI: https://doi.org/10.1590/S1516-35982008000100005

SCHLÜTER, U.; WEBER, A. P. M. Regulation and Evolution of C4 Photosynthesis. Annual Review of Plant Biology, v. 71, p. 183-215, 2020. DOI: 10.1146/annurev-arplant-042916-040915

SILVA, F. S.; DOMICIANO, L. F.; GOMES, F. J.; SOLLENBERGER, L. E.; PEDREIRA, C. G. S.; PEREIRA, D. H.; PEDREIRA, B. C. Herbage accumulation, nutritive value and beef cattle production on marandu palisadegrass pastures in integrated systems. Agroforestry Systems, v. 94, p. 1891–1902 2020. DOI https://doi.org/10.1007/s10457-020-00508-3

SLATTERY, R. A.; WALKER, B. J.; WEBER, A. P. M.; ORT, D. R. C. The Impacts of fluctuating light on crop performance. Plant physiology, v. 176, n. 2, p. 990-1003, 2018. DOI https://doi.org/10.1104/pp.17.01234

STIRBET, A.; LAZÁR, D.; GUO, Y.; GOVINDJEE, G.; Photosynthesis: basics, history and modelling. Annals of Botany, v. 126, n. 4, p. 511-537, 2019. DOI https://doi.org/10.1093/aob/mcz171

TAIZ, L.; ZEIGER, E.; MØLLER, I. M.; MURPHY, A. Fisiologia e desenvolvimento vegetal. São Paulo: Artmed Editora, 2017. 858p.

VALLADARES, F.; LAANISTO, L.; NIINEMETS, Ü.; ZAVALA, M. A. Shedding light on shade: ecological perspectives of understorey plant life. Plant Ecology & Diversity, v. 9, n. 3, p. 237-251, 2016. DOI: https://doi.org/10.1080/17550874.2016.1210262

VÍTOLO, H. F.; SOUZA, G. M.; SILVEIRA, J. A. Cross-scale multivariate analysis of physiological responses to high temperature in two tropical crops with C3 and C4 metabolism. Environmental and Experimental Botany, v. 80, n. 1, p. 54-62, 2012. DOI: https://doi.org/10.1016/j.envexpbot.2012.02.002

YANG, F.; FENG, L.; LIU, Q.; WU, X.; FAN, Y.; RAZA, M. A.; CHENG, Y.; CHEN, J.; WANG, X.; YONG, T.; LIU, W.; LIU, J.; DU, J.; SHU, K.; YANG, W. Effect of interactions between light intensity and red-to- far-red ratio on the photosynthesis of soybean leaves under shade condition. Environmental and Experimental Botany, v. 150, p. 79-87, 2018. DOI: https://doi.org/10.1016/j.envexpbot.2018.03.008

Downloads

Publicado

2020-10-05

Como Citar

Santos, A. R. M., Gomes, F. J., Ximenes, E. S. O. C., Aragão, W. F. D. X., & Silva, A. C. da. (2020). EFEITO DO AMBIENTE LUMINOSO EM FORRAGEIRAS DE CLIMA TROPICAL EM SISTEMAS SILVIPASTORIS. Nativa, 8(5). https://doi.org/10.31413/nativa.v8i5.10883

Edição

Seção

Zootecnia / Animal Husbandry

Artigos mais lidos pelo mesmo(s) autor(es)