Management of natural pasture increases native and exotic herbaceous biomass and biodiversity in the Caatinga of Brazil

Authors

DOI:

https://doi.org/10.5433/1679-0359.2019v40n2p867

Keywords:

Unmanipulated area, Massai grass, buffel grass, botanical composition, enrichment, savanna thinning.

Abstract

The objective of this study was to evaluate the ability of savanna thinning and enrichment with grasses to maintain local biodiversity and intensify biomass production in an area of Caatinga. The study was carried out in a Caatinga area thinned into savanna and an unmanipulated area during the rainy and rainy-dry transition seasons of 2016. The herbaceous biomass production, diversity, and equability of the thinned and unmanipulated areas were evaluated by calculating values of the Shannon-Weaver (H?) and Pielou (J?) indices. The establishment of massai and buffel grasses in the savanna-thinned area was also evaluated. The area thinned into savanna produced more native herbaceous forage biomass in both the rainy (1,940.55 kg ha-1) and rainy-dry transition seasons (1,918.55 kg ha-1) than that in the unmanipulated area in the same periods (78.42 and 37.40 kg ha-1, respectively), without compromising biodiversity, as the Shannon-Weaver and Pielou indices for the savanna-thinned area (H? = 1.48 and J? = 0.62, respectively) and for the unmanipulated area (H? = 1.29 and J? = 0.72) were comparable. The frequency of species with a known forage value in the area thinned into savanna was still able to increase by 141% in the rainy season and 1,700% in the rainy-dry transition season. Massai grass became better-established in the savanna-thinned area that buffel grass, where it produced up to 3 t of dry matter ha-1. The thinning and enrichment treatments promoted an increase in the biodiversity of the area, and moreover contributed to increases in forage biomass in the Caatinga.

Author Biographies

Jefte Arnon de Almeida Conrado, Universidade Federal do Ceará

Discente, Curso de Doutorado do Programa de Doutorado Integrado em Zootecnia, Universidade Federal do Ceará, Departamento de Zootecnia, UFC/UFRPE/UFPB, Fortaleza, CE, Brasil.

Ana Clara Rodrigues Cavalcante, EMBRAPA Caprinos e Ovinos

Pesquisadora, Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária, EMBRAPA Caprinos e Ovinos, Sobral, CE, Brasil.

Rafael Gonçalves Tonucci, EMBRAPA Caprinos e Ovinos

Pesquisador, Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária, EMBRAPA Caprinos e Ovinos, Sobral, CE, Brasil.

Alan Rocha Saldanha, Universidade Estadual Vale do Acaraú

Discente, Curso de Graduação em Zootecnia, Universidade Estadual Vale do Acaraú, UVA, Sobral, CE, Brasil.

Magno José Duarte Cândido, Universidade Federal do Ceará

Prof. Dr., Universidade Federal do Ceará, UFC, Fortaleza, CE, Brasil.

References

AGUIAR, M. I.; FIALHO, J. S.; ARAÚJO, F. C. S.; CAMPANHA, M. M.; OLIVEIRA, T. S. Does biomass production depend on plant community diversity? Revista Agroforestry Sytems, Dordrech, v. 87, n. 3, p. 699-711, 2013.

AGUIAR, M. I.; FIALHO, J. S.; CAMPANHA, M. M.; OLIVEIRA, T. S. Carbon sequestration and nutrient reserves under different land use systems. Revista Árvore, Viçosa, MG, v. 38, n. 1, p. 81-93, 2014.

ALVES, J. J. A.; ARAÚJO, M. A.; NASCIMENTO, S. S. Degradação da Caatinga: uma investigação ecogeográfica. Revista Caatinga, Mossoró, v. 22, n. 3, p. 126-135, 2009.

ANGIOSPERM PHYLOGENY GROUP - APG. An update of the Angiosperm Phylogeny Group classification for the orders and families of flowering plants: APG III. Botanical Journal of the Linnean Society, Oxford, v. 161, n. 2, p. 105-121, 2009.

ARAÚJO FILHO, J. A.; CARVALHO, F. C.; GARCIA, R.; SOUSA, R. A. Efeitos da manipulação da vegetação lenhosa sobre a produção e compartimentalização da fitomassa pastável de uma Caatinga sucessional. Revista Brasileira de Zootecnia, Viçosa, MG, v. 31, n. 1, p. 11-19, 2002.

ARAÚJO, L. D. A.; QUIRINO, Z. G. M.; MACHADO, I. C. Fenologia reprodutiva, biologia floral e polinização de Allamanda blanchetti, uma Apocynaceae endêmica da Caatinga. Revista Brasileira de Botânica, São Paulo, v. 34, n. 2, p. 211-222, 2011.

BARRETO, H. F. M.; SOARES, J. P. G.; MORAIS, D. A. E. F.; SILVA, A. C. C.; SALMAN, A. K. D. Impactos ambientais do manejo agroecológico da Caatinga no Rio Grande do Norte. Revista Pesquisa Agropecuária Brasileira, Brasília, v. 45, n. 10, p. 1073-1081, 2010.

BARTHRAM, G. T. Experimental tecniques: the HFRO sward stick. Penicuik: Hill Farming Research Organization, 1986. p. 29-30. (Biennal Report, 1984-1985).

CAMPANHA, M. M.; ARAÚJO, F. S.; MENEZES, M. O. T.; SILVA, V. M. A.; MEDEIROS, H. R. Estrutura da comunidade vegetal arbóreo-arbustiva de um sistema agrossilvipastoril, em Sobral-CE. Revista Caatinga, Mossoró, v. 24, n. 3, p. 94-101, 2011.

CAMPELO, D. H.; LACERDA, C. F.; SOUSA, J. A.; CORREIA, D.; BEZERRA, A. M. E.; ARAÚJO, J. D. M.; NEVES, A. L. R. Trocas gasosas e eficiência do Fotossistema II em plantas adultas de seis espécies florestais em função do suprimento de água no solo. Revista Árvore, Viçosa, MG, v. 39, n. 5, p. 973-983, 2015.

CAVALCANTE, A. C. R.; ARAÚJO, J. F.; CARNEIRO, M. S. S.; SOUSA, H. A.; TONUCCI, R. G.; ROGERIO, M. C. P.; VASCONCELOS, E. C. G. Potential use of tropical grass for deferment in semi-arid region. American Journal of Plant Sciences, Madinson, v. 5, n. 7, p. 907-914, 2014.

COMISSÃO DE FERTILIDADE DO SOLO DO ESTADO DE MINAS GERAIS - CFSEMG. Recomendações para o uso de corretivos e fertilizantes em Minas Gerais - 5ª aproximação. Viçosa, MG: UFV, 1999. 359 p.

FORMIGA, L. D. A. S.; PEREIRA FILHO, J. M.; SILVA, A. M. A.; OLIVEIRA, N. S.; SOARES, D. C.; BAKKE, O. A. Forage supply in thinned Caatinga enriched with buffel grass (Cenchrus ciliares L.) grazed by goats and sheep. Revista Acta Scientiarum, Maringá, v. 34, n. 2, p. 189-195, 2012.

FREITAS, A. D. S.; SILVA, T. O.; MENEZES, R. S. C.; SAMPAIO, E. V. S. B.; ARAÚJO, E. R.; FRAGA, V. S. Nodulação e fixação de nitrogênio por forrageiras da caatinga cultivadas em solos do semiárido paraibano. Revista Brasileira de Zootecnia, Viçosa, MG, v. 40, n. 9, p. 1856-1861, 2011.

GUERRA, C. R. S. B.; MORAES, M. L. T.; RECCO, C. R. S. B.; SILVA, C. L. S. P.; GIMESES, F. M. A. Forage yield and nutritive value of naturally growing Brachiaria decumbens as undergrowth to na aroeira tree stand in a silvopasture system. African Journal of Agricultural Research, Lagos, v. 11, n. 40, p. 3922-3928, 2016.

KASSA, H.; DONDEYNE, S.; POESEN, J.; FRANKL, A.; NYSSEN, J. Impact of deforestation on soil fertility, soil carbon and nitrogen stocks: the case of the Gacheb catchment in the White Nile Basin, Ethiopia. Revista Agriculture, Ecosystems and Environment, Amsterdam, v. 247, p. 273-282, 2017.

LIMA, I. L. P.; SCARIOT, A.; GIROLDO, A. B. Impacts of the implementation of silvopastoral systems on biodiversity of native plants in traditional community in the Brazilian Savanna. Revista Agroforestry Systems, Dordrech v. 91, n. 6, p. 1069-1078, 2017.

LIMA, R. P.; FERNANDES, M. M.; FERNANDES, M. R. M.; MATRICARDI, E. A. P. Aporte e decomposição da serrapilheira na Caatinga no Sul do Piauí. Revista Floresta e Ambiente, Rio de Janeiro, v. 22, n. 1, p. 42-49, 2015.

LOPES, M. N.; CÂNDIDO, M. J. D.; POMPEU, R. C. F. F.; SILVA, R. G.; LACERDA, C. F.; BEZERRA, F. M. L. Características morfogênicas de dois tipos de perfilhos e produção de biomassa do capim-massai adubado com nitrogênio durante o estabelecimento. Revista Bioscience Journal, Uberlândia, v. 30, n. 5, p. 666-667, 2014.

MARSHALL, V. M.; LEWIS, M. M.; OSTENDORF, B. Buffel grass (Cenchrus ciliares) as an invader and threat to biodiversity in arid environments: a review. Journal of Arid Environments, London, v. 78, n. S/N, p. 1-12, 2012.

MENDES, M. M. S.; LACERDA, C. F.; FERNANDES, F. E. P.; CAVALCANTE, A. C. R.; OLIVEIRA, T. S. Ecophysiology of deciduous plants grown at different densities in the semiarid region of Brazil. Revista Theoretical and Experimental Plant Physiology, Campo dos Goytacazes, v. 25, n. 2, p. 94-105, 2013.

PEREIRA FILHO, J. M. P.; SILVA, A. M. A.; CÉZAR, M. F. Manejo da Caatinga para a produção de caprinos e ovinos. Revista Brasileira de Saúde e Produção Animal, Salvador, v. 14, n. 1, p. 77-90, 2013.

PEREIRA FILHO, J. M.; ARAÚJO FILHO, J. A.; CARVALHO, F. C.; REGO, M. C. Disponibilidade de fitomassa do estrato herbáceo de uma Caatinga raleada submetida ao pastejo alternado ovino-caprino. Livestock Research for Rural Development, Cali, v. 19, n. 1, p. 19002, 2007.

RAMOS, L. M.; REIS, F. O.; CATUNDA, P. H. A.; SOUSA, E. H. S.; NETTO, A. T. Ecophysiology of Brachiaria decumbens in grazing systems. Revista de Ciências Agrárias, Lisboa, v. 41, n. 3, p. 783-788, 2018.

RODAL, M. J. N.; SAMPAIO, E. V. S. B.; FIGUEIREDO, M. A. Manual sobre métodos de estudos florísticos e fitossociológicos: ecossistemas Caatinga. Brasília. Ed. Brasília SB, 2013. 37 p.

SCHACHT, W. H.; MALECHEK, J. C. Nutrition of goats as influenced by thinning and clearing of deciduous woodland in Northeastern Brazil. Journal of Animal Science, Savoy, v. 67, n. 10, p. 2487-2497, 1989.

SEDDAIU, G.; PORCU, G.; LEDDA, L.; ROGGERO, P. P.; AGNELLI, A.; CORTI, G. Soil organic matter content and composition as influenced by soil management in a semi-arid Mediterranean agro-silvo-pastoral system. Revista Agriculture, Ecosystems and Environment, Amsterdam, v. 167, p. 1-11, 2013.

SILVA, C. P.; MENDE FILHO, P. F. M.; GOMES, V. F. F.; MARTINS, C. M.; CUNHA, C. S. M.; LOBATO, M. G. R. Glomlin-related soil protein content in areas of degraded and revegetated Caatinga in the municipality of Irauçuba. Journal of Agriculture Science, Ottawa, v. 10, n. 1, p. 302-312, 2018.

SILVA, J. F.; HONORATO, A. C.; QUEIROZ, M. A. A.; COSTA, M. M.; YANO-MELO, A. M. Morphogenic, structural, and productive characteristics of Cenchrus ciliares L. grown using diferent levels of caprine and ovine biofertilizer. Semina: Ciências Agrárias, Londrina, v. 38, n. 1, p. 355-368, 2017.

SOUZA, V. C.; AGRA, P. F. M.; ANDRADE, L. A.; OLIVEIRA, I. G.; OLIVEIRA, L. S. Germination of seeds of the invasive plant Sebasnia virgata (Cav.) Pers. under effects of light, temperature, and dormancy overcoming. Semina: Ciências Agrárias, Londrina, v. 31, n. 4, p. 889-894, 2010.

TILMAN, D.; KNOPS, J.; WEDIN, D.; REICH, P.; RITCHIE, M.; SIEMANN, E. The influence of functional diversity and composition on ecosystem processes. Science, Washington, v. 277, p. 1300-1302, 1997.

TURNER, N. C. Agronomic options for improving rainfall-use efficiency of crops in dryland farming systems. Journal of Experimental Botany, Oxford, v. 55, n. 407, p. 2413-2425, 2004.

VEGA, A.; VALIENTE, O. L.; OLMOS, G.; PÉREZ-CALVO, E. Use of barley crops, and combinations of lucerne and wimmera grass, as pasture for grazing sheep in the semiarid zones of Spain. Revista Animal Production Science, Clayton, v. 57, n. 10, p. 1071, 2017.

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Published

2019-04-15

How to Cite

Conrado, J. A. de A., Cavalcante, A. C. R., Tonucci, R. G., Saldanha, A. R., & Cândido, M. J. D. (2019). Management of natural pasture increases native and exotic herbaceous biomass and biodiversity in the Caatinga of Brazil. Semina: Ciências Agrárias, 40(2), 867–884. https://doi.org/10.5433/1679-0359.2019v40n2p867

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