15 Teixeira, F.V et al., 2003. USO DOS ÍNDICES ALTURA DA PLANTA E COBERTURA DO SOLO E DA ASSOCIAÇÃO DESSAS VARIÁVEIS PARA A ESTIMATIVA DA FORRAGEM DISPONÍVEL EM PASTAGEM DE CAPIM-ELEFANTE 1 Flávio Valeriano Teixeira 2 Oriel Fajardo de Campos2 Antônio Carlos Cóser3 ABSTRACT: TEIXEIRA, F.V.; CAMPOS, O. F. & CÓSER, A. C. Utilization of plant height and ground cover and its associations for estimating forage availability in an elephantgrass pasture. Rev. Univ. Rural, Sér. Ciên. da Vida., v.22 n.2, p. 15-22. The present experiment was carried out with the aim of to determine the extent in which plant height and ground cover can be used to estimate forage availability in an elephantgrass pasture (Pennisetum purpureum Schum.), under grazing,. Samplings to estimate forage availability were done from March to April and from September to December of 1992, from February to May and during December of 1993, and from January to April of 1994. Plant height (m), ground cover by plants (%), and total dry matter (kg/ha) estimations were taken. Regression models of dyr matter yield (kg/ha) were used in relation to the association of plant height and ground cover (ALT + COB) and plant height x ground cover index (ALT x COB) to each year isolately or together. The results showed that the best estimations of forage availability were obtained by multiple regression combining plant height and ground cover. It was concluded that these parameters when used in a combined form they provide better estimations of forage availability in elephantgrass under grazing conditions. Key Words: plant height, ground cover, forage availability INTRODUÇÃO Segundo GARDNER (1986), o principal objetivo na determinação da forragem disponível de uma pastagem é explicar a produtividade animal. No entanto, estimativas da disponibilidade de forragens sob pastejo são difíceis de realizar, principalmente quando se trata de forrageiras cespitosas, como é o caso do capim-elefante. Isto porque não se tem domínio espacial da pastagem como um 1 Parte integrante da tese de mestrado do primeiro autor. Eng. Agr., Aluno do Curso de Mestrado em Zootecnia, UFRRJ, Seropédica, RJ. 3 Eng. Agr., DSc., Embrapa Gado de Leite, Rua Eugênio do Nascimento, 610, 36038-330, Juiz de Fora-MG. 2 todo, o que, juntamente com as grandes extensões de áreas, limita o estabelecimento de metodologias adequadas, bem como o uso de amostragens mecanizadas. Por isso, poucas são as informações encontradas quando se trata de forrageiras de crescimento ereto, como o capim-elefante. Normalmente são utilizadas técnicas convencionais de amostragens direta por meio de corte e pesagem da forragem. Esses métodos apresentam a vantagem de serem mais exatos e simples, por exigirem apenas separação manual dos componentes e cálculo da contribuição individual do peso seco (CÓSER et al., 1980). Nos métodos diretos, cada amostra individual, embora medida com boa precisão, 16 Estimativa da forragem disponível em pastagem de capim-elefante. representa apenas uma pequena parte de uma população altamente variável em termos de produção dentro da pastagem, o que faz com que a estimativa da pastagem como um todo apresente muitos erros (HAYDOCK e SHAW, 1975). Assim, no método direto, o maior problema é a variabilidade da população da área experimental, e não a precisão com que cada amostra é medida. No entanto, esses autores afirmam que o uso de amostragem direta pode apresentar maior precisão, desde que o tamanho da amostra aumente, o que implica em necessidade de maior tempo e aumento nos custos para a realização do trabalho. O uso de métodos indiretos, não destrutivos, baseados em mensurações sobre certos atributos relacionados com a produção de matéria seca, tem sido proposto por pesquisadores (CÓSER, 1988). Dessa forma, a utilização de medidas como a altura da planta e a área de cobertura do solo pelas plantas são sugeridas por PASTO et al. (1957), SPEDDING e LARGE (1957), EVANS e JONES (1958), BAKHUIS (1960) e WHITNEY (1974), bem como o uso de estimativa visual (TOTHILL, 1978; GARDNER, 1986). Essas medidas podem permitir melhor precisão para a estimativa da disponibilidade de forragem sob pastejo, redução nos custos operacionais, redução no tempo e no trabalho dispendidos para a realização das avaliações, melhorando, dessa forma, a eficiência de avaliação e a estimativa da disponibilidade de forragem. Segundo ABRAMIDES et al. (1982), a altura média das plantas, tomada no centro do quadrado utilizado, é um dos principais parâmetros que influenciam diretamente a disponibilidade de forragem da pastagem. Diversos são os estudos que comprovam o efeito da altura das plantas sobre a produção e disponibilidade de forragem. HURD (1959) ao estudar o efeito da altura foliar, da área basal e do número de ramos floríferos sobre a produção de matéria seca em Festuca idahoensis, © Univ. Fed. Rural do Rio de Janeiro encontrou alta correlação entre esses fatores e a produção de matéria seca. No entanto, o autor afirma que dos três fatores a altura da planta foi o que teve maior correlação com a produção de matéria seca. BAKHUIS (1960) afirma que a altura da pastagem possui uma razoável correlação com a produção de forragem. DANN (1966) também encontrou elevadas correlações, 0,95 e 0,71, entre a altura da pastagem e a produção de matéria seca em plantas decumbentes e pastagens de crescimento ereto, respectivamente. Esses autores mencionam maiores dificuldades de avaliação quando se trabalha em pastagens de crescimento ereto, devido às limitações impostas pela altura da pastagem. ABRAMIDES e FRANZINI (1981) utilizaram quatro variáveis (número de plantas por área, altura média da vegetação, cobertura do solo pela base da touceira e cobertura do solo pela projeção perpendicular da parte aérea das plantas sobre o solo), de forma isolada e associada, para estimar a quantidade de forragem em pastagens de green panic (Panicum maximum) e setária ‘Kazungula’ (Setaria anceps ). Os autores encontraram, respectivamente, valores de correlações iguais a 80 e 84% para matéria verde, e 75 e 85% para matéria seca, usando a altura isoladamente. Afirmam ainda, que a altura da planta foi, entre as variáveis estudadas, a que apresentou valores de correlação mais elevados em relação à quantidade de forragem produzida. ABRAMIDES et al. (1982) estudaram o efeito da altura média da vegetação sobre a estimativa da quantidade de forragem em capins prostrados tropicais. Os autores encontraram valores de coeficiente de correlação de 0,97, 0,95, 0,88 e 0,83 para produção de matéria verde e de 0,97, 0,95, 0,84 e 0,85 para produção de matéria seca de grama-batatais (P aspalum notatum Flugge), grama-missioneira (A xonopus compressus Sw.), braquiária (Brachiaria decumbens Stapf.) e “coast-cross” Revista Universidade Rural, Série Ciências da Vida Vol. 22, n.2, p.15-22, 2003. Teixeira, F.V et al., 2003. (Cynodon dactylon (L.) Pers), respectivamente. Os autores afirmam que a altura da planta é um método viável para a estimativa da quantidade de forragem, tanto para matéria verde quanto para matéria seca. Enfatizam, ainda, que é importante uma cobertura homogênea do solo e uma boa amplitude de altura das plantas, para a utilização da altura como parâmetro para estimar a quantidade de forragem. Segundo BROWN (1954), a cobertura do solo pelas plantas é um excelente critério para avaliar espécies componentes das pastagens e medir as mudanças que ocorrem na vegetação em função das práticas de manejo em determinada área. PAYNE (1974) e CÓSER et al. (1989) encontraram boa correlação entre cobertura de solo e produção de matéria seca, discordando dos resultados encontrados por SPEDDING e LARGE (1957). Estes últimos afirmaram que a cobertura do solo isoladamente não serve para estimar a produção de matéria seca. Admitem, no entanto, que a cobertura do solo combinada com a altura da planta oferece uma boa estimativa da matéria seca produzida na pastagem. Resultados semelhantes foram obtidos por PASTO et al. (1957), que encontraram valores de R2 altamente significativos, quando usaram esses dois parâmetros para estimar a produção de matéria seca, em comparação com a utilização de cada um deles isoladamente. MATERIAL E MÉTODOS O experimento foi conduzido no Campo Experimental Fazenda Santa Mônica, em Valença – RJ, pertencente à Embrapa Centro Nacional de Pesquisa de Gado de Leite. Os dados foram coletados em uma pastagem de capim-elefante manejada rotativamente em área de 6 ha. A área de cada parcela foi estabelecida considerandose 1 ha dividido pelo número de piquetes necessários para os respectivos períodos de ocupação e descanso utilizados no 17 manejo da pastagem. As estimativas de disponibilidade de forragem foram realizadas entre março de 1992 e maio de 1994, durante três anos, usando medidas da altura da planta e da cobertura do solo e o corte e pesagem da forragem do capim-elefante. No primeiro ano de experimento foram realizadas seis amostragens, sendo três entre 19/03/92 e 09/04/92, com a coleta de três amostras em cada um dos piquetes experimentais nas duas primeiras. Com o intuito de aumentar a precisão experimental, a partir da terceira avaliação foram coletadas quatro amostras em cada um dos piquetes experimentais. Foram realizadas, ainda, três avaliações entre 10/09/92 e 17/12/92, perfazendo um total de 66 amostras durante o ano de 1992. No segundo ano, foram realizadas seis amostragens entre 11/02/ 93 e 13/05/93 e duas amostragens entre 17/12/93 e 29/12/93, perfazendo um total de 96 amostras durante o ano de 1993. No terceiro ano, foram realizadas dez avaliações entre 26/01/94 e 19/05/94, perfazendo um total de 120 amostras. A estimativa da disponibilidade de forragem foi realizada sempre no período da manhã, a partir do momento em que não se observava mais a presença de orvalho sobre as folhas. Utilizou-se para a estimação da disponibilidade de forragem, um quadrado com 1m de lado, com um dos lados abertos, para facilitar a amostragem. Foram feitas, de forma sistemática, em cada piquete, estimativas da altura das plantas (m) e da cobertura do solo pelas plantas (%) para a determinação da estimativa da disponibilidade de forragem de capim-elefante sob pastejo, expressa em kg/ha de matéria seca (MS). As medidas de altura das plantas foram obtidas com o uso de uma régua graduada com intervalos de 5cm. Para esta determinação estimou-se a altura média da touceira contida no quadrado utilizado. Para esta estimativa, considerava-se a altura média em que as folhas da touceira dobravam sobre si mesmas, ou seja a altura 18 Estimativa da forragem disponível em pastagem de capim-elefante. média da inflexão das folhas da touceira. As determinações da cobertura do solo pelas plantas foram feitas por estimativa visual da percentagem de área de solo coberta pela base da touceira no interior do quadrado, observando-se uma escala de 0 a 100%, com intervalos percentuais de cinco unidades. Após a obtenção das estimativas de altura das plantas e da cobertura do solo pelas plantas, todo o material contido no quadrado era cortado a 40cm do nível do solo e pesado em balança do tipo dinamômetro, com capacidade para 20kg, para a determinação da produção de matéria verde total da amostra. Após esse procedimento, era retirada, em laboratório, de cada uma das amostras, uma subamostra contendo quatro plantas representativas da amostra original. Após a pesagem, as subamostras eram levadas para estufa de circulação forçada de ar, a ± 65°C, por 72-96 horas. Após esse tempo, as subamostras eram novamente pesadas, para as determinações das estimativas de produção de matéria seca total, expressas em kg/ha de MS. Os resultados foram analisados usandose diferentes modelos de regressão da produção de matéria seca em função das variáveis altura da planta e cobertura do solo associadas e do índice altura x cobertura, estimando-se as equações de regressão e seus respectivos coeficientes de determinação (R 2). Nos casos significativos, a escolha do melhor modelo foi feita com base na significância da regressão e na falta de ajuste, testados pelo teste F, na significância dos coeficientes de regressão, testados pelo Teste “t” de Student, ao nível de até 5% de probabilidade, no coeficiente de determinação e na lógica biológica das variáveis observadas. © Univ. Fed. Rural do Rio de Janeiro RESULTADOS E DISCUSSÃO No Quadro 1 podem-se verificar as diferenças apresentadas em relação às estimativas das médias de produção de matéria seca total (MST) obtidas em cada ano de estudo isoladamente. Os resultados mostram que houve diferenças significativas entre elas para os três anos do período experimental, observando-se produções crescentes ao longo do período. Esse aumento da produção de matéria seca total pode estar relacionado com o possível aumento do número de perfilhos aéreos ao longo do tempo, crescimento esse explicado, provavelmente, por uma maior reciclagem de nutrientes no sistema soloplanta-animal, assim como pela adubação de manutenção realizada anualmente na pastagem. Dentre os vários modelos de regressão testados, o modelo linear foi o que melhor se ajustou aos dados coletados. Esses resultados concordam com outros estudos em que estimativas de disponibilidade de forragem foram feitas por métodos indiretos, como por exemplo os trabalhos de DANN (1966), WHITNEY (1974), ABRAMIDES e FRANZINI (1981). Os resultados encontrados no presente trabalho sugerem que a altura da planta em capim-elefante é um parâmetro que pode ser usado, com razoável confiabilidade, para estimar a produção de matéria seca, uma vez que o valor de R2 mínimo encontrado para os três anos de estudo, em conjunto, demonstra que pelo menos 61% da MS disponível pode ser explicada por esse atributo. Esse resultado confirma os obtidos por BAKHUIS (1960) e ABRAMIDES e FRANZINI (1981), que encontraram valores de R2 mais elevados quando estimaram a produção de matéria seca usando a altura da planta. Os valores de R2 encontrados para cada ano de estudo isoladamente também demonstram a importância da altura da planta para estimar a produção de matéria seca total, sendo encontrados Revista Universidade Rural, Série Ciências da Vida Vol. 22, n.2, p.15-22, 2003. Teixeira, F.V et al., 2003. valores de R2 iguais a 67%, 57% e 73%, para os anos de 1992, 1993 e 1994, respectivamente (Quadro 2). No Quadro 3, podemos verificar que os valores de R2 encontrados entre a cobertura do solo e a produção de matéria seca, para os três anos de estudo, 34%, podem ser considerados baixos, indicando que apenas uma pequena parte da produção de matéria seca em capim-elefante pode ser explicada por essa variável. Isto talvez possa ser explicado pelo fato do capimelefante ser uma espécie com hábito de crescimento cespitoso, que não proporciona uma cobertura total do solo. Mesmo sem levar em conta outros fatores, isso possibilita o aparecimento de áreas descobertas na pastagem, o que sugere que a cobertura do solo não deve ser utilizada como único indicador para estimar a produção de matéria seca em pastagens de capim-elefante manejadas sob pastejo, concordando com os resultados obtidos por SPEDDING e LARGE (1957). Por outro lado, PAYNE (1974) e CÓSER et al. (1989) recomendam o uso da cobertura do solo como parâmetro confiável para estimar a disponibilidade de forragem em pastagens naturais formadas por plantas prostradas e/ou decumbentes. Esses autores encontraram valores de R2 acima de 90% entre este atributo e a estimativa de produção de matéria seca para a maioria das espécies vegetais presentes em seus estudos. Os valores de R2 encontrados entre a cobertura do solo e a produção de matéria seca total para os anos de estudo de 1992 e 1993 também foram baixos, uma vez que os valores de R2 encontrados foram 26% e 39%, respectivamente. No entanto, para o ano de 1994, o valor de R2 encontrado foi mais elevado, 61%, pode ser explicado pelo maior número de amostragens realizadas durante este ano, totalizando 120 amostras. Quando a produção de matéria seca foi estimada pelo índice altura x cobertura (Quadro 4), o valor de R2 determinado foi 19 de 61% para os três anos de estudo em conjunto, sugerindo que esse índice também pode explicar com razoável confiança a produção de matéria seca em capim-elefante sob pastejo. Esse resultado encontra-se bem próximo daqueles obtidos por ALEXANDER et al. (1962) e EVANS e JONES (1958), que obtiveram valores de coeficiente de correlação variando entre 60 e 92% e 53 e 98%, respectivamente, em pastagens de clima temperado. Para os anos de 1992 e 1993, os valores de R2 determinados foram de 66% e 61%, respectivamente. Com relação ao ano de 1994, o índice altura x cobertura foi mais elevado, fato que pode ser tanto conseqüência do maior número de amostras estimadas quanto pelo maior treinamento dos avaliadores ao longo dos anos ou mesmo pelo conjunto dessas duas premissas. A utilização de regressões múltiplas envolvendo a altura da planta e a cobertura do solo para estimar a produção de matéria seca em capim-elefante sob pastejo, proporcionou os maiores valores de R2 (Quadro 5) encontrados. O valor observado foi de 67% para produção de matéria seca total para os três anos de estudo em conjunto. Para o ano de estudo de 1992, o valor de R2 obtido foi de 73% para produção de matéria seca total (MST). Para o ano de 1993 esse valor foi bem próximos do valor obtido para os três anos de estudo em conjunto, 66%. Para o ano de 1994, o valor de R2 encontrado foi o que apresentou o melhor resultado, uma vez que para esse ano de estudo o resultado obtido foi 82% para produção de matéria seca total (MST). Esses resultados deixam claro que os atributos altura da planta e cobertura do solo podem ser considerados como parâmetros que se complementam nas estimativas de produção de forragem de capim-elefante. Quando comparados os valores de R2 encontrados para um mesmo modelo, para cada ano de avaliação isoladamente, encontraram-se na maioria dos casos os maiores valores de R2 para o Estimativa da forragem disponível em pastagem de capim-elefante. 20 ano de 1994. Isso pode ser explicado, provavelmente, em função do maior número de observações realizadas durante este ano (120 observações), como também em função do maior treinamento e da experiência adquirida pelos avaliadores ao longo do período experimental. Os resultados encontrados nesse estudo permitem sugerir que o uso da altura da planta e da cobertura do solo como atributos para determinar a produção de matéria seca em pastagem de capimelefante é adequado, por ser prático, não destrutível, de fácil utilização, por ser pouco exigente quanto ao emprego de mão-deobra, por não exigir o uso de instrumentos sofisticados e, principalmente, devido a sua confiabilidade. Pelas características apresentadas, pode-se supor que o método deve ser utilizado principalmente quando forem desenvolvidos trabalhos em extensas área de pastagens de capim-elefante manejado sob pastejo. Quadro 2: Estimativas das equações de regressão 1 e coeficientes de determinação (R2) da produção de matéria seca de capimelefante ( Y$ , em kg/ha), em função da altura da planta, (ALT, X1, em metros), para cada ano de estudo isoladamente e para os três anos de estudo em conjunto. Quadro 1: Estimativas das produções médias de matéria seca (kg/ha), desviospadrão e erros-padrão obtidos em cada ano de estudo em pastagem de capim-elefante. Produção de Matéria Seca Ano Média 1992 1993 1994 9.251 c 12.818 b 13.561 a Desvio-padrão Erro- padrão 3.976 489,5 4.818 491,8 5.160 471,0 Modelo ALT 1993 ALT 1994 ALT 1992/1994 ALT Equação de Regressão Y$ R2 0,6793 = - 6558,3851 + 11088,5273 X1 = Y$- 19177,7743 + 19620,6090 X 1 Y$= - 26264,5281 + 25272,6461 X 1 0,5700 Y$= -15207,6950 + 17639,5702 X 1 0,6174 0,7376 1 São apresentadas apenas as equações em que os valores de b (beta) foram significativos, ao nível de 5% de probabilidade, pelo Teste F. Quadro 3: Estimativas das equações de regressão 1 e coeficientes de determinação (R2) da produção de matéria seca de capimelefante ( Y$ , em kg/ha) , em função da cobertura do solo (COB, X2, em percentagem), para cada ano de estudo isoladamente e para os três anos de estudo em conjunto. CONCLUSÕES Nas condições deste experimento, conduzido em área de capim-elefante manejado sob pastejo, pode-se concluir que tanto a altura da planta como a cobertura do solo pelas plantas não devem ser usadas, isoladamente, como indicador para estimar a disponibilidade de forragem em pastagem de capim-elefante; e que a associação entre a altura da planta e a cobertura do solo e seu respectivo índice proporcionaram as melhores estimativas de disponibilidade de forragem em pastagem de capim-elefante. Ano 1992 Ano Modelo 1992 COB 1993 COB 1994 COB 1992/1994 COB Equação de Regressão Y$ = 53,8496 + 17196,1168 X2 Y$ = - 3387,3459 + 28234,5772 X 2 Y$ = -8603,3068 + 43601,8167 X 2 Y$ R2 0,2648 0,3966 0,6188 0,3412 = - 2340,8089 + 27269,0827 X 2 1 São apresentadas apenas as equações em que os valores de b (beta) foram significativos, ao nível de 5% de probabilidade, pelo Teste F. Quadro 4: Estimativas das equações de regressão 1 e coeficientes de determinação (R2) da produção de matéria seca de capimelefante ( Y$ , em kg/ha), em função do índice altura x cobertura (ALT x COB, X3), para cada ano de estudo isoladamente e para os três anos de estudo em conjunto. Ano Modelo 1992 ALT x COB Y$ 1993 ALT x COB Y$ 1994 ALT x COB 1992/1994 ALT x COB Equação de Regressão = 234,4180 + 11632,8087 X 3 = - 2085,0320 + 15763,1519 X 3 Y$= R2 0,6688 0,6125 0,7995 - 3729,4354 + 21300,6827 X 3 Y=$ - 1149,6823 + 15847,0773 X 3 0,6100 1 São apresentadas apenas as equações em que os valores de b (beta) foram significativos, ao nível de 5% de probabilidade, pelo Teste F. * Médias seguidas de uma mesma letra não diferem entre si, ao nível de 5 % de probabilidade, pelo Teste de Tukey. © Univ. Fed. Rural do Rio de Janeiro Revista Universidade Rural, Série Ciências da Vida Vol. 22, n.2, p.15-22, 2003. 21 Teixeira, F.V et al., 2003. Quadro 5: Estimativas das equações de regressão 1 e coeficientes de determinação (R2) da produção de matéria seca de capimelefante ( Y$ , em kg/ha) , em função da associação das variáveis (ALT + COB, X1 e X2), para cada ano de estudo isoladamente e para os três anos de estudo em conjunto. Ano Modelo 1992 ALT + COB Equação de Regressão 1993 ALT + COB Y$ = - 21127,6319 + 15259,1274 X 1 + 15789,0430 X 2 0,6651 1994 ALT + COB 0,8248 1992/1994 ALT + COB Y$= - 25351,1262 + 17678,3485 X1 + 21745,4663 X 2 Y$ Y$= - 9421,3119 + 9826,6162 X1 + 8716,6855 X2 = - 17633,2561 + 14709,0995 X1 + 13029,6085 X2 R2 0,7383 0,6779 1 São apresentadas apenas as equações em que os valores de b (beta) foram significativos, ao nível de 5% de probabilidade, pelo Teste F. LITERATURA CITADA ABRAMIDES, P.L.G.; FRANZINI, W. Utilização de quatro variáveis, isoladas ou associadas, na estimativa de quantidade de forragem em duas pastagens de capins tropicais de hábito cespitoso. 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