Dinâmica da matéria orgânica e influência do solo na produtividade, massa de forragem e valor nutritivo de capim marandu em sistemas de produção animal

Abstract

A produção animal em pastagens é um dos principais sistemas utilizados na pecuária brasileira, e há uma crescente busca por intensificação da produção sem comprometer a produtividade e a sustentabilidade do sistema. Neste trabalho, avaliamos os impactos da integração entre culturas e do manejo de pastagem perene em monocultivo sobre características produtivas, qualitativas dos sistemas de produção animal. Analisamos a dinâmica do carbono e do nitrogênio associados a indicadores de qualidade do solo, em três diferentes sistemas de uso da terra: pastagem em monocultivo (PM), sistema de integração lavoura-pecuária (ILP) e vegetação nativa (VN), além da resposta da gramínea aos manejos aplicados em ILP e PM. O estudo foi conduzido durante dois anos, com coletas de solo em três momentos distintos para análise da matéria orgânica, frações de carbono (total, lábil e solúvel), nitrogênio total e inorgânico, densidade do solo e emissão de CO₂ microbiano, e dois momentos de coleta de biomassa radicular. Durante a condução do experimento, amostras de Urochloa brizantha cv. Marandu cultivada nos sistemas PM e ILP foram coletadas a cada ciclo pré-pastejo, analisadas quanto à composição morfológica, valor nutritivo, e potencial de produção de metano in vitro. Os resultados encontrados mostram que o sistema ILP pode causar perdas de carbono em decorrência da implantação dos sistemas, mas promove a rápida recuperação de carbono total após o segundo ano de manejo, acompanhada do aumento das frações lábeis de carbono e maior eficiência na ciclagem do nitrogênio, estimulando a atividade microbiana. O ILP também irá favorecer a estrutura do solo, promovendo redução da densidade aparente e aproximando a saúde deste solo à da vegetação nativa. No aspecto produtivo da gramínea dos sistemas ILP e PM, apesar da igualdade tanto para produção de massa de forragem quanto para emissão de CH4, a forrageira cultivada no ILP apresentou maior porcentagem de folhas e maior valor nutritivo, fatores-chave para a maior produtividade animal, podendo acarretar menor impacto ambiental por quilo de produto final. Com nossos resultados, confirmamos a influência positiva de sistemas integrados sob a maior qualidade de Urochloa brizantha cv. Marandu. Os dados encontrados neste trabalho indicam que a intensificação sustentável, por meio da integração lavoura-pecuária, representa uma estratégia promissora para conciliar produtividade, recuperação do solo e mitigação de impactos ambientais na pecuária tropical, mas deve ser acompanhada a longo prazo.

Animal production on pastures is one of the main systems used in Brazilian livestock farming, with a growing demand for intensification without compromising productivity and system sustainability. In this study, we evaluated the impacts of crop integration and monoculture perennial pasture management on productive characteristics and the quality of animal production systems. We analyzed carbon and nitrogen dynamics associated with soil quality indicators across three landuse systems: monoculture pasture (PM), crop-livestock integration (CLI), and native vegetation (NV), as well as the response of forage grass to management practices in CLI and PM. The study was conducted over two years, with soil sampling at three distinct times to assess organic matter, carbon fractions (total, labile, and soluble), total and inorganic nitrogen, root biomass, soil density, and microbial CO₂ emissions. During the experiment, samples of Urochloa brizantha cv. Marandu, cultivated in PM and CLI systems, were collected pre-grazing and analyzed for morphological composition, nutritive value, and vitro methane production potential. Results show that CLI systems may initially incur carbon losses during implementation but promote rapid recovery of total carbon after the second year of management. This recovery is accompanied by increases in labile carbon fractions, improved nitrogen cycling efficiency, stimulated microbial activity, and enhanced soil structure (reduced bulk density), bringing soil health closer to that of native vegetation. Regarding forage productivity in CLI and PM systems, despite similar forage mass production and CH₄ emissions, CLI-grown forage exhibited a higher leaf percentage and superior nutritive value—key factors for enhanced animal productivity and lower environmental impact per kilogram of final product. Our findings confirm the positive influence of integrated systems on the quality of Urochloa brizantha cv. Marandu. The data suggests that sustainable intensification through crop-livestock integration represents a promising strategy to reconcile productivity, soil restoration, and mitigation of environmental impacts in tropical livestock systems, though long-term monitoring is essential.