Temperature, thermal comfort, and animal ingestion behavior in a silvopastoral system
DOI:
https://doi.org/10.5433/1679-0359.2019v40n1p403Keywords:
Area of refuge, Forest-livestock, Microclimate, Shade, Temperature and Humidity Index.Abstract
Thermal discomfort is one of the main causes of production losses in animals fully exposed to solar radiation under extensive livestock farming. The inclusion of trees in this farming system is the most efficient strategy to decrease the temperature and increase animal productivity without the need to explore new areas. In this context, the objective of this study was to characterize the microclimate in a silvopastoral system (SPS), a refuge area, and an open pasture, and evaluate thermal comfort and the ingestive behavior of animals under shade. The study was conducted at the Agronomic Institute of Paraná (IAPAR), located in Ibiporã, Paraná state, Brazil, in three areas with distinct management systems: a SPS of Eucalyptus grandis with Tifton 85 (Cynodon spp.), a woodland of Leucena leucocephala that provided shade to cattle, and a pasture in full sun (PFS). Automatic meteorological stations were installed in the SPS (one station beside the tree lines and the other in an average distance perpendicular to the rows), one in the refuge area, and one in the PFS. The measured variables were air temperature and relative humidity. The mean temperatures of the shaded treatments were compared to those of the PFS using a t-test. The mean values of the temperature and humidity index (THI) were calculated for each season of the year. The animal ingestion behavior in the SPS was analyzed in three typical days in different seasons of the year. Significant differences were observed between shade treatments and full-sun pasture, with a temperature decrease ranging from 0.4 to 1.6 °C in the shaded systems. The comparison of animal thermal comfort between the study areas in different seasons of the year indicated that there were no significant differences in thermal comfort between the SPS and refuge area relative to the PFS, suggesting a need to monitor the animals’ body temperature to better estimate thermal comfort. The evaluation of the ingestive behavior evidenced the animals’ preference to perform activities under tree shade and that the SPS led to changes in their food habits, optimizing grazing time. Therefore, the trees directly affected the microclimate of the studied environments, attenuating the temperature, protecting the animals against direct solar radiation, and providing better thermal comfort.Downloads
References
BAÊTA, F. C.; SOUZA, C. F. Ambiência em edificações rurais: conforto animal. 2. ed. Viçosa, MG: Editora UFV, 2010. 269 p.
BARBOSA, O. R.; BOZA, P. R.; SANTOS, G. T.; SAKAGUSHI, E. S.; RIBAS, N. P. Efeitos da sombra e da aspersão de água na produção de leite de vacas da raça Holandesa durante o verão. Acta Scientiarum. Animal Sciences, Maringá, v. 26, n. 1, p. 115-122, 2004.
BRÂNCIO, P. A.; EUCLIDES, V. P. B.; NASCIMENTO JÚNIOR, D.; FONSECA, D. M.; ALMEIDA, G.; MACEDO, M. C. M.; BARBOSA, R. A. Avaliação de três cultivares de Panicum maximum Jacq. sob pastejo: comportamento ingestivo de bovinos. Revista Brasileira de Zootecnia, Viçosa, MG, v. 32, n. 5, p. 1045-1046, 2003.
COMISSÃO ECONÔMICA PARA A AMÉRICA LATINA E CARIBE - CEPAL; FOOD AND AGRICULTURE ORGANIZATION - FAO; INSTITUTO INTERAMERICANO DE COOPERAÇÃO PARA AGRICULTURA - IICA. Perspectivas de la agricultura y del desarrollo rural en las Américas: una mirada hacia América Latina y el Caribe. San José: IICA, 2017. 257 p.
COSTA, J. V.; OLIVEIRA, M. E.; MOURA, R. M. A.; COSTA JÚNIOR, M. J. N.; RODRIGUES, M. M. Comportamento em pastejo e ingestivo de caprinos em sistema silvipastoril. Revista Ciência Agronômica, Fortaleza, v. 46, n. 4, p. 865-872, 2015.
CRUZ, L. V.; ANGRIMANI, D. S. R.; RUI, B. R.; SILVA, M. A. Efeitos do estresse térmico na produção leiteira: revisão de literatura. Revista Científica Eletrônica de Medicina Veterinária, Garça, v. 16, n. 6, p. 1-18, 2011.
CUNHA, A. R.; ESCOBEDO, J. F. Alterações micrometeorológicas causadas pela estufa plástica e seus efeitos no crescimento e produção da cultura de pimentão. Revista Brasileira de Agrometeorologia, Santa Maria, v. 11, n. 1, p. 15-27, 2003.
DOMICIANO, L. F.; MOMBACH, M. A.; CARVALHO, P.; SILVA, M. N. F.; PEREIRA, D. H.; CABRAL, L. S.; PEDREIRA, B. C. Performance and behaviour of Nellore steers on integrated systems. Animal Production Science, Clayton South, v. 58, n. 10, p. 920-929, 2016.
EMPRESA BRASILEIRA DE PESQUISA AGROPECUÁRIA – EMBRAPA. Sistema brasileiro de classificação de solos. Brasília: Embrapa Informação Tecnológica, 2013. 342 p.
FOOD AND AGRICULTURE ORGANIZATION - FAO. OECD FAO Agricultural outlook 2016 2025 special focus: Sub Saharan Africa, Paris: OECD/FAO, 2016.
______. Review of evidence on drylands pastoral systems and climate change: implications and opportunities for mitigation and adaptation. Roma: Land and Water Division, 2010.
FERREIRA, L. C. B.; MACHADO FILHO, L. C. P.; HOETZEL, M. J.; LABARRÊRE, J. G. O efeito de diferentes disponibilidades de sombreamento na dispersão de fezes dos bovinos nas pastagens. Revista Brasileira de Agroecologia, Cruz Alta, v. 6, n. 1, p. 137-146, 2011.
FREITAS, C. A.; GOULART, D. D.; ALVES, F. D. O processo de arenização no Sudoeste do Rio Grande do Sul: uma alternativa para seu desenvolvimento sócio-econômico. Santa Maria: Departamento de Ciências Econômicas da Universidade Federal de Santa Maria (UFSM), 2011. Disponível em: http://cdn.fee.tche.br/ eeg/1/mesa_11_freitas_goulart_alves.pdf . Acessado em: 15 jun. 2018.
GUEDES, A. L. Uma plataforma de hardware e software para desenvolvimento de rede de sensores sem fio aplicada a agrometeorologia. 2013. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Universidade Estadual de Londrina, Departamento de Engenharia Elétrica, Londrina.
GURGEL, E. M.; SERAPHIM, O. J.; SILVA, I. J. O. Método de avaliação bioclimática da qualidade da sombra de árvores visando ao conforto térmico animal. Revista de Engenharia Agrícola, Botucatu, v. 27, n. 2, p. 20-34, 2012.
INSTITUTO AGRÔNOMICO DO PARANÁ - IAPAR. Zoneamento Agrícola do Estado do Paraná. Londrina: IAPAR, 2009. 76 p.
INSTITUTO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA E ESTATÍSTICA - IBGE. Pesquisa pecuária municipal (1974-2010). Rio de Janeiro: Pec. Munic., 2010. Disponível em: http://www.sidra.ibge.gov.br/bda/tabela/ listabl.asp?z=t&o=24&i=P&c=73. Acesso em: 15 jun. 2018.
______. Pesquisa pecuária municipal. Rio de Janeiro: Pec. Munic., 2016. Disponível em: http: www.ibge. gov.br. Acesso em: 15 jun. 2018.
JAMIESON, W. S.; HODGSON, J. The effect of variation in sward characteristics upon the ingestive behavior and herbage intake of calves and lambs under continuous stocking management. Grass and Forage Science, Hurley, v. 34, n. 4, p. 273-281, 1979.
KARVATTE JÚNIOR, N.; ALVES, F. V.; KLOSOWSKI, E. S.; ALMEIDA, R. G.; TSUTSUMI, C. Y.; OLIVEIRA, C. C. Microclima e índices de conforto térmico em sistemas de integração lavoura-pecuária-floresta no munícipio de Campo Grande, MS. 21. ed. Brasília: EMBRAPA Gado de Corte, 2016. 38 p.
LEME, T. M. S. P.; PIRES, M. F. A.; VERNEQUE, R. S.; ALVIM, M. J.; AROEIRA, L. J. M. Comportamento de vacas mestiças Holandês-Zebu, em pastagem de Brachiaria decumbens em sistema silvipastoril. Ciência e Agrotecnologia, Lavras, v. 29, n. 3, p. 668-675, 2005.
MARTELLO, L. S.; SAVASTANO JÚNIOR, H.; SILVA, S. L.; TITTO, E. A. L. Respostas fisiológicas e produtivas de vacas holandesas em lactação submetidas a diferentes ambientes. Revista Brasileira de Zootecnia, Viçosa, MG, v. 33, n. 1, p. 181-191, 2004.
MATARAZZO, S. V.; SILVA, I. J. O.; PERISSINOTTO, M.; MOURA, D. J.; FERNANDES, S. A. A.; ARCARO JÚNIOR, I.; ARCARO, J. R. P. Eficiência de sistemas de climatização na área de descanso em instalações do tipo freestall e sua influência nas respostas produtivas e fisiológicas de vacas em lactação. Boletim de Indústria Animal, Nova Odessa, v. 64, n. 3, p. 221-232, 2007.
MOURA, D. J.; BUENO, L. G. F.; LIMA, K. O.; CARVALHO, T. M. R.; MAIA, A. P. A. Strategies and facilities in order to improve animal welfare. Revista Brasileira de Zootecnia, Viçosa, MG, v. 39, p. 311-316, 2010. Suplemento Especial.
NAVARINI, F. C.; KLOSOWSKI, E. S.; CAMPOS, A. T.; TEIXEIRA, R. A.; ALMEIDA, C. Conforto térmico de bovinos da raça nelore a pasto sob diferentes condições de sombreamento e a pleno sol. Engenharia Agrícola, Jaboticabal, v. 29, n. 4, p. 508-517, 2009.
PASTAL, D.; CRISTO, A. B.; FUJISAWA, F. M.; MAIER, G. S.; GUIRRO, E. C. B. P. Papel do sombreamento no conforto térmico de vacas leiteiras criadas a pasto - revisão de literatura. Veterinária em Foco, Canoas, v. 12, n. 2, p. 92-100, 2015.
PENNING, P. D.; PARSONS, A. J.; ORR, R. J.; TEACHER, T. T. Intake and behaviour responses by sheep to changes in sward characteristics under continuous stocking. Grass and Forage Science, Hurley, v. 46, n. 1, p. 15-28, 1991.
PERISSINOTTO, M.; MOURA, D. J. Determinação do conforto térmico de vacas leiteiras utilizando a mineração de dados. Revista Brasileira de Engenharia de Biossistemas, Campinas, v. 1, n. 2, p. 117-126, 2007.
PEZZOPANE, J. R. M.; BOSI, C.; NICODEMO, M. L. F.; SANTOS, P. M.; CRUZ, P. G.; PARMEJIANI, R. S. Microclimate and soil moisture in a silvipastoral system in southeas tern Brazil. Bragantia, Campinas, v. 74, n. 1, p. 110-119, 2015.
SANTOS, F. C. B.; SOUZA, B. B.; ALFARO, C. E. P.; CÉSAR, M. F.; PIMENTA FILHO, E. C.; ACOSTA, A. A. A.; SANTOS, J. R. S. Adaptabilidade de caprinos exóticos e naturalizados ao clima semi-árido do nordeste brasileiro. Ciência e Agrotecnologia, Lavras, v. 29, n. 1, p. 142-149, 2005.
SILVA, R. G. Predição da configuração de sombras de arvores em pastagens para bovinos. Engenharia Agrícola, Jaboticabal, v. 26, n. 1, p. 268-281, 2006.
SOUZA, J. L.; NICÁCIO, R. M.; MOURA, M. A. L. Global solar radiation measurements in Maceió, Brazil. Renewable Energy, Brighton, v. 30, n. 8, p. 1203-1220, 2005.
STRASSBURG, B. B. N.; LATAWIEC, A. E.; BARIONNI, L. G.; NOBRE, C. A.; SILVA, V. P.; VALENTIM, J. F.; VIANNA, M.; ASSAD, E. D. When enough should be enough: improving the use of current agricultural lands could meet production demands and spare natural habitats in Brazil. Global Environmental Change, Victoria, v. 28, n. 1, p. 84-97, 2014.
ZIMBELMAN, B. R.; COLLIER, R. J. Feeding strategies for high producing dairy cows during periods of elevated heat and humidity. In: TRI-STATE DAIRY NUTRITION CONFERENCE, 2011, Tempe. Proceedings… Tempe: [s.n.], 2011. p. 111-126.
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