Além dos fins produtivos, as pastagens desempenham importante papel na preservação ambiental e na dinâmica da atmosfera e hidrosfera. Esta tese apresenta dois trabalhos, que demonstram as duas faces da pastagem nos sistemas produtivos. O primeiro trabalho, se refere a produção aliada à conservação e teve por objetivos (i) verificar se existe padrão no comportamento das variáveis de produção animal de pastos manejados em diferentes alturas e (ii) identificar metas de manejo que aliem produção e conservação. Este trabalho foi desenvolvido em um sistema integrado de produção agropecuária (SIPA) de longo prazo (2001-2011), localizado na região sul do Brasil. Os tratamentos consistiram de quatro alturas de manejo do pasto: 10, 20, 30 e 40 cm, delineados em blocos ao acaso, com três repetições. Foram utilizados novilhos com idade inicial média de 12 meses, sob pastoreio contínuo com taxa de lotação variável. As variáveis de produção animal e de pasto estudadas mostraram-se afetadas pelos anos experimentais. No entanto, existe padrão nas relações entre produção animal e de pasto ao longo dos 10 anos de experimento. A altura de manejo do pasto de 30 cm permite o acúmulo de resíduo sobre o solo, que beneficia o SIPA, e que proporciona ganho animal satisfatório e estável ao longo dos anos. O segundo trabalho, de cunho conservacionista, objetivou avaliar (i) o efeito de diferentes períodos de duração da pastagem em sistemas de rotação de cultura na drenagem e lixiviação de nitrogênio; (ii) o impacto do nível de intensificação, mais precisamente do uso da adubação nitrogenada durante a fase de pastagens; e (iii) analisar se ocorre um pico de lixiviação após a saída da pastagem e retorno das culturas de grãos, como conseqüência de uma maior mineralização N. Foi realizado na Região centro-oeste da França, com uma base de dados de 9 anos, comparando sistemas de rotação de cultura de milho, trigo e cevada com diferentes períodos de participação de pastagem mista de Festuca arundinacea, Lolium perenne e Dactylis glomerata (0, 3, 6 e 20 anos). Concluiu-se que a introdução de pastagem na rotação de culturas reduz a concentração de nitrato na água drenada. Quanto maior o tempo de participação da pastagem, maior é a redução na concentração de nitrato e, consequentemente, menor a lixiviação de nitrogênio, independentemente da adubação nitrogenada durante a fase pastagem. / Further to productive targets, grasslands present an important role in environmental preservation and the atmospheric and hydrospheric dynamics. This thesis presents both issues, demonstrating the two roles of pastures in productive systems. The first work, refers to production with to conservation, and the objective was (i) verifying the pattern in animal and pasture production under different swards heights and (ii) identifying management targets that combine production and conservation. This work was carried out in a long term integrated crop-livestock system (ICLS) (2001-2011) in Southern Brazil. Treatments consisted of four swards heights: 10, 20, 30 and 40 cm, in a randomized block design with three replicates. Steers 12 months old were used, under continuous grazing with variable stocking rates. Animal and sward production were affected by the years effect, however, there are pattern on animal-sward relationship throughout ten years of experiment. 30 cm sward height allows soil residue accumulation that enables satisfactory livestock weight gain along the years on ICLS. The second work, which had more conservation nature, had the objectives: (i) the quantification of the grassland effect on drainage water quality at the level of a whole crop rotation according to the duration of the “grassland” phase and then on the relative importance of grassland area vs arable cropping area in the land use system; (ii) the impact of the level of intensification and more precisely of the N fertilization use during the grassland phase; and (iii) the analysis of the risk for peak of nitrate leaching after grassland re-cultivation as a consequence of a higher N mineralization. This experiment was carried out in France middle-west with a 9 year data base, comparing maize, wheat and barley crop rotation systems with different mixture pastures (Festuca arundinacea, Lolium perenne and Dactylis glomerata) cycle participation (0, 3, 6 and 20 years). We concluded that the introduction of mowed grassland sequences with this arable crop rotation leads to a strong reduction of the nitrate concentration of the ground water, the more proportion of grassland within the rotation the more NO3- concentration is reduced, whatever the level of N fertilization during the grassland sequence.

A hipótese desse estudo foi de que o manejo do pasto baseado no comportamento ingestivo (pastoreio Rotatínuo - RN) resulta em maior eficiência de utilização do pasto, mas menor eficiência de colheita quando comparado ao manejo clássico (pastoreio rotativo). O experimento ocorreu na Estação Experimental Agronômica da Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Brasil, onde foram contrastadas duas estratégias de manejo (tratamentos) em pastos de azevém anual pastejados por ovinos. No primeiro tratamento foi utilizado o pastoreio Rotativo (RT), com metas de altura de manejo pré-pastejo de 25 cm e pós-pastejo de 5 cm. Este tratamento representou o conceito clássico de manejo que privilegia o período de descanso para acumular forragem, e a ocupação da faixa de forma tal a colher o máximo da massa de forragem acumulada. No segundo tratamento foi utilizado o método RN, onde as metas de pré-pastejo foram de 18 cm e pós-pastejo de 11 cm, metas essas definidas objetivando maximizar a taxa de ingestão. Os animais tinham aproximadamente 10 meses de idade com peso vivo médio de 26,2±0,95 kg, e eram oriundos do cruzamento das raças Texel e Ideal. O delineamento experimental foi em blocos completos casualizados com quatro repetições. Os resultados demonstraram que o RN resultou em ciclos de pastejo mais curtos do que o RT (13 vs 35 dias) que aconteceram em maior quantidade (11 vs 4). A maior quantidade (~20%) de massa de lâminas foliares verdes no pós-pastejo do tratamento RN possibilitou maior interceptação luminosa pela planta (78% vs 63%) resultando em maior produção de matéria seca (PMS) no método RN (9023 kg MS ha-1) comparado ao RT (6819 kg MS ha-1). As diferentes metas de manejo resultaram em maior oferta de lâminas foliares verdes para o RN comparado ao RT, gerando maiores ganhos médio diários por animal (GMD) e também por área (GPV), embora a carga animal tenha sido maior no RT. A eficiência de colheita do pasto (ECP) foi similar entre tratamentos. Por outro lado, registrou-se maior eficiência de utilização do pasto (EUP) no RN, sendo que para cada 1 kg de ganho de peso os animais necessitaram consumir 16,2 e 28,1 kg MS, respectivamente para RN e RT. Conclui-se que as metas de manejo do pasto do método RN, baseadas na maximização da taxa de ingestão, resultam em maior eficiência de utilização sem comprometimento da eficiência de colheita. / We hypothesized that grazing management based on ingestive behavior (named rotatinuos stocking – RN) results in better herbage use efficiency, but in lower harvesting efficiency when compared to classic rotational stocking (RT). This experiment was conducted at the Agronomic Experimental Station of the Federal University of Rio Grande do Sul (UFRGS), Brazil. Two stocking strategies (RN and RT) were used as treatments in annual ryegrass (Lolium multiflorum Lam.) pasture grazed by sheep. In the RT treatment, target height for grazing initiation and stubble were 25 and 5 cm, respectively. This represented the classical management approach where long regrowth intervals are allowed for accumulating maximum forage and pasture is grazed down to a low stubble for maximum harvesting efficiency. In the alternative treatment RN, pre- and post-grazing target heights were 18 and 11 cm, respectively, for maximizing ingestion rate. Animals were Texel and Ideal crossbreed, of approximately 10 months old and averaged 26.2±0.95 kg live weight. The experiment was arranged in a randomized complete block design, with four replicates. Compared with RT, the RN treatment had resulted in shorter (13 vs 35 days, compared to RT) and more frequent (11 vs. 4 days, for RT) regrowth cycles. The greater green leaf blade mass (~20%) post-grazing in the RN treatment allowed more light interception compared with RT (78 vs. 63%, respectively), resulting in greater herbage accumulation (9020 vs. 6819 kg MS ha-1 for RN and RT, respectively). The different grazing strategies resulted in greater allowance of green leaf blades in RN than in RT, resulting in a greater live weight gain per hectare and per animal despite the lower stocking rate in RN. The herbage harvesting efficiency was similar for both treatments. On the other hand, herbage use efficiency was greater for RN, where for 1 kg of live weight gain animals ate 16.2 kg dry matter, compared with 28.1 kg in the RT treatment. In conclusion, pasture management based on maximizing the ingestion rate resulted in greater herbage use efficiency without compromising harvesting efficiency.

A heterogeneidade espacial induzida pelo pastejo tem sido reconhecida como um componente crucial para o manejo sustentável dos ecossistemas. Ainda assim, a maioria das intervenções realizadas pelo homem tende à homogeneização dos ambientes, inclusive no manejo dos animais. Neste estudo, foi investigado o efeito da intensidade de pastejo sobre a heterogeneidade espacial da vegetação e a criação de uma estrutura ótima para a maximização da taxa de ingestão dos animais, e suas implicações em um Sistema Integrado de Produção Agropecuária (SIPA). O experimento foi conduzido durante o inverno de 2015, no estado do Rio Grande do Sul, Brasil, em um protocolo experimental de longo prazo iniciado em 2001. Os tratamentos foram arranjados em um delineamento de blocos completamente casualizados com três repetições e consistiram em diferentes intensidades de pastejo por bovinos em pasto misto de azevém anual (Lolium multiflorum Lam.) e aveita-preta (Avena strigosa Schreb.): pastejo intenso (P10), pastejo moderado (P20), pastejo moderado-leve (P30), pastejo leve (P40) e ausência de pastejo (SP). A heterogeneidade espacial da vegetação aumentou com a diminuição da intensidade de pastejo. Maior heterogeneidade e estruturação espacial foram identificadas no mês de julho, durante o período vegetativo de ambas as espécies forrageiras. O início do florescimento ocasionou uma diminuição na dependência espacial e um incremento na heterogeneidade abaixo da escala de observação. P10 apresentou dossel homogêneo espacialmente ao longo de todo o ciclo de pastejo, composto em sua maior parte por uma vegetação excessivamente pastejada (<10 cm). P20 apresentou maior participação de alturas ótimas para a maximização da taxa de ingestão (15 a 29,99 cm) ao longo do ciclo de pastejo. Com o aumento da intensidade de pastejo, aumentaram também a carga animal (CA, P<0,05) e o ganho de peso vivo por área (GPV, P<0,05). A intensidade de pastejo moderada (P20) apresentou maior ganho médio diário (GMD, P<0,05) quando comparada ao pastejo intenso (P10), não diferindo, no entanto, de P30 e P40. Sendo assim, a utilização de intensidades de pastejo moderadas constitui na melhor alternativa para conciliar produtividade e conservação ambiental em SIPA. / Spatial heterogeneity induced by grazing has been recognized as a crucial component to the ecosystems sustainable management. Even so, most of the interventions made by humans tend to homogenize the environments, including animal management. In this study, we investigated the effect of grazing intensity on vegetation spatial heterogeneity and creation of an optimal structure for maximizing animals intake rate, and the implications for an Integrated Crop-Livestock System (ICLS). The experiment was carried out during winter 2015, in the Rio Grande do Sul state, Southern Brazil, in a long-term experimental protocol implemented in 2001. Treatments were arranged in a randomized complete block design with three replicates and consisted of different grazing intensities by steers on Italian ryegrass (Lolium multiflorum Lam.) and black oat (Avena strigosa Schreb.) mixed pastures: intensive grazing (P10), moderate grazing (P20), moderate-light grazing (P30), light grazing (P40) and absence of grazing (NG). Vegetation spatial heterogeneity increased with decreasing grazing intensities. Greater heterogeneity and spatial dependence were identified in July, during both forage species growing season. The flowering initiation caused a decrease in spatial dependence and an increase in small scale spatial heterogeneity (nugget effect). P10 showed a spatially homogeneous canopy throughout the grazing cycle, composed mostly by an excessively grazed vegetation (<10 cm). P20 showed higher participation of optimal heights for maximizing the intake rate (15 to 29,99 cm) throughout the grazing cycle. Increasing grazing intensity also increased stocking rate (SR, P<0,05) and liveweight gain per area (LWG, P<0,05). Moderate grazing intensity (P20) showed higher average daily gain (ADG, P<0,05) compared to intensive grazing (P10), without difference, however, from P30 and P40. Therefore, the utilization of moderate grazing intensities is the best alternative to reconcile productivity and environmental conservation in ICLS.

Além dos fins produtivos, as pastagens desempenham importante papel na preservação ambiental e na dinâmica da atmosfera e hidrosfera. Esta tese apresenta dois trabalhos, que demonstram as duas faces da pastagem nos sistemas produtivos. O primeiro trabalho, se refere a produção aliada à conservação e teve por objetivos (i) verificar se existe padrão no comportamento das variáveis de produção animal de pastos manejados em diferentes alturas e (ii) identificar metas de manejo que aliem produção e conservação. Este trabalho foi desenvolvido em um sistema integrado de produção agropecuária (SIPA) de longo prazo (2001-2011), localizado na região sul do Brasil. Os tratamentos consistiram de quatro alturas de manejo do pasto: 10, 20, 30 e 40 cm, delineados em blocos ao acaso, com três repetições. Foram utilizados novilhos com idade inicial média de 12 meses, sob pastoreio contínuo com taxa de lotação variável. As variáveis de produção animal e de pasto estudadas mostraram-se afetadas pelos anos experimentais. No entanto, existe padrão nas relações entre produção animal e de pasto ao longo dos 10 anos de experimento. A altura de manejo do pasto de 30 cm permite o acúmulo de resíduo sobre o solo, que beneficia o SIPA, e que proporciona ganho animal satisfatório e estável ao longo dos anos. O segundo trabalho, de cunho conservacionista, objetivou avaliar (i) o efeito de diferentes períodos de duração da pastagem em sistemas de rotação de cultura na drenagem e lixiviação de nitrogênio; (ii) o impacto do nível de intensificação, mais precisamente do uso da adubação nitrogenada durante a fase de pastagens; e (iii) analisar se ocorre um pico de lixiviação após a saída da pastagem e retorno das culturas de grãos, como conseqüência de uma maior mineralização N. Foi realizado na Região centro-oeste da França, com uma base de dados de 9 anos, comparando sistemas de rotação de cultura de milho, trigo e cevada com diferentes períodos de participação de pastagem mista de Festuca arundinacea, Lolium perenne e Dactylis glomerata (0, 3, 6 e 20 anos). Concluiu-se que a introdução de pastagem na rotação de culturas reduz a concentração de nitrato na água drenada. Quanto maior o tempo de participação da pastagem, maior é a redução na concentração de nitrato e, consequentemente, menor a lixiviação de nitrogênio, independentemente da adubação nitrogenada durante a fase pastagem. / Further to productive targets, grasslands present an important role in environmental preservation and the atmospheric and hydrospheric dynamics. This thesis presents both issues, demonstrating the two roles of pastures in productive systems. The first work, refers to production with to conservation, and the objective was (i) verifying the pattern in animal and pasture production under different swards heights and (ii) identifying management targets that combine production and conservation. This work was carried out in a long term integrated crop-livestock system (ICLS) (2001-2011) in Southern Brazil. Treatments consisted of four swards heights: 10, 20, 30 and 40 cm, in a randomized block design with three replicates. Steers 12 months old were used, under continuous grazing with variable stocking rates. Animal and sward production were affected by the years effect, however, there are pattern on animal-sward relationship throughout ten years of experiment. 30 cm sward height allows soil residue accumulation that enables satisfactory livestock weight gain along the years on ICLS. The second work, which had more conservation nature, had the objectives: (i) the quantification of the grassland effect on drainage water quality at the level of a whole crop rotation according to the duration of the “grassland” phase and then on the relative importance of grassland area vs arable cropping area in the land use system; (ii) the impact of the level of intensification and more precisely of the N fertilization use during the grassland phase; and (iii) the analysis of the risk for peak of nitrate leaching after grassland re-cultivation as a consequence of a higher N mineralization. This experiment was carried out in France middle-west with a 9 year data base, comparing maize, wheat and barley crop rotation systems with different mixture pastures (Festuca arundinacea, Lolium perenne and Dactylis glomerata) cycle participation (0, 3, 6 and 20 years). We concluded that the introduction of mowed grassland sequences with this arable crop rotation leads to a strong reduction of the nitrate concentration of the ground water, the more proportion of grassland within the rotation the more NO3- concentration is reduced, whatever the level of N fertilization during the grassland sequence.

This work presents the bio-economical evaluation of beef cattle production systems used by farmers in the state of Rio Grande do Sul. Animal production, pasture dynamics and economically related results of two agriculturally integrated systems were studied according to topography, and a third system based on improved native pasture. In order to do this, steers were used, placed in paddocks previously sowed with annual ryegrass (Lolium multiflorum Lam.). Animal performance was also used for the evaluation of mathematical models according to accuracy in predicting weight gain, which may assist in choosing the most adequate system for each situation. It has been verified that the reduced input of insume in the pasture has made the production of forage smaller than the productive potential of this species, resulting in low animal stock rate. The forage masses have apparently caused limitations, in a certain period, to the intake of dry matter by the animal, still allowing expressive individual gains to be verified. The results from slaughterhouse productivity were obtained from carcass evaluation, applied to the analysis of system viability. Thus, only the systems that were preceded by crop production had positive economic results. Among the two mathematical models tested only one of them was capable of estimating adequately the animal live weight gain in the three production systems. The reduced forage masses above mentioned are appointed as a source of error to the models, even though the Pampa Corte model has been efficient in predicting animal performance in the three systems. It has been concluded that the farmer has alternatives for increasing beef cattle profit, among which production cost reduction brought through the integration between crop production, influence in the slaughter price variable, like the use of protection mechanisms against price oscillation and/or qualitative differentiation. Similarly, a series of factors that interfere in the increment of productive efficiency can be applied, using mathematical modelling as an auxiliary tool to quantify its effects. / A avaliação bio-econômica de sistemas de produção de bovinos de corte passíveis de serem adotados pelos pecuaristas do Rio Grande do Sul é apresentada neste trabalho. Foram estudados a produção animal, a dinâmica das pastagens e os resultados de ordem econômica de dois sistemas integrados com agricultura, de acordo com a topografia das áreas, e de um terceiro sistema, baseado em pastagem nativa melhorada. Para isto utilizou-se novilhos de corte, alocados nos piquetes após o estabelecimento de azevém (Lolium multiflorum Lam.) previamente semeado. O desempenho dos animais foi utilizado também para a avaliação de modelos matemáticos quanto à acurácia em predizer o ganho de peso, o que pode auxiliar na escolha dos sistemas mais adequados a cada situação. Constatou-se que o reduzido aporte de insumos nas pastagens fez com que a produção de forragem fosse menor que o potencial produtivo desta espécie, resultando em baixa carga animal. As massas de forragem aparentemente provocaram limitações, em determinado período, ao consumo de matéria seca pelos animais, não impedindo que fossem verificados ganhos médios individuais expressivos. Da avaliação das carcaças obteve-se os resultados de rendimento frigorífico, empregados para a análise da viabilidade dos sistemas. Assim, apenas aqueles sistemas que foram precedidos por agricultura proporcionaram resultados econômicos positivos. Entre os dois modelos matemáticos testados apenas um foi capaz de estimar adequadamente a evolução do peso vivo dos animais nos três sistemas de produção. As reduzidas massas de forragem, como mencionado anteriormente, são apontadas como uma fonte de erro aos modelos, embora o modelo Pampa Corte tenha sido eficaz em predizer o desempenho dos animais para os três sistemas testados. Conclui-se que o produtor rural dispõe de alternativas para o incremento da lucratividade da bovinocultura de corte, entre as quais a redução dos custos de produção proporcionada pela integração com agricultura e a atuação sobre a variável preços de animais para o abate, como o emprego de mecanismos de proteção contra oscilação de preços e/ou diferenciação qualitativa. Da mesma forma, uma série de fatores que interferem sobre o aumento da eficiência produtiva podem ser empregados, tendo a modelagem matemática como uma ferramenta auxiliar para quantificar seus efeitos.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:33:34Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-07-27Bitstream added on 2014-06-13T21:06:29Z : No. of bitstreams: 1 moreira_vb_me_botfmvz.pdf: 461554 bytes, checksum: 6b9b40a6681f13e6d93e2f4cfdf3061b (MD5) / Universidade Estadual Paulista (UNESP) / No Brasil, os biotérios de produção precisam atender elevada demanda de animais, com padrões genéticos e sanitários definidos e, por outro lado, existe a necessidade de considerar a crescente preocupação de setores da sociedade e dos órgãos reguladores, que trazem à discussão o tema do bem-estar dos animais de laboratório, em condição de cativeiro, mesmo que não estejam submetidos à experimentação. O objetivo deste estudo foi avaliar três idades de acasalamento (28, 45 e 60 dias) para camundongos da linhagem BALB/c, alojados em gaiolas enriquecidas ou não e suas influencias no desempenho produtivo. O experimento teve a duração de 310 dias, do primeiro acasalamento até o desmame da última ninhada. Usou-se 60 casais de camundongos da linhagem BALB/c, de padrão sanitário controlado, criados e mantidos em ambiente padronizado. Eles foram distribuídos em um delineamento inteiramente casualizado com arranjo fatorial 3 x 2 (três idades de acasalamento e alojamento com ou sem enriquecimento ambiental). Como forma de enriquecimento da gaiola foram utilizados tubos de papelão (com aproximadamente 10 cm de comprimento e 4 cm de diâmetro), previamente embalados e autoclavados. Foram analisadas características relacionadas à fertilidade, idade ao primeiro parto, intervalo entre partos, número de nascidos e desmamados totais e médio por ninhada, mortalidade pré-desmame e peso da ninhada ao desmame. Não houve efeito da interação enriquecimento x idade de acasalamento sobre as características estudadas. Tanto o enriquecimento, quanto a idade de acasalamento, influenciaram a mortalidade pré-desmame. Nas gaiolas enriquecidas a mortalidade pré-desmame foi mais baixa (P=0,01) que nas não enriquecidas (0,80 e 1,87 respectivamente). O acasalamento aos 28 dias resultou em mortalidade mais baixa (P = 0,01) comparado ao acasalamento aos 60 dias, enquanto o acasalamento... / In Brazil, the centers for production of laboratory animals need to meet a high demand for rodents with defined genetic and health status and, on the other hand, there is the need to consider the growing concern of the society and of the regulatory agencies regarding captive laboratory animals welfare, even though they are not under research protocols in those centers. The objective of this study was to evaluate the effect of three breeding ages (28, 45 and 60 days) on mice from the BALB/c strain, housed in enriched or non-enriched cages and their influence on the productive performance. The experiment lasted 310 days, from the first mating to weaning of the last litter. Sixty mouse couples from the BALB/c strain, with controlled health status, raised and kept under standardized environment were used. They were assigned to a completely randomized design in a 3 x 2 factorial arrangement (three breeding ages and cage with or without enrichment). Card paper tubes, approximately 10 cm long and with a diameter of 4 cm, were previously packed and autoclaved and used as cage enrichments. Traits related to fertility, age at first parturition, parturition interval, number born and weaned (total and litter average), pre-weaning mortality rate and litter weight at weaning were analyzed along the entire reproduction period. The breeding age x cage enrichment interaction did not affect any of traits under study, but each of these effects separately affected pre-weaning mortality. In the enriched cages, pre-weaning mortality was lower (P=0.01) than in non-enriched cages (0.80 vs. 1.87 deaths, respectively). Breeding at 28 days resulted in lower mortality (P= 0.01) compared to breeding at 60 days, whereas at 45 days an intermediary value was found (0.60, 2.25 and 1.16 deaths, respectively). No other effects of the treatments were detected (P>0.05) on the traits under study... (Complete abstract click electronic access below)

A hipótese desse estudo foi de que o manejo do pasto baseado no comportamento ingestivo (pastoreio Rotatínuo - RN) resulta em maior eficiência de utilização do pasto, mas menor eficiência de colheita quando comparado ao manejo clássico (pastoreio rotativo). O experimento ocorreu na Estação Experimental Agronômica da Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Brasil, onde foram contrastadas duas estratégias de manejo (tratamentos) em pastos de azevém anual pastejados por ovinos. No primeiro tratamento foi utilizado o pastoreio Rotativo (RT), com metas de altura de manejo pré-pastejo de 25 cm e pós-pastejo de 5 cm. Este tratamento representou o conceito clássico de manejo que privilegia o período de descanso para acumular forragem, e a ocupação da faixa de forma tal a colher o máximo da massa de forragem acumulada. No segundo tratamento foi utilizado o método RN, onde as metas de pré-pastejo foram de 18 cm e pós-pastejo de 11 cm, metas essas definidas objetivando maximizar a taxa de ingestão. Os animais tinham aproximadamente 10 meses de idade com peso vivo médio de 26,2±0,95 kg, e eram oriundos do cruzamento das raças Texel e Ideal. O delineamento experimental foi em blocos completos casualizados com quatro repetições. Os resultados demonstraram que o RN resultou em ciclos de pastejo mais curtos do que o RT (13 vs 35 dias) que aconteceram em maior quantidade (11 vs 4). A maior quantidade (~20%) de massa de lâminas foliares verdes no pós-pastejo do tratamento RN possibilitou maior interceptação luminosa pela planta (78% vs 63%) resultando em maior produção de matéria seca (PMS) no método RN (9023 kg MS ha-1) comparado ao RT (6819 kg MS ha-1). As diferentes metas de manejo resultaram em maior oferta de lâminas foliares verdes para o RN comparado ao RT, gerando maiores ganhos médio diários por animal (GMD) e também por área (GPV), embora a carga animal tenha sido maior no RT. A eficiência de colheita do pasto (ECP) foi similar entre tratamentos. Por outro lado, registrou-se maior eficiência de utilização do pasto (EUP) no RN, sendo que para cada 1 kg de ganho de peso os animais necessitaram consumir 16,2 e 28,1 kg MS, respectivamente para RN e RT. Conclui-se que as metas de manejo do pasto do método RN, baseadas na maximização da taxa de ingestão, resultam em maior eficiência de utilização sem comprometimento da eficiência de colheita. / We hypothesized that grazing management based on ingestive behavior (named rotatinuos stocking – RN) results in better herbage use efficiency, but in lower harvesting efficiency when compared to classic rotational stocking (RT). This experiment was conducted at the Agronomic Experimental Station of the Federal University of Rio Grande do Sul (UFRGS), Brazil. Two stocking strategies (RN and RT) were used as treatments in annual ryegrass (Lolium multiflorum Lam.) pasture grazed by sheep. In the RT treatment, target height for grazing initiation and stubble were 25 and 5 cm, respectively. This represented the classical management approach where long regrowth intervals are allowed for accumulating maximum forage and pasture is grazed down to a low stubble for maximum harvesting efficiency. In the alternative treatment RN, pre- and post-grazing target heights were 18 and 11 cm, respectively, for maximizing ingestion rate. Animals were Texel and Ideal crossbreed, of approximately 10 months old and averaged 26.2±0.95 kg live weight. The experiment was arranged in a randomized complete block design, with four replicates. Compared with RT, the RN treatment had resulted in shorter (13 vs 35 days, compared to RT) and more frequent (11 vs. 4 days, for RT) regrowth cycles. The greater green leaf blade mass (~20%) post-grazing in the RN treatment allowed more light interception compared with RT (78 vs. 63%, respectively), resulting in greater herbage accumulation (9020 vs. 6819 kg MS ha-1 for RN and RT, respectively). The different grazing strategies resulted in greater allowance of green leaf blades in RN than in RT, resulting in a greater live weight gain per hectare and per animal despite the lower stocking rate in RN. The herbage harvesting efficiency was similar for both treatments. On the other hand, herbage use efficiency was greater for RN, where for 1 kg of live weight gain animals ate 16.2 kg dry matter, compared with 28.1 kg in the RT treatment. In conclusion, pasture management based on maximizing the ingestion rate resulted in greater herbage use efficiency without compromising harvesting efficiency.

A heterogeneidade espacial induzida pelo pastejo tem sido reconhecida como um componente crucial para o manejo sustentável dos ecossistemas. Ainda assim, a maioria das intervenções realizadas pelo homem tende à homogeneização dos ambientes, inclusive no manejo dos animais. Neste estudo, foi investigado o efeito da intensidade de pastejo sobre a heterogeneidade espacial da vegetação e a criação de uma estrutura ótima para a maximização da taxa de ingestão dos animais, e suas implicações em um Sistema Integrado de Produção Agropecuária (SIPA). O experimento foi conduzido durante o inverno de 2015, no estado do Rio Grande do Sul, Brasil, em um protocolo experimental de longo prazo iniciado em 2001. Os tratamentos foram arranjados em um delineamento de blocos completamente casualizados com três repetições e consistiram em diferentes intensidades de pastejo por bovinos em pasto misto de azevém anual (Lolium multiflorum Lam.) e aveita-preta (Avena strigosa Schreb.): pastejo intenso (P10), pastejo moderado (P20), pastejo moderado-leve (P30), pastejo leve (P40) e ausência de pastejo (SP). A heterogeneidade espacial da vegetação aumentou com a diminuição da intensidade de pastejo. Maior heterogeneidade e estruturação espacial foram identificadas no mês de julho, durante o período vegetativo de ambas as espécies forrageiras. O início do florescimento ocasionou uma diminuição na dependência espacial e um incremento na heterogeneidade abaixo da escala de observação. P10 apresentou dossel homogêneo espacialmente ao longo de todo o ciclo de pastejo, composto em sua maior parte por uma vegetação excessivamente pastejada (<10 cm). P20 apresentou maior participação de alturas ótimas para a maximização da taxa de ingestão (15 a 29,99 cm) ao longo do ciclo de pastejo. Com o aumento da intensidade de pastejo, aumentaram também a carga animal (CA, P<0,05) e o ganho de peso vivo por área (GPV, P<0,05). A intensidade de pastejo moderada (P20) apresentou maior ganho médio diário (GMD, P<0,05) quando comparada ao pastejo intenso (P10), não diferindo, no entanto, de P30 e P40. Sendo assim, a utilização de intensidades de pastejo moderadas constitui na melhor alternativa para conciliar produtividade e conservação ambiental em SIPA. / Spatial heterogeneity induced by grazing has been recognized as a crucial component to the ecosystems sustainable management. Even so, most of the interventions made by humans tend to homogenize the environments, including animal management. In this study, we investigated the effect of grazing intensity on vegetation spatial heterogeneity and creation of an optimal structure for maximizing animals intake rate, and the implications for an Integrated Crop-Livestock System (ICLS). The experiment was carried out during winter 2015, in the Rio Grande do Sul state, Southern Brazil, in a long-term experimental protocol implemented in 2001. Treatments were arranged in a randomized complete block design with three replicates and consisted of different grazing intensities by steers on Italian ryegrass (Lolium multiflorum Lam.) and black oat (Avena strigosa Schreb.) mixed pastures: intensive grazing (P10), moderate grazing (P20), moderate-light grazing (P30), light grazing (P40) and absence of grazing (NG). Vegetation spatial heterogeneity increased with decreasing grazing intensities. Greater heterogeneity and spatial dependence were identified in July, during both forage species growing season. The flowering initiation caused a decrease in spatial dependence and an increase in small scale spatial heterogeneity (nugget effect). P10 showed a spatially homogeneous canopy throughout the grazing cycle, composed mostly by an excessively grazed vegetation (<10 cm). P20 showed higher participation of optimal heights for maximizing the intake rate (15 to 29,99 cm) throughout the grazing cycle. Increasing grazing intensity also increased stocking rate (SR, P<0,05) and liveweight gain per area (LWG, P<0,05). Moderate grazing intensity (P20) showed higher average daily gain (ADG, P<0,05) compared to intensive grazing (P10), without difference, however, from P30 and P40. Therefore, the utilization of moderate grazing intensities is the best alternative to reconcile productivity and environmental conservation in ICLS.

A hipótese desse estudo foi de que o manejo do pasto baseado no comportamento ingestivo (pastoreio Rotatínuo - RN) resulta em maior eficiência de utilização do pasto, mas menor eficiência de colheita quando comparado ao manejo clássico (pastoreio rotativo). O experimento ocorreu na Estação Experimental Agronômica da Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Brasil, onde foram contrastadas duas estratégias de manejo (tratamentos) em pastos de azevém anual pastejados por ovinos. No primeiro tratamento foi utilizado o pastoreio Rotativo (RT), com metas de altura de manejo pré-pastejo de 25 cm e pós-pastejo de 5 cm. Este tratamento representou o conceito clássico de manejo que privilegia o período de descanso para acumular forragem, e a ocupação da faixa de forma tal a colher o máximo da massa de forragem acumulada. No segundo tratamento foi utilizado o método RN, onde as metas de pré-pastejo foram de 18 cm e pós-pastejo de 11 cm, metas essas definidas objetivando maximizar a taxa de ingestão. Os animais tinham aproximadamente 10 meses de idade com peso vivo médio de 26,2±0,95 kg, e eram oriundos do cruzamento das raças Texel e Ideal. O delineamento experimental foi em blocos completos casualizados com quatro repetições. Os resultados demonstraram que o RN resultou em ciclos de pastejo mais curtos do que o RT (13 vs 35 dias) que aconteceram em maior quantidade (11 vs 4). A maior quantidade (~20%) de massa de lâminas foliares verdes no pós-pastejo do tratamento RN possibilitou maior interceptação luminosa pela planta (78% vs 63%) resultando em maior produção de matéria seca (PMS) no método RN (9023 kg MS ha-1) comparado ao RT (6819 kg MS ha-1). As diferentes metas de manejo resultaram em maior oferta de lâminas foliares verdes para o RN comparado ao RT, gerando maiores ganhos médio diários por animal (GMD) e também por área (GPV), embora a carga animal tenha sido maior no RT. A eficiência de colheita do pasto (ECP) foi similar entre tratamentos. Por outro lado, registrou-se maior eficiência de utilização do pasto (EUP) no RN, sendo que para cada 1 kg de ganho de peso os animais necessitaram consumir 16,2 e 28,1 kg MS, respectivamente para RN e RT. Conclui-se que as metas de manejo do pasto do método RN, baseadas na maximização da taxa de ingestão, resultam em maior eficiência de utilização sem comprometimento da eficiência de colheita. / We hypothesized that grazing management based on ingestive behavior (named rotatinuos stocking – RN) results in better herbage use efficiency, but in lower harvesting efficiency when compared to classic rotational stocking (RT). This experiment was conducted at the Agronomic Experimental Station of the Federal University of Rio Grande do Sul (UFRGS), Brazil. Two stocking strategies (RN and RT) were used as treatments in annual ryegrass (Lolium multiflorum Lam.) pasture grazed by sheep. In the RT treatment, target height for grazing initiation and stubble were 25 and 5 cm, respectively. This represented the classical management approach where long regrowth intervals are allowed for accumulating maximum forage and pasture is grazed down to a low stubble for maximum harvesting efficiency. In the alternative treatment RN, pre- and post-grazing target heights were 18 and 11 cm, respectively, for maximizing ingestion rate. Animals were Texel and Ideal crossbreed, of approximately 10 months old and averaged 26.2±0.95 kg live weight. The experiment was arranged in a randomized complete block design, with four replicates. Compared with RT, the RN treatment had resulted in shorter (13 vs 35 days, compared to RT) and more frequent (11 vs. 4 days, for RT) regrowth cycles. The greater green leaf blade mass (~20%) post-grazing in the RN treatment allowed more light interception compared with RT (78 vs. 63%, respectively), resulting in greater herbage accumulation (9020 vs. 6819 kg MS ha-1 for RN and RT, respectively). The different grazing strategies resulted in greater allowance of green leaf blades in RN than in RT, resulting in a greater live weight gain per hectare and per animal despite the lower stocking rate in RN. The herbage harvesting efficiency was similar for both treatments. On the other hand, herbage use efficiency was greater for RN, where for 1 kg of live weight gain animals ate 16.2 kg dry matter, compared with 28.1 kg in the RT treatment. In conclusion, pasture management based on maximizing the ingestion rate resulted in greater herbage use efficiency without compromising harvesting efficiency.

Além dos fins produtivos, as pastagens desempenham importante papel na preservação ambiental e na dinâmica da atmosfera e hidrosfera. Esta tese apresenta dois trabalhos, que demonstram as duas faces da pastagem nos sistemas produtivos. O primeiro trabalho, se refere a produção aliada à conservação e teve por objetivos (i) verificar se existe padrão no comportamento das variáveis de produção animal de pastos manejados em diferentes alturas e (ii) identificar metas de manejo que aliem produção e conservação. Este trabalho foi desenvolvido em um sistema integrado de produção agropecuária (SIPA) de longo prazo (2001-2011), localizado na região sul do Brasil. Os tratamentos consistiram de quatro alturas de manejo do pasto: 10, 20, 30 e 40 cm, delineados em blocos ao acaso, com três repetições. Foram utilizados novilhos com idade inicial média de 12 meses, sob pastoreio contínuo com taxa de lotação variável. As variáveis de produção animal e de pasto estudadas mostraram-se afetadas pelos anos experimentais. No entanto, existe padrão nas relações entre produção animal e de pasto ao longo dos 10 anos de experimento. A altura de manejo do pasto de 30 cm permite o acúmulo de resíduo sobre o solo, que beneficia o SIPA, e que proporciona ganho animal satisfatório e estável ao longo dos anos. O segundo trabalho, de cunho conservacionista, objetivou avaliar (i) o efeito de diferentes períodos de duração da pastagem em sistemas de rotação de cultura na drenagem e lixiviação de nitrogênio; (ii) o impacto do nível de intensificação, mais precisamente do uso da adubação nitrogenada durante a fase de pastagens; e (iii) analisar se ocorre um pico de lixiviação após a saída da pastagem e retorno das culturas de grãos, como conseqüência de uma maior mineralização N. Foi realizado na Região centro-oeste da França, com uma base de dados de 9 anos, comparando sistemas de rotação de cultura de milho, trigo e cevada com diferentes períodos de participação de pastagem mista de Festuca arundinacea, Lolium perenne e Dactylis glomerata (0, 3, 6 e 20 anos). Concluiu-se que a introdução de pastagem na rotação de culturas reduz a concentração de nitrato na água drenada. Quanto maior o tempo de participação da pastagem, maior é a redução na concentração de nitrato e, consequentemente, menor a lixiviação de nitrogênio, independentemente da adubação nitrogenada durante a fase pastagem. / Further to productive targets, grasslands present an important role in environmental preservation and the atmospheric and hydrospheric dynamics. This thesis presents both issues, demonstrating the two roles of pastures in productive systems. The first work, refers to production with to conservation, and the objective was (i) verifying the pattern in animal and pasture production under different swards heights and (ii) identifying management targets that combine production and conservation. This work was carried out in a long term integrated crop-livestock system (ICLS) (2001-2011) in Southern Brazil. Treatments consisted of four swards heights: 10, 20, 30 and 40 cm, in a randomized block design with three replicates. Steers 12 months old were used, under continuous grazing with variable stocking rates. Animal and sward production were affected by the years effect, however, there are pattern on animal-sward relationship throughout ten years of experiment. 30 cm sward height allows soil residue accumulation that enables satisfactory livestock weight gain along the years on ICLS. The second work, which had more conservation nature, had the objectives: (i) the quantification of the grassland effect on drainage water quality at the level of a whole crop rotation according to the duration of the “grassland” phase and then on the relative importance of grassland area vs arable cropping area in the land use system; (ii) the impact of the level of intensification and more precisely of the N fertilization use during the grassland phase; and (iii) the analysis of the risk for peak of nitrate leaching after grassland re-cultivation as a consequence of a higher N mineralization. This experiment was carried out in France middle-west with a 9 year data base, comparing maize, wheat and barley crop rotation systems with different mixture pastures (Festuca arundinacea, Lolium perenne and Dactylis glomerata) cycle participation (0, 3, 6 and 20 years). We concluded that the introduction of mowed grassland sequences with this arable crop rotation leads to a strong reduction of the nitrate concentration of the ground water, the more proportion of grassland within the rotation the more NO3- concentration is reduced, whatever the level of N fertilization during the grassland sequence.