1 OCT1211 Influência da relação planta:animal no desempenho de vacas leiteiras em pastejo (Influence of animal: plant relationships in dairy cows in grazing) Palavras-chave: Forrageiras, ecologia do pastejo, hábito de pastejo, manejo de pastagens. Key-words: Forages, grazing ecology, grazing habit, management of pastures Resumo Significativas mudanças têm ocorrido, nos últimos anos, sobre os conceitos da produção animal em pastagens. Assim, modelos que recomendam máximas produtividades, abalizadas quase em sua totalidade em altas doses de fertilizantes e com uso muitas vezes inconsequente de irrigação, vêm sendo interrogados e até trocados por outras modalidades de exploração baseadas no melhor entendimento das relações planta-animal na pastagem. Uma reformulação dos conceitos relativos à condução de preceitos de produção animal em pastagens faz-se indispensável, de modo que o manejo da pastagem deve ser encarado como a ação de criar ambientes pastoris adequados que aprimorem o consumo de nutrientes pelos animais em pastejo. O conhecimento dos animais, suas necessidades e preferências na busca e colheita de alimentos nas pastagens é ponto-chave para a perenidade das gramíneas e intensificação dos sistemas de produção. Com essa revisão, objetivou-se traçar a trajetória dos estudos sobre a influência da relação planta:animal no desempenho de vacas leiteiras em pastejo, com ênfase em conceitos sobre ecologia do pastejo, diferenças entre os sistemas fotossintéticos e suas implicações, os efeitos dos fatores edafoclimáticos no crescimento da forragem, sazonalidade produtiva, efeitos do pastejo, e as aplicações e limitações atuais do manejo de pastagens, e assim contribuir para a construção dessa nova concepção de desenvolvimento baseada na sustentabilidade dos sistemas de produção agropecuários. Summary Recently significant changes have been happening, on the concepts of the animal production in pastures. In this form, models that recommend maxims productivities, distinguished almost in your totality in discharges doses of fertilizers and with use many times inconsequent of irrigation, they have been interrogated and until changed for other modalities of exploration based in optimum agreement of the relations plantanimal in the pasture. The reformularization of the relative concepts to the conduction of rules of animal production in pastures becomes indispensable, in way that the handling of the pasture must be faced as the action to create adequate pastoral environments that improve the consumption of nutrients for the animals in grazing. The animals knowledge, you needs and preferences in the search and crop foods in pastures is the key-point for the perennially of grasses and the intensification of production systems. With that revision, it was aimed at to trace the path of the studies in on the influence of relationships with plants and animal in the performance 2 of dairy cows in grazing, with emphasis in concepts on grazing ecology, photosynthetic differences between systems and yours implications, the effect of soil factors and climatics factors in development plant, seasonal productive, grazing effect and the applications and current limitations of management of pastures, , and to contribute for construction of that new development conception based in sustentabilit of the agricultural production systems. INTRODUÇÃO Nos últimos anos têm ocorrido mudanças significativas sobre os conceitos da produção animal em pastagens. Modelos que preconizavam máximas produtividades, baseados quase em sua totalidade em elevadas doses de fertilizantes e com uso muitas vezes inconsequente de irrigação, denominados de “produção intensiva”, vêm sendo questionados e até substituídos por outras modalidades de exploração baseadas no melhor entendimento das relações plantaanimal na pastagem. Para Carvalho (2005), o conceito de “intensificação” é um processo complexo e dinâmico, altamente dependente da compreensão e entendimento da interação das respostas de plantas e animais no ecossistema pastagem. Dessa forma, uma reformulação dos conceitos relativos à condução de sistemas de produção animal em pastagens faz-se necessária, de modo que o manejo da pastagem deve ser encarado como a ação de criar ambientes pastoris adequados que aperfeiçoem o consumo de nutrientes pelos animais em pastejo (Carvalho e Moraes, 2005). Assim, ao assumir que as pastagens devem ser consideradas como uma população de perfilhos em processo contínuo de produção que pode ser acelerado pela desfolhação da planta e conseqüente melhoria do ambiente luminoso na base do dossel. O conhecimento dos animais, suas necessidades e preferências na busca e colheita do alimento nas pastagens é ponto-chave para a perenidade das gramíneas e intensificação dos sistemas de produção. Ecologia do Pastejo Pastejo geralmente refere-se ao processo de remoção parcial ou completa das partes aéreas, vivas ou mortas das plantas herbáceas, e a ecologia do pastejo tem por objetivo entender as interações da interface planta-animal (Heady e Child, 1994) As plantas obtêm a energia do sol e a usa para fixar carbono em suas estruturas celulares, um processo conhecido como fotossíntese, cujo produto final é a glicose. A equação simplificada do processo de formação de glicose é: 6H 2O + 6CO2 → 6O2 +C6H12O6. A maior parte das forrageiras tropicais se adaptou em ambientes que envolviam a interação com animais em pastejo, sendo assim, elas desenvolveram uma série de características que lhes confere resistência ao pastejo. Já os animais desenvolveram mecanismos e ferramentas que aperfeiçoam a busca do alimento na pastagem. A fundamentação básica que orienta o processo de ingestão de forragem do animal em pastejo está na tentativa de colheita da maior quantidade de nutrientes na pastagem com o menor dispêndio energético e de tempo possível. Contudo, plantas e animais em pastejo são interdependentes (Van Soest, 1994) e embora as plantas dependam dos animais para reciclar os nutrientes do 3 sistema, as mesmas desenvolveram algumas estratégias de sobrevivência que podem ser divididas em: armazenamento de nutrientes e defesa contra predação. Sabe-se que forrageiras tropicais de ciclo perene armazenam suas reservas nas raízes e galhos mais baixos. Já os mecanismos de defesa envolvem principalmente o processo de lignificação e formação de fenóis (Van Soest, 1994). Para entender a abordagem aqui proposta é necessário assumir que estas interações planta-animal-ambiente influenciam a seleção e a qualidade da dieta, que juntos determinam a taxa de consumo e a ingestão de forragem dos animais (Gordon, 2000), e que a sazonalidade do crescimento das forrageiras tropicais, bem como a variação da qualidade e quantidade de forragem observada nas diferentes espécies de plantas promovem desigualdade na distribuição de alimento no tempo e espaço (Gordon, 2000), que causam consequências importantes para a dinâmica da vegetação e resultam em pastos heterogêneos e com diferentes alturas. Esses efeitos que determinam os índices morfogênicos do relvado, como: a taxa de aparecimento, alongamento e senescência de folhas, a população de perfilhos e o índice de área foliar da pastagem determinam a biomassa disponível aos animais e os incitam a hábitos particulares de pastejo, contudo, são dependentes do sistema fotossintético das espécies forrageiras, dos efeitos climáticos, da sazonalidade produtiva e da fertilidade dos solos. A interação desses efeitos está esquematizada na figura 1. Figura 1. Relação entre variáveis morfogênicas e características estruturais de relvado em fase vegetatica (Adaptado de Lemaire e Chapman, 1996). Comparativo entre os sistemas fotossintéticos C3 e C4 A maioria das espécies de gramíneas de regiões tropicais são capazes de fixar CO2 em compostos de 4 carbonos, como oxalacetato, malato e aspartato, além da redução operada pelo ciclo C3 de Calvin. 4 Nas plantas C4, a fixação inicial de CO2 ocorre nas células mesofílicas processo que impede a fotorrespiração que sempre acompanha a fotossíntese nas plantas C3, e é um processo que consome O2 e libera CO2 em presença de luz (Lehninger, 2002). Diferente da respiração mitocondrial, a fotorrespiração não é acompanhada pela fosforilação oxidativa e, portanto não produz nenhum ATP. Sob condições atmosféricas normais, até 50% do carbono fixado na fotossíntese pelas plantas C 3 pode ser re-oxidado a CO2 durante a fotorrespiração. Este processo é quase ausente nas plantas C4 (Raven, 1996). No citossol dessas células C4, o CO2 reage com o fosfoelnolpiruvato, via enzima fosfoenolpiruvato carboxilase (PEPcarboxilase), para formar oxalacetato. Subseqüentemente, o oxalacetato pode ser reduzido a malato com utilização do NADPH2 ou pode ser aminado a aspartato. Essa característica diferencia se uma planta C4 é formadora de malato ou formadora de aspartato (Lehninger, 2002). Posteriormente, os ácidos de 4 carbonos, malato ou aspartato são transportados até as células da bainha do feixe vascular, onde são descarboxilados, liberando CO2 e produzindo piruvato. A seguir, o CO2 liberado é refixado via ciclo de Calvin (enzima RUBISCO), processo que ocorre exclusivamente nas células da bainha do feixe vascular. O piruvato resultante da descarboxilação retorna às células mesofílicas - onde há elevada concentração de PEPcarboxilase - e é convertido em fosfoenolpiruvato, regenerando o aceptor inicial de CO2 (Lehninger, 2002). Estas plantas apresentam uma alta taxa de fotossíntese líquida associado com um alto ponto de saturação de luz. Além disso, plantas C 4 possuem uma afinidade extraordinariamente alta por CO2. Isto está relacionado com o fato destas plantas quase não realizarem fotorrespiração, aumentando assim a taxa fotossintética. (Mohr & Schopfer, 1995). A maioria das gramíneas tropicais é do tipo C4 e todas as leguminosas, incluindo as tropicais, e a maioria das gramíneas perenes temperadas são plantas do tipo C3. Devido a sua adaptação às condições tropicais, com temperaturas médias em torno de 30 oC, as gramíneas C4 podem rebrotar mais rapidamente que as C3. Assim, as plantas C4 exibem maiores concentrações de peso seco, porém com menor valor nutritivo devido a maior quantidade de tecido lignificado entre os feixes vasculares (Van Soest, 1994). Cerca de 80% dos tecidos presentes na lâmina foliar de plantas C 3 são rapidamente digeridos, em contrapartida, nas plantas C4, estes tecidos representam apenas 30% do total dos tecidos. As plantas C4 podem ser facilmente reconhecidas anatomicamente. Um corte transversal da folha mostra uma diferença estrutural fundamental do tecido assimilatório em relação às plantas C 3 instalados em duas camadas horizontais, o parênquima paliçádico e lacunoso arranjam-se ao redor da bainha vascular em duas camadas de células dispostas concentricamente. (Mohr & Schopfer, 1995). Esta organização em forma de coroa é denominada de anatomia Kranz (Raven, 1996). As elevadas taxas fotossintéticas das gramíneas tropicais do tipo C4, com produtividades superiores às plantas forrageiras de clima temperado do tipo C 3 permite obter em pastagens tropicais bem manejadas produções diárias de leite de, aproximadamente,12 kg/vaca, sem suplementação (Deresz et al., 1994). Os efeitos do clima no crescimento da forragem 5 Dada a importância das condições de pasto para influenciar o crescimento das plantas e do comportamento seletivo e ingestivo dos animais, torna-se importante considerar os fatores climáticos e seus efeitos na composição vegetal e no valor nutritivo da planta A temperatura é um fator ambiental de alta relevância para o crescimento das plantas. Seu papel é marcante na fase bioquímica de carboxilação e redução do CO 2 da fotossíntese. A temperatura ótima para fotossíntese varia conforme a rota de carbono, e para forrageiras tropicais, geralmente do grupo C4, está compreendida entre 30 e 35 °C (Gomide et. al., 2003). Altas temperaturas favorecem o alongamento e a lignificação da parede celular o que resulta em menor digestibilidade das folhas, pois os produtos fotossintéticos são mais rapidamente convertidos em componentes estruturais (Van Soest, 1994). Há efeito direto da luminosidade (fotoperíodo) sobre o metabolismo através da fotossíntese. A luz adicional promove acúmulo de açucares e metabolismo geral do nitrogênio e dias mais curtos provavelmente reduzem a qualidade forrageira porque os nutrientes são metabolizados, mas não são produzidos (Van Soest, 1994). A radiação solar, que regula não somente a fotossíntese, mas todo o desenvolvimento vegetal tem a radiação fotossinteticamente ativa compreendida na faixa de 400 a 700 nm (Larcher, 1995) e é interceptada pelas sucessivas camadas de folhas à medida que percola pelo perfil do dossel forrageiro. Deste modo, a quantidade e qualidade da radiação recebida, máxima no topo do dossel, decrescem ao longo do perfil da vegetação sendo mínima ao nível do solo (Gomide et. al., 2003) A água é o fator que mais limita o crescimento vegetal. O estresse hídrico retarda o crescimento e a maturidade da planta, o que induz incremento na relação raiz:parte aérea e antecipa o processo reprodutivo (Larcher, 1995), diminuindo a qualidade da planta forrageira. A sazonalidade produtiva O crescimento vegetativo das forrageiras é comprometido no período de outono-inverno devido à diminuição do metabolismo das plantas em decorrência do decréscimo da temperatura e radiação solar. A baixa produção de forragem neste período já é estudada há mais de 30 anos, no Brasil (Rolim, 1994) e mostra que as produções de plantas forrageiras concentram-se no período quente e chuvoso, de outubro a março (cerca de 85% da produção total) e uma pequena produção ocorre no inverno. Diversos trabalhos comparam a produtividade forrageira e relatam a estacionalidade de crescimento entre as duas épocas do ano. A tabela 1 (Vilela et al., 2006) mostra que a diferença produtiva da forragem entre as estações do ano afeta negativamente o consumo de MS de pasto. Tabela 1: Estimativas de MS disponível e consumo diário de MS (kg/vaca) de pastagem por vacas da raça Holandês em pastagem de coast-cross (Cynodon dactylon (L.) Pears) durante três anos consecutivos. MS disponível (kg/ha) Consumo MS de pastagem Estação chuvosa 7280 15,96 Pasto Estação seca 6167 14,50 6 (kg/vaca/dia) Adaptado de Vilela et al. 2006. A baixa produção de forragens durante o período de outono-inverno tem sido apontada como um dos principais fatores que contribui para a baixa produtividade dos rebanhos. Em trabalho com diversas gramíneas tropicais, Botrel et al. (1999) confirmam que a produtividade das forrageiras é menor no período seco do ano e com conteúdo reduzido de proteína bruta (Tabela 2). Tabela 2: Produção e distribuição estacional de matéria seca (MS) e porcentagem de proteína bruta de gramíneas avaliadas na Região Sul de Minas Gerais. Proteína Produção de (kg/ha) Bruta* Espécie ** Seca (A/B)x100 Sec Chuvas Anual (B) Chuvas (A) a 6,5a B. brizantha 12,3a 3288a 13091a 16379a 20 b A. gayanus 3118a 8747c 11865c 26 7,6a 11,8a B. 5,8b 10,4ab decumbens 2618a 11425b 14043b 19 c 5,7b B. ruziziensis 12,6a 443b 6067d 6510c 7 c B humidicola 428b 8947c 9375d 4 4,8c 8,6b 5,7b M. minutiflora 8,8b 400b 4643cd 5043c 8 c *Média de dois anos; as médias na mesma coluna, seguidas pela mesma letra, não diferem entre si pelo teste de Tukey (P > 0,05). **Porcentagem da produção anual ocorrida durante o período da seca. Adaptado de Botrel et al. (1999). MS1 Efeito da fertilidade do solo sobre a produção da planta forrageira As plantas forrageiras necessitam de uma quantidade mínima e balanceada de elementos minerais no solo para atender suas demandas nutricionais. A captação de nutrientes pela planta é determinada pela assimilação de nutrientes no solo, pelos suprimentos desses nutrientes às superfícies radiculares e pela sua capacidade de absorção de substâncias, portanto, um fator quimicamente importante para nutrição das plantas é a troca de cátions, pois permite aos solos reter diversos elementos, podendo influenciar a função dos íons e o desenvolvimento fisiológico das plantas (Bueno, 2003). Numerosos são os estudos com N:P:K envolvendo forrageiras tropicais (Alexandrino, et al. 2004; Oliveira, et al., 2007; Deminicis et al., 2010), ao ponto de estarem conhecidas as quantidades (doses) ideais para as forrageiras tropicais. Sabe-se que a utilização de nitrogênio aumenta a produção e o conteúdo de proteína das forrageiras. A adubação nitrogenada aumenta o perfilhamento basal e eleva o meristema apical a uma altura em que seja eliminado durante o primeiro pastejo, o que garante a brotação das gemas laterais e consequente desenvolvimento dos perfilhos aéreos. 7 O fósforo é essencial para o crescimento das plantas forrageiras, desempenhando importante função no desenvolvimento radicular e no perfilhamento das gramíneas. Quase todo o fósforo é absorvido pela planta, via difusão, um processo lento e de pouca amplitude, que depende da umidade do solo, assim sendo, recomenda-se aplicá-lo junto às sementes/mudas na formação da pastagem ou no início da estação de crescimento das plantas, no caso de recuperação de um pasto. À semelhança do fósforo, as adubações potássicas apresentam maior sucesso quando efetuadas no período das chuvas ou sob irrigação e em pastagens que disponham de matéria morta na superfície do solo. O potássio é essencial para o uso eficiente da água, além de ser o responsável pelo aumento da resistência da planta ao acamamento, às pragas e as doenças. Quando os nutrientes estão devidamente balanceados no solo, a produção de forragem é maximizada, permitindo fornecer aos animais estruturas de maior valor nutricional, pois a altura do dossel forrageiro influencia as escolhas dos bovinos em pastejo. Em trabalho recente, Gonçalves, et. al. (2009) relatam que diferentes alturas de pastagem influenciam os padrões e níveis de aquisição de forragem dos animais em pastejo, uma vez que os autores mostram que a altura do pasto tem correlação positiva com a massa e negativa com a densidade da forragem. Na figura 2, nota-se que as densidades da forragem e de lâminas foliares reduziram com o aumento da altura, enquanto a massa de forragem aumentou. Figura 2. Relação da massa de forragem (□) e da densidade de forragem (■) em pastagem nativa em diversas alturas do pasto (Gonçalves, et. al., 2009). Lemaire e Chapman, (1996) afirmam que a taxa de aparecimento de folhas tende a diminuir com o aumento da altura das plantas e diminuição do número de folhas, como consequência haveria menor perfilhamento, o que de acordo com Carvalho et al. (2001a) limitaria a apreensão de novos bocados, o que será discutido adiante nesta revisão. Assim, o conhecimento e entendimento das características morfogênicas do relvado são fundamentais como auxiliares na determinação do manejo a ser adotado para a pastagem. Efeitos do pastejo 8 A captura inicial da energia solar pela vegetação, a eficiência de utilização da vegetação pelos animais, e a eficiência com que a energia ingerida é convertida em tecido animal formam o principal processo de transferência no sistema de pastejo. Nas pastagens tropicais a utilização pelos animais (consumo) está em torno de 30% da produção primária, de forma que, somente os nutrientes contidos em 30% da matéria seca são consumidos pelos animais, e destes, 80-90% são excretados (Boddey et al., 1996). O pastejo provoca dois impactos principais na planta, um negativo e outro positivo. De forma negativa ele reduz a área foliar pela remoção dos meristemas apicais, reduz a reserva de nutrientes da planta e promove uma mudança na alocação de energia e nutrientes da raiz para a parte aérea a fim de compensar as perdas de tecido fotossintético. Inversamente, o pastejo beneficia as plantas pelo aumento da penetração da luz dentro do dossel, alterando a proporção de folhas novas, mais ativas fotossinteticamente, pela remoção de folhas velhas e ativando os meristemas dormentes na base do caule e rizomas (Kephart et al., 1995), especificamente no caso de pastejo não seletivo. Os efeitos físicos do pastejo são: pisoteio, manchas de esterco e dispersão de sementes. Os animais enquanto movendo-se pela pastagem perturbam o solo com seus cascos, quebram a crosta superficial do solo melhorando assim a percolação da água (Mertia 1992). Ao se considerar a reciclagem de minerais em um ecossistema da pastagem, a união com o solo assume uma importância crucial. O nitrogênio removido de uma pastagem soma somente cerca de 5-20% do total do nitrogênio consumido pelos animais (Ball e Ryden, 1984). O pastejo afeta a reciclagem de nutrientes ao acelerar a mineralização devido à diminuição do tamanho das partículas vegetais através da mastigação e ruminação e porque apenas pequena porção dos nutrientes consumidos é utilizada na produção animal (Nabinger, 1996). Assim, o pastejo altera a distribuição de N, acelera a ciclagem do mesmo e aumenta a vulnerabilidade da pastagem a perdas de N. A excreção animal pode acelerar a reciclagem de nutrientes aumentando assim a produtividade. Por outro lado, a natureza concentrada e móvel das excreções aumenta o potencial para lixiviação, aumentando a perda de nutrientes do ecossistema da pastagem, fato este que, em longo prazo afeta sua sustentabilidade. No entanto, a forragem produzida em uma pastagem tem pouco valor econômico a não ser que seja consumida por animais ruminantes os quais, aliás, a utilizam de forma eficiente. Geralmente, o gado leiteiro obtém mais de 60% de suas necessidades a partir de forragens armazenadas e pastagens, embora haja grande diferença entre espécies de gramíneas e pastagens com relação à resposta a pressões excessivas de pastejo. Hodgson, (1990) menciona que a compreensão da inter-relação entre planta e animal tem sido inibida pela ênfase dada à taxa de lotação, como uma variável experimental em estudos de pastejo, em detrimento de estudos baseados no controle do fluxo de tecidos na pastagem. Walker, (1995) argumenta que a taxa de lotação é a variável mais importante no manejo do pastejo. Se a taxa de lotação não estiver próxima do nível adequado nenhum objetivo será alcançado independente do o manejo utilizado. A partir do momento em que se determina a pressão ótima de pastejo, começa-se a obter os melhores resultados com desempenho animal. Provavelmente, um dos fatores que impossibilitam bons resultados em pastagens seria o não conhecimento do potencial das forrageiras tropicais, o que prejudica o 9 manejo da pastagem e esta tende a degradação, como é muito comum no sistema extrativista de produção bovina brasileiro. Além da obtenção de bons resultados com os animais, a pressão de pastejo ótima possibilita alcançar altos rendimentos forrageiros. Os animais e a pastagem As plantas forrageiras, em seu processo evolutivo, desenvolveram mecanismos de resistência e adaptação ao pastejo a fim de assegurar sua sobrevivência. Briske (1996) os classifica como mecanismos de tolerância, que englobam adaptações fisiológicas de curto prazo, como a alocação preferencial de carbono para os meristemas apicais de perfilhos com o objetivo de maximizar o aparecimento e alongamento de novas folhas, e os mecanismos de escape, que envolvem adaptações morfológicas de médio e longo prazo, como por exemplo, o aumento da área foliar específica, que reduzem a severidade de futuras desfolhações. As pastagens tropicais existentes no Brasil têm uma distribuição heterogênea no que condiz a quantidade e qualidade de forragem disponível, ocorrendo ainda grande variação de massa ofertada ao longo da época do ano, o que afeta sensivelmente a qualidade nutricional das plantas forrageiras devido as variações na relação caule:folha e na sua composição bromatológica (Figura 3) . Laca e Lemaire (2000) denominam essa oferta desigual da parte aérea da forragem ao longo do ano de estrutura do dossel, e suas variações são determinantes para as respostas produtivas de vacas leiteiras em condições de pastejo. Em um ambiente de pastagem, as respostas tanto de plantas forrageiras como dos animais em pastejo são condicionadas e determinadas por variações em estrutura e dossel forrageiro (Hodgson e Da Silva, 2002). Ao pastejar, os bovinos tendem a levar a camada superior das plantas que contém mais folha, ou seja, ocorre uma preferência por folhas em detrimento ao caule, essa seletividade ocorre devido ao maior teor de proteína e teores mais baixos de fibra, o que conseqüentemente, proporciona digestibilidade maior das folhas em relação aos caules. Quando o relvado é curto eles compensam aumentando o tempo de pastejo (Hall, 2002). 10 Figura 3. Variação qualitativa de forrageiras ao longo do seu ciclo de crescimento e desenvolvimento. (Adaptado de Oliveira et al., 2007). O processo de utilização e colheita da forragem pelos animais em pastejo (quantidade e valor nutritivo) é função do entendimento de aspectos relativos à interface planta:animal, característica determinante e condicionadora das relações de causa:efeito entre práticas de manejo do pastejo e desempenho animal. Portanto, o conhecimento da interação entre estrutura do dossel forrageiro e comportamento ingestivo é um passo fundamental a fim de que o manejo do pastejo possa ser considerado dentro de uma realidade de eventos fisiológicos, propiciando que tomadas de decisão sejam amparadas por critérios científicos baseados na forma e função das plantas forrageiras e na maneira pela qual estas influenciam e determinam o consumo de forragem de animais em pastejo (Reis e Da Silva, 2006). O processo de pastejo adquire ainda um caráter bastante complexo se for considerado que os animais possuem preferências que se manifestam em função das restrições de acesso e oferta de forragem existentes (Da Silva 2006) e que também possuem uma capacidade de aprendizado que os confere uma memória de referência que pode durar cerca de 20 dias (Bailey et al., 1996), além de poderem delegar sensações boas ou ruins a um determinado tipo de forragem (Provenza, 1995) podendo assim evitá-las ou priorizá-las por algum tempo. Assim, o animal em pastejo é obrigado a tomar decisões rápidas para colher de forma eficiente a forragem. Em Da Silva (2006) são abordados diversos trabalhos (Laca e Demment, 1996; Gibb, 1998, Prache et al., 1998), onde se conclui que essas tomadas de decisões dos animais envolvem um “julgamento” entre custo/benefício na aquisição de forragem, de forma que os mesmos, na tentativa de otimizar a forma de pastejo, elegem uma pequena área (um semicírculo hipotético, ilustrado na figura 4) denominada de estação alimentar, onde os bocados - menores escalas de decisão - são realizados. Ao conjunto de estações alimentares separado de outro conjunto por uma parada na seqüência de pastejo em que o animal normalmente se reorienta para um novo local corresponde a um patch, e um agregado de patches, em uma área contínua onde os animais pastejariam até a interrupção para descanso ou ruminação são denominados sítios de pastejo (Bailey et al., 1996). Este autor ainda determina um campo de pastejo como um agregado de sítios de pastejo delimitados por cercas ou barreiras naturais onde os animais teriam acesso a sombra e água. Portanto, para lidar com o desafio de se alimentar em ambiente tão complexo, os animais em pastejo se obrigam a tomar inúmeras decisões. Decisões desde escalas em nível de segundos (bocado e estação alimentar (EA), de minutos (patch), de horas (sítio de pastejo - refeição), de dias (tempo diário de pastejo), até escalas em nível de ano, quando já se envolvem interações sociais, reprodutivas, migratórias, dentre outras (Bailey & Provenza, 2008). 11 Figura 4. Representação esquemática de um animal explorando uma estação alimentar. (Stuth, 1991, Da Silva, 2006). O hábito de pastejo dos ruminantes condiz de um movimento para “cercar” a forragem com a língua e os dentes incisivos inferiores, prendendo o material no palato superior e em seguida, um movimento de cabeça rompe a forragem. Quando há pouca folha os bovinos compensam pastando por longos períodos e com uma taxa de bocado crescente, podendo chegar a até 70 bocados por minuto (Phillips, 1993). Desse modo, a ingestão diária de forragem é o resultado do produto entre o tempo gasto pelo animal na atividade de pastejo e a taxa de consumo de forragem durante esse período que, por sua vez, é o resultado do produto entre o número de bocados por unidade de tempo (taxa de bocado) e a quantidade de bocado (massa de bocado) (Reis e Da Silva, 2006). Sendo a massa de bocado a variável mais importante na determinação do consumo de animais em pastejo e a mais influenciada pela estrutura do dossel forrageiro. A ingestão de forragem por bocado é muito sensível a variações estruturais, particularmente em altura de dossel forrageiro (Cosgrove, 1997) e assim, caso ocorra uma redução da massa de bocado, o consumo de matéria seca também será afetado. A seletividade ou processo seletivo é a medida de escolha de alimento e tem influência sobre o comportamento ingestivo de bovinos em regime de pastejo. A preferência dos animais por determinado alimento é conseqüência de fatores conjuntos, inerentes às plantas (composição químico-bromatológica, morfologia, estágio de maturação e disponibilidade), ao ambiente (clima e solo) e ao manejo adotado. Pressões de pastejo mais leves possibilitam aos animais a oportunidade de seleção para composição de suas dietas, favorecendo a escolha por partes mais palatáveis e nutritivas (Oliveira et al., 2007), o que permite aos animais selecionar as folhas em detrimento aos caules. Enquanto elevadas pressões de pastejo atuam de forma contrária, resultando em consumo de partes menos palatáveis (caules) das forrageiras. Assim, o conhecimento de como a disponibilidade de matéria seca proveniente de folhas verdes varia com o avanço da idade da planta, em diferentes condições de manejo e de ambiente, ao longo do ano, é fator fundamental para obtenção de máxima produção por unidade de área (Barbosa, 1998). Portanto, o processo de pastejo pode ser dividido numa série de decisões em diferentes escalas de espaço-tempo (Carvalho e Moraes, 2005). Assim, o processo de pastejo será dividido em função das escalas mais comuns e importantes a fim de facilitar o entendimento e a discussão. 12 O animal em nível de campo e sítio de pastejo Bailey et al. (1996) propuseram um modelo empírico demonstrando a utilização da memória no processo de pastejo. Nele, o valor potencial dos sítios de pastejo, determinado pelo potencial de saciar os animais, tem um valor real percebido a partir de um ajuste que os animais fazem em função da distância da água, da topografia, da possibilidade de presença de predadores, etc. Os animais são atraídos por áreas de elevada concentração de nutrientes, e as memorizam para utilizá-las com maior freqüência (Launchbaugh & Howery, 2005), o que faz com que o pastejo seja realizado em locais onde a qualidade da foragem em oferta seja superior à qualidade média da forragem disponível em área total (Carvalho et al., 1999), contudo, o manejo em sistema rotativo dificulta esse processo preferencial devido a utilização de menores áreas (piquetes). Uma vez escolhido o sítio de pastejo, adquire importância o número e a duração das refeições que os animais realizam ao longo do tempo (Da Silva, 2006). O número de refeições parece ser um indicador de qualidade do ambiente pastoril, uma vez que em situações de massa de forragem elevada os animais realizam um número grande de refeições pequenas, de curta duração, caracterizadas por altas taxas de ingestão, que resultam em enchimento rápido do rúmen (Carvalho et al., 2005). Como o pastejo nessa condição é eficiente e existe seletividade, ocorre rápida ingestão de forragem de alto valor nutritivo, resultando em ciclos curtos de saciedade caracterizados por refeições que ocupam aproximadamente 8 horas do dia dos bovinos, podendo responder por até 16 horas em casos extremos (Hodgson, et al., 1994). Nestas condições são observados até cinco picos de pastejo no decorrer do dia, sendo distribuído em dois picos principais, um no início e outro no final do dia (Sarmento, 2003). Na figura 5 são expostos alguns padrões comportamentais de novilhas em pastejo em diferentes alturas de oferta forrageira. Figura 5. Comportamento de novilhas em pastagem com diferentes massas de forragem em tempos diários de pastejo, colheita e procura (Adaptado de Mezzalira, 2009). Mezzalira, (2009) mostra que o aumento na altura do relvado causou diminuição no tempo de colheita de forragem e no tempo de pastejo, contudo houve aumento no tempo de procura por forragem, o que corrobora com Roguet et 13 al. (1998), que afirmam que em situações de abundância de forragem, os animais têm altas taxas de ingestão e mastigam bocados de alta massa enquanto caminham distâncias mais longas, dispensando mais tempo para a procura dos sítios de pastejo preferidos. Nessas condições, o último bocado de uma estação ainda possui massa elevada e o tempo correspondente de mastigação permite ao animal deslocar-se enquanto mastiga, e como consequência, esta estratégia permite ao animal avaliar melhor o ambiente alimentar disponível, dispensando mais tempo para a procura de melhores sítios de pastejo. O mesmo padrão de comportamento foi observado por Palhano et al. (2006) com novilhas em pastejo. O animal em nível de estação alimentar e patch Por sua relação direta com os atributos quantitativos, qualitativos e estruturais do pasto, a ingestão em nível de estação alimentar é um importante indicativo das condições de alimentação (Carvalho et al., 2008) . Este autor afirma que o animal ao estabelecer uma estação alimentar, se depara com algumas escolhas como: qual parte de uma planta colher (em pastos uniformes), ou quais plantas e partes colher (em pastos heterogêneos). Carvalho et al. (2008), os animais assumem três estratégias: 1ª. Consomem plantas na proporção em que as encontram, em geral, são plantas que têm elevada contribuição em massa e freqüência, mas de qualidade intermediária. São plantas que asseguram a mantença dos animais. 2ª. Consomem plantas preferenciais, que representam as plantas preferidas. Normalmente são plantas de elevada concentração de nutrientes e não muito freqüentes, pois sofrem uma intensidade de pastejo muito superior às outras plantas da comunidade. Elas são identificadas por terem uma presença na dieta do animal bastante superior à sua abundância no pasto. 3ª. Consomem plantas de forma “forçada”, essas plantas são aquelas que, por força de sua estrutura e composição química (incluindo fitotoxinas), os animais somente as pastejam quando forçados, como por exemplo, em situações de muito baixa oferta de forragem. Segundo Carvalho et al. (1999), o tempo de permanência na estação alimentar está relacionado com a abundância de forragem, ou seja, quanto maior a massa ou oferta de forragem maior será o tempo de permanência até que seja atingido o ponto de abandono, situação em que a relação custo-benefício da exploração da estação alimentar deixa de ser favorável. Há uma relação direta entre altura do pasto e massa de forragem, que fica evidenciada na Figura 6, onde se observa que pastos mais baixos têm menor forragem em oferta e por serem de pouca massa, as estações alimentares apresentam um tempo de permanência pequeno, pois rapidamente atingem o ponto de abandono, e os animais se deslocam para estabelecerem uma nova estação alimentar. Já em pastos altos, a alta massa de forragem presente proporciona um elevado tempo de permanência, e um número reduzido de estações alimentares são observados num mesmo intervalo de tempo. 14 Figura 6. Relação altura do dossel (cm) × número de estações alimentares por minuto visitadas por novilhas holandesas (EA min-1) em pastagem de capim-mombaça (Palhano et al., 2006). O número de estações alimentares exploradas por unidade de tempo aumenta à medida que a altura e, ou, a massa de forragem do pasto diminui como conseqüência do menor tempo de permanência por estação alimentar, o inverso acontecendo em pastos mais altos e, ou, de massa de forragem elevada, onde a oferta de forragem é maior (Da Silva, 2006 ). O deslocamento de animais em pastejo, em busca de novas estações alimentares foi muito bem apresentado por Carvalho e Moraes (2005) em condições de baixa e alta oferta forrageira (Figura 7). Na Figura 7 ficam nítidos dois patches área de pastagem, caracterizados pela interrupção na seqüência de pastejo. Nos patchs observados na situação de elevada massa de forragem, o número de estações alimentares é menor, devido ao maior tempo de permanência em cada estação alimentar. Pela representação, pode-se verificar a possibilidade de sobreposição de estações alimentares, particularmente em baixas massas de forragem. Figura 7. Representação esquemática da distribuição de estações alimentares numa pastagem hipotética em situação de elevada (a) e de baixa massa de forragem (b). Carvalho & Moraes (2005). A área das estações alimentares é semelhante em ambas as situações, pois é definida pelo alcance do pescoço e da língua do animal. As estações na pastagem 15 de maior massa são mais escuras, ilustrando a maior concentração de forragem em tais condições, das quais decorre o maior tempo de permanência na estação. Os animais utilizam padrões de deslocamento diferentes em função da oferta de forragem (Hengeveld, 2007). O autor afirma que quando em situações de abundância de forragem os animais se movimentam ao acaso e de forma extremamente irregular, com trajetória praticamente sem tangente, em forma de zigzag. Enquanto que quando confrontados com situações onde a oferta forrageira é baixa a trajetória se caracteriza por passos arbitrariamente grandes antes de uma mudança de direção ligados a grupo de passos curtos. O deslocamento a procura de forragem (tabela 3) também foi avaliado por Gonçalves et al. (2009) em pastagens heterogêneas formadas por gramíneas dos gêneros Paspalum, Axonopus e Desmodium. Tabela 3: Processo de deslocamento e procura de forragem de bezerras em campo nativo em diversas alturas de pasto. Variável Estações alimentares Bocados por estação alimentar Taxa de deslocamento (passos/minuto) Tempo por estação alimentar (segundos) Adaptado de Gonçalves, et al. (2009) 4 13,7 4,8 14,5 4,3 Altura do Pasto (cm) 8 12 16 9,5 7,0 8,7 6,4 7,8 7,2 13,0 12,0 10,5 6,4 8,7 6,9 Os dados experimentais expostos na Tabela 1 confirmam o que vem sendo discutido, uma vez que nota-se que, com o aumento da altura do pasto - e consequente aumento da massa de forragem ofertada - as bezerras diminuem o número de estações alimentares visitadas e a taxa de deslocamento, contudo permanecem mais tempo explorando cada estação visitada. O mesmo padrão foi relatado em diversos trabalhos (Da Silva & Carvalho, 2005; Palhano et al., 2006; Palhano et al., 2007; Baggio et al., 2009; Gonçalves et al., 2009). Estes padrões alimentares observados sugerem que não importa o quão complexo o ambiente alimentar se torne, pois os animais simplesmente aumentam ou diminuem sua seletividade em função da relação custo:benefício para aquisição de alimento, podendo explorar muitas ou poucas estações alimentares em um mesmo ambiente de pastagem. O animal em nível de bocado O bocado é a menor escala de decisão do animal, contudo sua importância não é pequena, uma vez que o consumo diário de forragem corresponde ao somatório de cada ação de captura de forragem pelo bocado. Neste sentido, a maximização do consumo e, consequentemente, do desempenho animal, é obtida através da maximização de cada bocado desferido (Carvalho e Moraes, 2005), conforme ilustrado na Figura 8. 16 Figura 8. Variáveis que compõem o consumo de forragem de um animal em pastejo (Carvalho et al., 2008). Assim, Laca & Ortega (1995) consideram que o consumo se constitui no somatório de cada ação captura de forragem pelo bocado, e a maximização do consumo, que está diretamente relacionada à magnitude da produção animal, passa necessariamente pela maximização de cada bocado desferido em pastejo. Neste contexto, Da Silva (2006) compilou informações de diversos trabalhos, e concluiu que a massa do bocado é a principal variável que determina o consumo diário de forragem, e é fortemente influenciada pela profundidade do bocado (distância vertical entre a altura das plantas e a desfolhação mais profunda realizada pelo animal, uma vez que a área do bocado (superfície horizontal da pastagem abrangida por um bocado; Gibb, 1988) é menos sensível a variações em massa de forragem e, ou, altura do dossel, indicando a importância da altura do dossel como referência de manejo e controle do processo de pastejo. Não são poucos os estudos que demonstram que a profundidade do bocado tem correlação positiva com a altura do dossel (Burlinson et al.,1991; Carvalho et al., 2001b) e correlação negativa com a densidade da forragem (Gordon e Lascano, 1993). A apreensão de forragem por meio do bocado é um processo que não raro pode atingir 35.000 ações diárias, onde os animais freqüentemente pastejam ao ritmo de um bocado a cada 1-2 segundos (Carvalho et al., 2001b). Estes autores demonstraram o conceito de velocidade de ingestão e apresentam o pastejo como um processo tempo-dependente, onde as diferentes atividades e requerimentos dos animais são competidores entre si e afirmam assim, que o manejo do pasto deve estar voltado para a “construção de estruturas” que maximize o processo de ingestão. Como pode ser observado na Figura 9, todo pasto tem uma estrutura ideal para que os animais realizem a colheita da forragem. Para Palhano et al. (2007), a velocidade de ingestão do capim mombaça (Panicum maximum) foi incrementada a partir do ponto que o pasto atingiu altura próxima a 60cm, ponto a partir do qual a velocidade de ingestão começa a ser limitada pelo forte intervalo de tempo entre 17 dois bocados sucessivos (manipulação + mastigação) e pela estabilização do incremento na massa do bocado, conforme explicado por Carvalho et al. (2001b). Figura 9.Relação entre altura do pasto e a velocidade de ingestão de novilhas holandesas em pastagem de capim Mombaça (Palhano et al., 2007). CONSIDERAÇÕES FINAIS O manejo de pastagens deve ser visto como a construção de estruturas de pasto que favoreçam a colheita de forragem pelo animal em pastejo. Uma vez que o processo de pastejo se dá em diferentes escalas, cada uma delas com padrões diferentes de comportamento por parte animal, as ações de manejo das pastagens afetam o processo de pastejo diferentemente em cada escala. Sabendo-se que em situações de elevado nível de alimentação os animais escolhem poucas estações alimentares enquanto passam bastante tempo explorando-as. O deslocamento entre estações alimentares pode ser longo, mas a quantidade de deslocamento total é menor quando comparado a situações de limitação de forragem. O número de refeições é maior, e o tempo de duração da refeição é menor, refletindo a maior velocidade de ingestão obtida em condições de elevada oferta de forragem. Conseqüentemente, o tempo total de pastejo é menor. Faz-se necessário, por meio do manejo da estrutura dos pastos, criar ambientes favoráveis a colheita de forragem. REFERÊNCIAS 1. Alexandrino, E, Nascimento Júnior, D, Mosquim, PR, Regazzi, AJ, Rocha, FC. Características morfogênicas e estruturais na rebrotação da Brachiaria brizantha cv. Marandu submetida a três doses de nitrogênio. Revista Brasileira de Zootecnia, 2004; 33: 1372-1379. 2. 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