A utilização do sistema de plantio direto (SPD) no Brasil teve início na década de 70, com acentuado aumento a partir da década de 90, dando ênfase aos aspectos de redução de custos e uso de agroquímicos, rotação de culturas, utilização de plantas de cobertura e diferentes formas de adubação. Atualmente o sistema plantio direto representa o manejo conservacionista de solo mais adotado no País, totalizando aproximadamente 30 milhões de hectares cultivados. Especula-se, no entanto, que parte significativa dessa área não atenda aos requisitos básicos exigidos pelo sistema. Em muitas áreas o uso de rotação de culturas ainda é incipiente, enquanto que noutras a cobertura do solo com palha está aquém do recomendado, além de diversos outros problemas encontrados. Além disso, observam-se ainda com certa freqüência a instabilidade da produção agrícola e frustrações de safra. Esses problemas podem estar associados à acentuada estratificação química e física do perfil do solo. Essa disposição estratificada do perfil do solo é devida principalmente ao manejo, que atua diretamente na estrutura do solo, afetando a sua densidade e porosidade. Na camada superficial pode ser expressa pela concentração de nutrientes e raízes e, na camada subsuperficial, pela degradação física da estrutura do solo. Neste sentido, este trabalho teve por objetivo avaliar alguns atributos químicos, físico-mecânicos e mineralógicos de um Argissolo Vermelho em experimento de longa duração com SPD, sob diferentes manejos de culturas, adubação e profundidade de trabalho das hastes sulcadoras da semeadora. Foram determinadas a concentração de nutrientes, CTC, acidez, teor e estoque de carbono orgânico, granulometria, densidade, porosidade, resistência mecânica à penetração, limites de Atterberg, mineralogia, mobilização do solo, demanda de tração da haste sulcadora e produtividade das culturas de inverno e verão. Os resultados obtidos apontam que o solo apresenta acentuada estratificação dos principais atributos químicos do solo, principalmente na camada superficial até 0,10 m de profundidade. Os atributos físicos do solo não são profundamente afetados pelos sistemas de manejo das culturas hibernais e da adubação, enquanto que os atributos mecânicos, em especial os relacionados ao tráfego de rodados e atuação das hastes sulcadoras, são dependentes do manejo e afetam a produtividade das culturas. Após 10 anos de conversão do uso do solo de campo nativo para área sob SPD os atributos mineralógicos apresentam pequenas modificações. / The no till in Brazil had beginning during the 1970’s, with accentuated increase in 90’s, feeling emphasis to the reduction of costs and pesticide`s use, crop rotation, covering plants use and soil management forms. At the moment, the no till system represents the conservation soil management system more adopted in our country, with approximately 30 million land hectares cultivated. However, it is speculated that significant amount area doesn't assist to the basic requirements demanded by the system. In some areas the crop rotation is still incipient, while in other, the soil covering with straw is smaller that the recommended, among other several problems. Besides, are frequently observed the agricultural production instability and yeld production frustrations. Those problems can be strongly associated to accentuated chemical and physical stratification from the soil profile. That soil profile stratified disposition is owed mainly to the management that directly acts in the soil structure, affecting the soil density and porosity. Still, the stratification can be expressed, in the surface layer, by the nutrients and roots concentration and, in the subsurface layer, by the soil physical structure degradation. In this sense, this work had for objective to evaluate some chemical, physical-mechanics and mineralogical attributes of a Paleudul in a no till long time experiment, under crops management, fertilization and working depth of the seed drill furrow openers. Were evaluated the nutrients concentration, CTC, acidity, organic carbon content and storage, particle size distribution, density, porosity, soil mechanical penetration resistance, Atterberg limits, mineralogy, soil mobilization, draft requirement on the seed drill furrow openers and summer and winter crops productivity, among others. The obtained results show that the soil presents marked stratification of the main chemical attributes, mainly in the soil surface layer. The soil physical attributes were not deeply affected by the winter crops management systems, and by the fertilization, while the mechanical attributes, especially, the related to the wheeled traffic and seed drill furrow openers working depth are management dependent and affect the crop productivity. After 10 years of land use conversion from native grassland to SPD the mineralogical attributes show small modifications.

O manejo de campo nativo apresenta o desafio de desenvolver estratégias de intensificação sustentável para superar o dilema produçãoconservação. Embora a intensificação da produção através da agregação de insumos (fertilizantes e/ou sementes) seja possível, também pode causar mudanças negativas na sustentabilidade. Apesar das quantificações preliminares, existe uma lacuna no conhecimento acerca de como e quando são alteradas a diversidade, a estabilidade e a resiliência em processos de intensificação. Neste sentido, esta tese se concentra em identificar, através de dois experimentos: i) os principais fatores de controle da estabilidade temporal da produtividade de pastagens enriquecidas com nitrogênio (N), fósforo (P) e água; e ii) determinar os efeitos da fertilização fosfatada na diversidade de espécies e no estado da vegetação em campos nativos sobressemeados com leguminosas exóticas. O primeiro experimento apresenta o efeito de quatro anos de adição de N, P e água na produtividade e estabilidade temporal da produção. A adição de N e N + P diminuiu a estabilidade, processo associado à redução da constância da produção das espécies mais dominantes, enquanto que as adições de P e água incrementaram a estabilidade devido ao aumento da assincronia das espécies. Estas duas formas de controle da estabilidade são alternativas e a expressão está regulada pela limitação de N. Contrariamente ao proposto na teoria predominante “diversidade-estabilidade”, os resultados deste trabalho indicam que a estabilidade da produção depende principalmente do comportamento das espécies dominantes e não da diversidade de espécies. O segundo experimento expõe o efeito de mais de 10 anos de fertilização fosfatada na diversidade de espécies de um campo nativo sobressemeado com Trifolium repens e Lotus corniculatus. As respostas em riqueza e diversidade de espécies se relacionaram negativamente com a concentração de P do solo. Foram identificados limiares de concentração de P a partir dos quais se alcançaram as perdas máximas de diversidade e também foi desenvolvido um modelo de estados e transições da vegetação. Em síntese, esta tese contribui para ampliar o conhecimento do impacto de práticas de melhoramento em atributos de sustentabilidade (produtividade, diversidade, estabilidade, e resiliência) dos pastos nativos do bioma Pampa. A continuação destes esforços permitirá avanços na definição dos limites da intensificação baseados em critérios ecológicos, e assim contribuirá com o desafio de desenvolver estratégias de manejo sustentável. / Native grassland management faces the challenge to develop sustainable intensification strategies to overcome the dilemma between production and conservation. Although the intensification of the production through addition of inputs (fertilizers and/or seeds) to be possible, it can potentially induces negative changes in the sustainability of the ecosystems. There is a gap in the knowledge about how and when diversity, stability and resilience are altered in the intensification process. The main body of this thesis consist of two experiments focused on: i) identifying the main factors that control the temporal stability of productivity of a native grassland enriched with nitrogen (N), phosphorus (P) and water; and ii) determining the effects of phosphorus fertilization in the diversity and the state of the vegetation of a native grassland overseeded with exotic legumes. The first experiment analyzed the effect of four years of N, P and water addition on the productivity and the temporal stability of a native grassland production. The single addition of N or combined with P decreased the temporal stability by reducing the constancy of the production of the most dominant species, whereas the additions of P and water increased the stability by increasing species asynchrony. Both controls of temporal stability appear to be alternative mechanisms, and the specific expression of each one would be regulated by the limitation of N. In the second experiment, the long term effects of two P fertilization doses on species richness and diversity of a native grassland overseeded with Trifolium repens and Lotus corniculatus were examinated. Extractable soil P was negatively related with species richness and diversity. Additionally, P concentration thresholds related to the maximum loss of species richness and diversity were identified, and a model of the states and transitions of the vegetation was developed. In summary, this thesis contributes to the understanding of the impact of intensification practices on sustainability attributes (productivity, diversity, stability and resilience) of native grasslands. The continuation of this research will focus on a detailed definition of the thresholds of the intensification based on ecological criteria, and thus contribute to the challenge to develop sustainable systems.

As pastagens nativas possuem grande importância na produção de produto animal e nos serviços ecossistêmicos. Muitos estudos realizados sobre esse recurso natural demonstram seu potencial produtivo. Este é diretamente ligado ao manejo utilizado, e a oferta de forragem adotada exerce forte influência tanto na produção primária quanto secundária. Em resposta disso também se sabe que a composição da vegetação responde de maneira positiva ou negativa ao regime de desfolha. Entretanto, uma abordagem mais holística relativa à essa resposta e ao uso do diferimento ainda era uma deficiência desta área do conhecimento. No sentido de supri-la, foi desenvolvido o presente trabalho resultando em dois artigos. Ambos se valem do uso de grupos de espécies para caracterização dos ambientes. O primeiro aborda o padrões de diversidade e o comportamento da vegetação após 28 anos de regimes de desfolhas contrastantes mediada pelas ofertas de forragem 4 kg de MS por 100 kg de PV e 8-12 (8 primavera e 12 no restante do ano) kg de MS por 100 kg de PV. Não houve diferença na riqueza e diversidade entre os ambientes, mas verificou-se resposta negativa na composição de espécies na área com sobrepastejo: espécies que são menos eficientes como forrageiras e na proteção do solo, as ruderais, sucederam as espécies conservadoras de recurso que proporcionam maior estabilidade na disponibilidade de forragem e são mais eficientes na proteção do solo. Já quando a intensidade de pastejo foi moderado houve predominância de espécies conservadoras. O segundo artigo testa duas épocas de diferimento nos dois ambientes citados anteriormente objetivando avaliar a vegetação perante esses tratamentos com a hipótese que o diferimento aumenta a contribuição de espécies hibernais e as demais espécies de interesse forrageiro no curto e médio prazo. Esse segundo artigo conclui que o diferimento no curto prazo não foi suficiente para aumentar a contribuição de espécies hibernais, porém aumentou o número de inflorescências dessas espécies que reforçam o banco de sementes do solo, podendo-se inferir que tais espécies aumentem sua contribuição no longo prazo. No curto (seis meses) e médio prazo (dois anos) o redirecionamento da composição florística por efeito de diferimento é dado pelo aumento de espécies cespitosas e conservadoras de recursos no ambiente degradado por longo tempo de sobrepastejo. O uso de grupos de espécies mostra-se como indicadores adequados para caracterizar o grau de herbivoria exercido em pastagens complexas. / Rangelands have great importance in the animal production and ecosystem services. Many studies on this natural resource demonstrate their productive potential, which is a direct consequence of management. The adopted herbage allowance exerts strong influence on primary and secondary production through changes in botanical composition. However, a more holistic approach on interactions and responses of vegetation to grazing and the use of deferment still a presents shortcoming of this area of knowledge. The present work was developed to contribute in filling these gaps, resulting in two papers. Both avail themselves on the use of species groups for characterization of environments. The first addresses the diversity patterns and behavior of vegetation after 28 years of contrasted defoliation regimes mediated by herbage allowance of 4 kg DM per 100 kg BW and 8-12 (8 spring and 12 in the rest of the year) kg DM per 100 kg BW. There was no difference in the richness and diversity between environments but there was a negative response in species composition in the overgrazed area: species that are less efficient as forage and soil protection, the ruderals, succeeded conservative resource species that provide greater stability in the availability of forage and are more efficient in protecting the soil. When grazing intensity was moderate conservative species predominated. The second article seeks to verify effects of two periods (spring or fall) of deferment in both environments that already were studied in the first chapter, with the hypothesis that deferment increases the contribution of cool season species and other species of interest to the livestock system in the short and medium term. This second article concludes that the short-term deferment was not enough to increase the contribution of cool season species, but increased the number of inflorescences of these species, which may contribute to strengthening presence of these species in the soil seed bank, and we may infer that these species increase their contribution in the long term. In the short (six months) and medium (two years) term redirection of the floristic composition, the effect of deferment can be seen by the increase of tussock species and resources conservation species on the environment degraded by overgrazing. Grouping species by common attributes shown to be suitable to describe community changes in a complex pasture.

O manejo de campo nativo apresenta o desafio de desenvolver estratégias de intensificação sustentável para superar o dilema produçãoconservação. Embora a intensificação da produção através da agregação de insumos (fertilizantes e/ou sementes) seja possível, também pode causar mudanças negativas na sustentabilidade. Apesar das quantificações preliminares, existe uma lacuna no conhecimento acerca de como e quando são alteradas a diversidade, a estabilidade e a resiliência em processos de intensificação. Neste sentido, esta tese se concentra em identificar, através de dois experimentos: i) os principais fatores de controle da estabilidade temporal da produtividade de pastagens enriquecidas com nitrogênio (N), fósforo (P) e água; e ii) determinar os efeitos da fertilização fosfatada na diversidade de espécies e no estado da vegetação em campos nativos sobressemeados com leguminosas exóticas. O primeiro experimento apresenta o efeito de quatro anos de adição de N, P e água na produtividade e estabilidade temporal da produção. A adição de N e N + P diminuiu a estabilidade, processo associado à redução da constância da produção das espécies mais dominantes, enquanto que as adições de P e água incrementaram a estabilidade devido ao aumento da assincronia das espécies. Estas duas formas de controle da estabilidade são alternativas e a expressão está regulada pela limitação de N. Contrariamente ao proposto na teoria predominante “diversidade-estabilidade”, os resultados deste trabalho indicam que a estabilidade da produção depende principalmente do comportamento das espécies dominantes e não da diversidade de espécies. O segundo experimento expõe o efeito de mais de 10 anos de fertilização fosfatada na diversidade de espécies de um campo nativo sobressemeado com Trifolium repens e Lotus corniculatus. As respostas em riqueza e diversidade de espécies se relacionaram negativamente com a concentração de P do solo. Foram identificados limiares de concentração de P a partir dos quais se alcançaram as perdas máximas de diversidade e também foi desenvolvido um modelo de estados e transições da vegetação. Em síntese, esta tese contribui para ampliar o conhecimento do impacto de práticas de melhoramento em atributos de sustentabilidade (produtividade, diversidade, estabilidade, e resiliência) dos pastos nativos do bioma Pampa. A continuação destes esforços permitirá avanços na definição dos limites da intensificação baseados em critérios ecológicos, e assim contribuirá com o desafio de desenvolver estratégias de manejo sustentável. / Native grassland management faces the challenge to develop sustainable intensification strategies to overcome the dilemma between production and conservation. Although the intensification of the production through addition of inputs (fertilizers and/or seeds) to be possible, it can potentially induces negative changes in the sustainability of the ecosystems. There is a gap in the knowledge about how and when diversity, stability and resilience are altered in the intensification process. The main body of this thesis consist of two experiments focused on: i) identifying the main factors that control the temporal stability of productivity of a native grassland enriched with nitrogen (N), phosphorus (P) and water; and ii) determining the effects of phosphorus fertilization in the diversity and the state of the vegetation of a native grassland overseeded with exotic legumes. The first experiment analyzed the effect of four years of N, P and water addition on the productivity and the temporal stability of a native grassland production. The single addition of N or combined with P decreased the temporal stability by reducing the constancy of the production of the most dominant species, whereas the additions of P and water increased the stability by increasing species asynchrony. Both controls of temporal stability appear to be alternative mechanisms, and the specific expression of each one would be regulated by the limitation of N. In the second experiment, the long term effects of two P fertilization doses on species richness and diversity of a native grassland overseeded with Trifolium repens and Lotus corniculatus were examinated. Extractable soil P was negatively related with species richness and diversity. Additionally, P concentration thresholds related to the maximum loss of species richness and diversity were identified, and a model of the states and transitions of the vegetation was developed. In summary, this thesis contributes to the understanding of the impact of intensification practices on sustainability attributes (productivity, diversity, stability and resilience) of native grasslands. The continuation of this research will focus on a detailed definition of the thresholds of the intensification based on ecological criteria, and thus contribute to the challenge to develop sustainable systems.

Made available in DSpace on 2016-12-06T17:42:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PGPV15DA023.pdf: 1575655 bytes, checksum: 05db7fa7e5e2533873a4d8f65edd9e87 (MD5) Previous issue date: 2015-02-27 / The aim of this work was to evalute herbage production of a natural grasslands submitted to limestone and phosphorus levels, applied superficially, without introducing species (Chapter 1) and overseeded with temperate climate species (Chapter 2). The experiment was conducted from January 2010 to December 2013. In Chapter 1 liming was applied in quantities of 0.0; 7.2 and 14.4 t ha-1; and phosphorus as triple superphosfate, at levels of 0; 35; 70 and 140 kg ha-1 P2O5. The experimental design was a randomized block design in a split plot arrangement with 3 repetitions, with limestone levels distributed in the main plots and P in the subplots. There was no significant interaction between the limestone and phosphate treatments in both studies. The elevation of limestone increased forage production only from the 3rd year, a linear response, with maximum value of 1182.3 kg DM ha-1, with 14.4 t ha-1 lime, and quadratic in 4th year, with 2316.1 kg DM ha-1, with 7.2 t ha-1 of lime. There was statistical difference at P applications from the 2nd year, with the greatest production obtained in the 4th year, with 140 kg P2O5 ha-1 producing 2232.8 kg DM ha-1. Limestone promoted changes up to 10cm of soli layer. Of 0-5cm, 14.4 t ha-1, increased pH from 4.77 to 6.45, Al decreased from 2.51 to 0.0 cmolc kg-1 and base saturation (V%) increased from 31.34 to 84.17%. With the P levels changes occured mainly up to 5cm. Chapter 2: limestone in 3.6; 7.2; 11.0 and 14.4 t ha-1; and P in doses of 35; 70; 105 and 140 kg P2O5 ha-1, and overseeded species of cold season the maximum production was of 3932.2 kg DM ha-1 in the 2nd year with a dose of 11 t of limestone. The red clover responded better to this limestone application on levels 7-11 t ha-1. Phosphorus significantly increased herbage production in four years. Forage production reached the ceiling in the 2nd year, 4419.4 kg DM ha-1 with 140 kg P2O5 ha-1. The red clover was established and persisted better than the other species with increasing levels of limestone and limestone and P. The P, mainly concentrated their effects up to 5cm of soil layer. A 14.4 tonnes of applied lime the pH reached 6.04, Al 0.03 kg cmolc V-1 and 74.56% at%. At the same soil layer 140 kg ha-1 P2O5, P increased to 12.08 mg kg-1. Lime application of 25% (7.2 t ha-1) of the recommended dose, associated with phosphorus dose of 50% of the recommendation (70 kg P2O5 ha-1), potentiate the production of forage on native pasture with a predominance of Schizachirium tenerum. The application of 1/8 dose (3.6 t ha-1) of the lime requirement allows the establishment and persistence of legumes introduced in native grass; 1/8 (3.6 t ha-1) of the official recommendation of the dose associated with limestone phosphorus increasing doses increase linearly forage production. This enhancement is due primarily to the effect of P in the production increase of introduced legumes / Avaliou-se a produção de um campo nativo submetido a níveis de calcário e fósforo, aplicados superficialmente, sem a introdução de espécies (Capítulo 1) e com sobressemeadura de espécies de estação fria (Capítulo 2) de janeiro/10 a dezembro/13. No Capítulo 1 a calagem foi de 0,0; 7,2 e 14,4 t ha-1; e aplicação de SFT, nosníveis de 0; 35; 70 e 140 kg de P2O5 ha-1. O delineamento experimental dos ensaios foi de blocos ao acaso com parcelas subdivididas, com 3 repetições, com níveis de calcário distribuídos na parcela principal e as doses de P nas sub-parcelas. Não houve interação significativa entre os tratamentos de calcário e fósforo nos dois estudos. A elevação das doses de calcário aumentou a produção de forragem somente a partir do 3º ano, sendo a resposta linear, com valor máximo de 1.182,3 kg MS ha-1, com 14,4 t de calcário ha-1, e quadráticano 4º ano, com 2.316,1 kg MS ha-1, com 7,2 t de calcário ha-1. Houve diferença estatísticaàs aplicações de P a partir do 2º ano, sendo a maior produção obtida no 4º ano, com 140 kg P2O5 ha-1 produzindo 2.232,8 kg MS ha-1. O calcário promoveu maiores alterações até 10cm. De 0-5cm, 14,4 t ha-1, elevou o pH de 4,77 para 6,45, o Al reduziu de 2,51 para 0,0 cmolc kg-1 e a saturação por bases (V%) aumentou de 31,34 para 84,17%. Com as doses de P,acréscimos importantes limitaram-se principalmente até 5cm. Capítulo 2: com calcário em 3,6; 7,2; 11,0 e 14,4 t ha-1; e P nas doses de 35; 70; 105 e 140 kg de P2O5 ha-1, e com sobressemeadura de espécies de estação fria, o calcário, com 11 t ha-1, teve com produção máxima 3.932,2 kg MS ha-1, no 2º ano. O trevo-vermelho respondeu melhor a este corretivo, nos níveis de 7 a 11 t ha-1. O P foi significativo à produção de forragem nos quatro anos. A forragem atingiu o teto produtivo no 2º ano, 4.419,4 kg MS ha-1 com 140 kg P2O5 ha-1. O trevo-vermelho se estabeleceu e persistiu melhor que as demais espécies com os níveis crescentes de calcário e P. O calcário e P, concentraram seus efeitos principalmente até 5cm. Com 14,4 t de calcário o pH chegou a 6,04, o Al a 0,03 cmolc kg-1 e a V% a 74,56%. Nesta camada, 140 kg P2O5 ha-1, elevou o P para 12,08 mg kg-1. Aplicação de calcário de 25% (7,2 t ha-1) da dose recomendada, associada com dose de fósforo de 50% da recomendação (70 kg P2O5 ha-1), potencializam a produção de forragem em campo natural com predomínio de Schizachirium tenerum.A aplicação de dose de 1/8 (3,6 t ha-1) da recomendação de calcário permite o estabelecimento e a persistência de leguminosas introduzidas em campo nativo; 1/8 (3,6 t ha-1) da dose da recomendação oficial de calcário associada com doses crescentes de fósforo aumentam linearmente a produção de forragem. Essa potencialização se deve, principalmente, ao efeito do P no incremento produtivo das leguminosas introduzidas

O manejo de campo nativo apresenta o desafio de desenvolver estratégias de intensificação sustentável para superar o dilema produçãoconservação. Embora a intensificação da produção através da agregação de insumos (fertilizantes e/ou sementes) seja possível, também pode causar mudanças negativas na sustentabilidade. Apesar das quantificações preliminares, existe uma lacuna no conhecimento acerca de como e quando são alteradas a diversidade, a estabilidade e a resiliência em processos de intensificação. Neste sentido, esta tese se concentra em identificar, através de dois experimentos: i) os principais fatores de controle da estabilidade temporal da produtividade de pastagens enriquecidas com nitrogênio (N), fósforo (P) e água; e ii) determinar os efeitos da fertilização fosfatada na diversidade de espécies e no estado da vegetação em campos nativos sobressemeados com leguminosas exóticas. O primeiro experimento apresenta o efeito de quatro anos de adição de N, P e água na produtividade e estabilidade temporal da produção. A adição de N e N + P diminuiu a estabilidade, processo associado à redução da constância da produção das espécies mais dominantes, enquanto que as adições de P e água incrementaram a estabilidade devido ao aumento da assincronia das espécies. Estas duas formas de controle da estabilidade são alternativas e a expressão está regulada pela limitação de N. Contrariamente ao proposto na teoria predominante “diversidade-estabilidade”, os resultados deste trabalho indicam que a estabilidade da produção depende principalmente do comportamento das espécies dominantes e não da diversidade de espécies. O segundo experimento expõe o efeito de mais de 10 anos de fertilização fosfatada na diversidade de espécies de um campo nativo sobressemeado com Trifolium repens e Lotus corniculatus. As respostas em riqueza e diversidade de espécies se relacionaram negativamente com a concentração de P do solo. Foram identificados limiares de concentração de P a partir dos quais se alcançaram as perdas máximas de diversidade e também foi desenvolvido um modelo de estados e transições da vegetação. Em síntese, esta tese contribui para ampliar o conhecimento do impacto de práticas de melhoramento em atributos de sustentabilidade (produtividade, diversidade, estabilidade, e resiliência) dos pastos nativos do bioma Pampa. A continuação destes esforços permitirá avanços na definição dos limites da intensificação baseados em critérios ecológicos, e assim contribuirá com o desafio de desenvolver estratégias de manejo sustentável. / Native grassland management faces the challenge to develop sustainable intensification strategies to overcome the dilemma between production and conservation. Although the intensification of the production through addition of inputs (fertilizers and/or seeds) to be possible, it can potentially induces negative changes in the sustainability of the ecosystems. There is a gap in the knowledge about how and when diversity, stability and resilience are altered in the intensification process. The main body of this thesis consist of two experiments focused on: i) identifying the main factors that control the temporal stability of productivity of a native grassland enriched with nitrogen (N), phosphorus (P) and water; and ii) determining the effects of phosphorus fertilization in the diversity and the state of the vegetation of a native grassland overseeded with exotic legumes. The first experiment analyzed the effect of four years of N, P and water addition on the productivity and the temporal stability of a native grassland production. The single addition of N or combined with P decreased the temporal stability by reducing the constancy of the production of the most dominant species, whereas the additions of P and water increased the stability by increasing species asynchrony. Both controls of temporal stability appear to be alternative mechanisms, and the specific expression of each one would be regulated by the limitation of N. In the second experiment, the long term effects of two P fertilization doses on species richness and diversity of a native grassland overseeded with Trifolium repens and Lotus corniculatus were examinated. Extractable soil P was negatively related with species richness and diversity. Additionally, P concentration thresholds related to the maximum loss of species richness and diversity were identified, and a model of the states and transitions of the vegetation was developed. In summary, this thesis contributes to the understanding of the impact of intensification practices on sustainability attributes (productivity, diversity, stability and resilience) of native grasslands. The continuation of this research will focus on a detailed definition of the thresholds of the intensification based on ecological criteria, and thus contribute to the challenge to develop sustainable systems.

As pastagens nativas possuem grande importância na produção de produto animal e nos serviços ecossistêmicos. Muitos estudos realizados sobre esse recurso natural demonstram seu potencial produtivo. Este é diretamente ligado ao manejo utilizado, e a oferta de forragem adotada exerce forte influência tanto na produção primária quanto secundária. Em resposta disso também se sabe que a composição da vegetação responde de maneira positiva ou negativa ao regime de desfolha. Entretanto, uma abordagem mais holística relativa à essa resposta e ao uso do diferimento ainda era uma deficiência desta área do conhecimento. No sentido de supri-la, foi desenvolvido o presente trabalho resultando em dois artigos. Ambos se valem do uso de grupos de espécies para caracterização dos ambientes. O primeiro aborda o padrões de diversidade e o comportamento da vegetação após 28 anos de regimes de desfolhas contrastantes mediada pelas ofertas de forragem 4 kg de MS por 100 kg de PV e 8-12 (8 primavera e 12 no restante do ano) kg de MS por 100 kg de PV. Não houve diferença na riqueza e diversidade entre os ambientes, mas verificou-se resposta negativa na composição de espécies na área com sobrepastejo: espécies que são menos eficientes como forrageiras e na proteção do solo, as ruderais, sucederam as espécies conservadoras de recurso que proporcionam maior estabilidade na disponibilidade de forragem e são mais eficientes na proteção do solo. Já quando a intensidade de pastejo foi moderado houve predominância de espécies conservadoras. O segundo artigo testa duas épocas de diferimento nos dois ambientes citados anteriormente objetivando avaliar a vegetação perante esses tratamentos com a hipótese que o diferimento aumenta a contribuição de espécies hibernais e as demais espécies de interesse forrageiro no curto e médio prazo. Esse segundo artigo conclui que o diferimento no curto prazo não foi suficiente para aumentar a contribuição de espécies hibernais, porém aumentou o número de inflorescências dessas espécies que reforçam o banco de sementes do solo, podendo-se inferir que tais espécies aumentem sua contribuição no longo prazo. No curto (seis meses) e médio prazo (dois anos) o redirecionamento da composição florística por efeito de diferimento é dado pelo aumento de espécies cespitosas e conservadoras de recursos no ambiente degradado por longo tempo de sobrepastejo. O uso de grupos de espécies mostra-se como indicadores adequados para caracterizar o grau de herbivoria exercido em pastagens complexas. / Rangelands have great importance in the animal production and ecosystem services. Many studies on this natural resource demonstrate their productive potential, which is a direct consequence of management. The adopted herbage allowance exerts strong influence on primary and secondary production through changes in botanical composition. However, a more holistic approach on interactions and responses of vegetation to grazing and the use of deferment still a presents shortcoming of this area of knowledge. The present work was developed to contribute in filling these gaps, resulting in two papers. Both avail themselves on the use of species groups for characterization of environments. The first addresses the diversity patterns and behavior of vegetation after 28 years of contrasted defoliation regimes mediated by herbage allowance of 4 kg DM per 100 kg BW and 8-12 (8 spring and 12 in the rest of the year) kg DM per 100 kg BW. There was no difference in the richness and diversity between environments but there was a negative response in species composition in the overgrazed area: species that are less efficient as forage and soil protection, the ruderals, succeeded conservative resource species that provide greater stability in the availability of forage and are more efficient in protecting the soil. When grazing intensity was moderate conservative species predominated. The second article seeks to verify effects of two periods (spring or fall) of deferment in both environments that already were studied in the first chapter, with the hypothesis that deferment increases the contribution of cool season species and other species of interest to the livestock system in the short and medium term. This second article concludes that the short-term deferment was not enough to increase the contribution of cool season species, but increased the number of inflorescences of these species, which may contribute to strengthening presence of these species in the soil seed bank, and we may infer that these species increase their contribution in the long term. In the short (six months) and medium (two years) term redirection of the floristic composition, the effect of deferment can be seen by the increase of tussock species and resources conservation species on the environment degraded by overgrazing. Grouping species by common attributes shown to be suitable to describe community changes in a complex pasture.

As pastagens nativas possuem grande importância na produção de produto animal e nos serviços ecossistêmicos. Muitos estudos realizados sobre esse recurso natural demonstram seu potencial produtivo. Este é diretamente ligado ao manejo utilizado, e a oferta de forragem adotada exerce forte influência tanto na produção primária quanto secundária. Em resposta disso também se sabe que a composição da vegetação responde de maneira positiva ou negativa ao regime de desfolha. Entretanto, uma abordagem mais holística relativa à essa resposta e ao uso do diferimento ainda era uma deficiência desta área do conhecimento. No sentido de supri-la, foi desenvolvido o presente trabalho resultando em dois artigos. Ambos se valem do uso de grupos de espécies para caracterização dos ambientes. O primeiro aborda o padrões de diversidade e o comportamento da vegetação após 28 anos de regimes de desfolhas contrastantes mediada pelas ofertas de forragem 4 kg de MS por 100 kg de PV e 8-12 (8 primavera e 12 no restante do ano) kg de MS por 100 kg de PV. Não houve diferença na riqueza e diversidade entre os ambientes, mas verificou-se resposta negativa na composição de espécies na área com sobrepastejo: espécies que são menos eficientes como forrageiras e na proteção do solo, as ruderais, sucederam as espécies conservadoras de recurso que proporcionam maior estabilidade na disponibilidade de forragem e são mais eficientes na proteção do solo. Já quando a intensidade de pastejo foi moderado houve predominância de espécies conservadoras. O segundo artigo testa duas épocas de diferimento nos dois ambientes citados anteriormente objetivando avaliar a vegetação perante esses tratamentos com a hipótese que o diferimento aumenta a contribuição de espécies hibernais e as demais espécies de interesse forrageiro no curto e médio prazo. Esse segundo artigo conclui que o diferimento no curto prazo não foi suficiente para aumentar a contribuição de espécies hibernais, porém aumentou o número de inflorescências dessas espécies que reforçam o banco de sementes do solo, podendo-se inferir que tais espécies aumentem sua contribuição no longo prazo. No curto (seis meses) e médio prazo (dois anos) o redirecionamento da composição florística por efeito de diferimento é dado pelo aumento de espécies cespitosas e conservadoras de recursos no ambiente degradado por longo tempo de sobrepastejo. O uso de grupos de espécies mostra-se como indicadores adequados para caracterizar o grau de herbivoria exercido em pastagens complexas. / Rangelands have great importance in the animal production and ecosystem services. Many studies on this natural resource demonstrate their productive potential, which is a direct consequence of management. The adopted herbage allowance exerts strong influence on primary and secondary production through changes in botanical composition. However, a more holistic approach on interactions and responses of vegetation to grazing and the use of deferment still a presents shortcoming of this area of knowledge. The present work was developed to contribute in filling these gaps, resulting in two papers. Both avail themselves on the use of species groups for characterization of environments. The first addresses the diversity patterns and behavior of vegetation after 28 years of contrasted defoliation regimes mediated by herbage allowance of 4 kg DM per 100 kg BW and 8-12 (8 spring and 12 in the rest of the year) kg DM per 100 kg BW. There was no difference in the richness and diversity between environments but there was a negative response in species composition in the overgrazed area: species that are less efficient as forage and soil protection, the ruderals, succeeded conservative resource species that provide greater stability in the availability of forage and are more efficient in protecting the soil. When grazing intensity was moderate conservative species predominated. The second article seeks to verify effects of two periods (spring or fall) of deferment in both environments that already were studied in the first chapter, with the hypothesis that deferment increases the contribution of cool season species and other species of interest to the livestock system in the short and medium term. This second article concludes that the short-term deferment was not enough to increase the contribution of cool season species, but increased the number of inflorescences of these species, which may contribute to strengthening presence of these species in the soil seed bank, and we may infer that these species increase their contribution in the long term. In the short (six months) and medium (two years) term redirection of the floristic composition, the effect of deferment can be seen by the increase of tussock species and resources conservation species on the environment degraded by overgrazing. Grouping species by common attributes shown to be suitable to describe community changes in a complex pasture.

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No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) FABIANE QUEVEDO DA ROSA.pdf: 623070 bytes, checksum: d6e7ed987a04d5ad296d7f91b6123a7d (MD5) Previous issue date: 2016-08-26 / Com o objetivo de avaliar a proteína bruta fecal como indicador de consumo e digestibilidade de bovinos alimentados com pastagem nativa situada no Bioma Pampa e inclusões de azevém e avaliar a qualidade nutricional dessas pastagens foram realizados dois experimentos em gaiolas de metabolismo. No experimento I, os animais recebiam diferentes níveis de oferta de pastagem nativa onde os tratamentos consistiam em níveis de1,5 e 2,25% do peso vivo de matéria seca e um nível ad libitum, com pelo menos 20% de sobras diárias onde foram realizados seis períodos experimentais, O experimento II consistia em diferentes níveis de inclusão de azevém na dieta de bovinos alimentados com campo nativo, os tratamentos eram 33%, 66% e 100% de azevém em substituição ao campo nativo, em dois períodos experimentias. Os experimentos foram realizados em delineamento inteiramente casualizado com 3 tratamentos e 2 repetições por tratamento em cada período. Os períodos experimentais consistiram de 10 dias de adaptação e 5 dias de coletas, durante o período de coletas foram amostradas as sobras do cocho, a forragem ofertada e ainda a produção total de fezes a cada 24 horas. Realizou-se as medidas de produção fecal, concentração de componentes fecais, consumo de nutrientes e digestibilidade dos componentes da dieta. No capítulo I foram traçadas relações entre digestibilidade e a concentração da proteína bruta fecal (PBf), sendo testados dois modelos não lineares, o exponencial e o hiperbólico gerando as equações de digestibilidade da matéria orgânica(DMO) = 0,709-9,506* exp(-0,041*PBf) com R2 0,61 e DMO = 0,942-38,619/PBf (R2 0,62), respectivamente. A relação de consumo de matéria orgânica (CMO) com a quantidade de PBf, possui comportamento linear, foi então realizada a análise de stepwise para saber quais outras variávies poderiam explicar melhor o modelo junto com a PBf gerando uma equação CMO = -6724,30 + 39*PBf + 2,55*FDNf + 11591,44*DMO com R2 0,95. Determinou-se a relação da proteína bruta (PB) da dieta (g/kg MO) x PBfecal (g/kg MO), PB dieta = 1,346x - 47,63 R² = 0,931 (modelo linear). No capítulo II, foram testados dois modelos para todas as relações traçadas no experimento II, um modelo linear e um modelo quadrático, as relações foram consumo de matéria orgânica (CMO (g/UTM)) x digestibilidade da fibra em detergente neutro (DFDN), DMO x CMO (g/UTM), DMO x CMO (g/dia), consumo de folhas (g/UTM) x DMO e CMO (g/UTM) x relação proteína/energia. As relações que não foram estatisticamente significativas para nenhum modelo foram CMO (g/UTM) x relação proteína/energia e consumo de folhas (g/UTM) x DMO. Após essas relações, verificou-se que a PBf tem um bom potencial para a estimativa de consumo e a digestibilidade por bovinos alimentados com pastagens nativas ou associadas a forragem cultivada como o azevém anual, mas estes parâmetros também são afetados por diferentes variáveis. / In order to evaluate the fecal crude protein as intake and digestibility marker of cattle fed with natural pasture from Pampa Biome and annual ryegrass inclusions and evaluate the nutritional quality of these pastures it was conducted two experiments in metabolic cages. In the first experiment, the animals received different native pasture offer levels where treatments consisted of 1.5 and 2.25% of the live weight of dry matter and ad libitum with at least 20% of daily leftovers which were carried out six experimental periods. The second experiment consisted of annual ryegrass inclusion levels in the diet of cattle fed with natural pasture, the treatments were 33%, 66% and 100% of ryegrass to replace the native pasture in two experimental periods. The experiments were carried out in a completely randomized design with 3 treatments and 2 replicates per treatment in each period. The experimental period consisted of 10 days of adaptation and 5 days of collection during the period of the trough collects the forage offered have been sampled, the leftovers and also the total fecal production in each 24 hours. It was measured the fecal productions, concentration of faecal components, nutrient intake and digestibility of diet components. In the Chapter I were study the relationship between digestibility and fecal concentration of crude protein (CPf), being tested exponential and hyperbolic equations generating the digestibility of organic matter (OMD) = 0.709 - 9.506 * exp (- 0.041 * CPf) with R2 = 0.61 and OMD =0.942 - 38.619 / CPf (R2 0.62), respectively. The ratio of organic matter intake (OMI) with the amount of CPf, has a linear relation, it was then carried out stepwise analysis to find out what other variables could explain better the model along with the CPf generating a equation OMI = -6724.30 + 0,998 * CPf + 2.55 * NDFf + 11591.44 * OMD with R2= 0.95. It was determined the ratio of crude protein (CP) of the diet (g/kg of OM) x CPf (g/kg of OM), CPdiet = 1,346*CPf - 47.63 R² = 0.931 (linear model). In the Chapter II were tested two models for all relationships outlined in experiment II, a linear model and a quadratic model, relations were organic matter intake (OMI) x digestibility of neutral detergent fiber (DNDF), OMD x OMI, leaves intake x OMD and OMI x protein/energy ratio. The relationships that were not statistically significant for either model were OMI x protein/energy and leaves intake x OMD. After these relationships, it was found that the CPf has a good potential to estimate intake and digestibility in cattle fed native pastures or associated with annual ryegrass, but these parameters are also affected by different variables.

Com o objetivo de conhecer a composição florística, a fitossociologia e a dinâmica vegetacional em parcelas de campos limpos do sudoeste do RS, foi desenvolvido um estudo em uma área de campo nativo submetido a pastejo contínuo. A área de estudo está situada ao longo dos sedimentos de fundo de vale da encosta de um morro tabular, no município de São Francisco de Assis, RS. Nesta área foram delimitadas duas subáreas com diferentes características com relação ao processo de arenização: subárea 01, com arenização, e subárea 02, sem ocorrência do processo. Para a florística, as subáreas foram percorridas de fevereiro de 2004 a junho de 2005, quando foi coletado material em estágio reprodutivo. Foram listadas 77 espécies pertencentes a 22 famílias na subárea 01 e 86 espécies pertencentes a 24 famílias na subárea 02. Para a fitossociologia foram inventariadas 35 unidades amostrais permanentes, de 0,25 m², em cada subárea. Foi registrada a cobertura de todas as espécies vegetais vasculares, mantilho e solo exposto em setembro de 2004, janeiro e maio de 2005 nas duas subáreas. Nos três levantamentos da subárea 01, solo exposto, Paspalum stellatum H. & B. ex Fl. e P. nicorae Parodi, detiveram as maiores coberturas e, na subárea 02, foram solo exposto, P. nicorae e P. stellatum. Foi avaliada a cobertura das espécies, do solo exposto e mantilho, considerando o tempo e a distância da encosta como fatores de variação. A estes valores foi aplicada a análise de variância univariada com testes de aleatorização, através da Distância Euclidiana. Os resultados indicam uma redução progressiva da diversidade específica e da cobertura vegetal e aumento de solo exposto na subárea 01 ao considerar o fator tempo. Na subárea 02, o aumento da cobertura de solo exposto e a redução da cobertura vegetal ocorreram tanto ao considerar o fator tempo quanto à distância da encosta, porém com menor intensidade. A ocorrência de picos com precipitação elevada de janeiro de 2004 a junho de 2005, associada à chuvas torrenciais, seguidos de períodos com redução significativa na precipitação, influenciaram diretamente na alteração da cobertura vegetal e na ocorrência da arenização na subárea 01. Identifica-se, também, que na subárea 01 os baixos índices de matéria orgânica e argila, baixa capacidade de trocas catiônicas, baixo índice de saturação de bases, reduzida disponibilidade de P (fósforo), K (potássio) e Mg (magnésio) e alta saturação de Al (alumínio) influenciam as dinâmicas da cobertura vegetal. Essas características imprimem ao solo da subárea 01 maior tendência à lixiviação, um dos fatores determinantes para a ocorrência da arenização. O solo da subárea 02, ao contrário, apresenta características que favorecem o desenvolvimento da vegetação e contribuem para a maior estabilidade do sistema local.