Quantificação e caracterização da biomassa produzida em condições de simulação de aumento da concentração de CO2 atmosférico no sistema agropastoril

• Main Author: Adibe Luiz Abdalla Filho
• Other Authors: Marisa de Cassia Piccolo
• Language: Portuguese
• Published: Universidade de São Paulo 2018
• Subjects: Brachiaria brizantha; Brachiaria decumbens; FACE; Mudanças climáticas; Pecuária; Climate change; Livestock
• Online Access: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/64/64135/tde-12112018-153146/

O aumento da concentração de dióxido de carbono (CO2) atmosférico é um dos aspectos causadores das mudanças climáticas, mas poucos estudos avaliam seus efeitos nas gramíneas tropicais utilizadas nas pastagens brasileiras, principal fonte de alimento empregada na atividade pecuária do país. Este trabalho teve o objetivo de avaliar os efeitos do incremento da concentração de CO2 atmosférico na produção e qualidade nutricional de gramíneas tropicais. Uma revisão sistemática com meta-análise foi realizada a fim de analisar dados disponíveis na literatura científica sobre o tópico \"elevação da concentração de CO2 atmosférico e seus efeitos em plantas de ciclo C4\", e demonstraram a importância de serem realizados mais estudos experimentais para um melhor entendimento das questões envolvendo mudanças climáticas e seus efeitos na agropecuária. O experimento a campo foi desenvolvido em uma instalação FACE (Free Air Carbon-dioxide Enrichment), sendo avaliados os parâmetros produção de biomassa, características morfológicas, composição química e degradabilidade in vitro de Brachiaria brizantha cv. Marandu e a produção de biomassa, características morfológicas, frações de fibra, composição elementar e isotópica de Brachiaria decumbens cv. Basilisk. Em períodos distintos, as gramíneas foram semeadas em cada um dos doze anéis do FACE, onde seis anéis foram mantidos em condição ambiente (Controle; concentração de CO2 atmosférico ? 390 ?mol mol-1; delta13C-CO2 = -8 ?) e outros seis anéis foram enriquecidos com CO2 puro para se atingir a concentração alvo de ? 550 ?mol mol-1 (CO2 Elevado; delta13C-CO2 = -10,6 ?). Antes do início do experimento, amostras de solo (0-0,10 m) foram coletadas para análises da densidade do solo e das concentrações, estoques e teores isotópicos de carbono (C) e nitrogênio (N), que não apresentaram diferenças entre os tratamentos (P > 0,05). A produção de biomassa, assim como as características morfológicas, composição química e degradabilidade in vitro da matéria orgânica de B. brizantha não foram diferentes entre os tratamentos (P > 0,05). Também não foram verificados efeitos da elevação da concentração de CO2 atmosférico na produção de biomassa, características morfológicas e frações da fibra de B. decumbens (P > 0,05). Entretanto, menor concentração de cálcio (Ca) foi determinada nas amostras de folha e material senescente de B. decumbens mantida sob elevada concentração de CO2 atmosférico (P < 0,05). Menor relação C:N foi detectada na fração total de B. decumbens do tratamento CO2 Elevado (P < 0,05). A composição isotópica desta forragem também foi modificada pela elevação de CO2 atmosférico, apresentando menores valores de ?13C e maiores valores de delta15N quando comparados aos do Controle (P < 0,05). Os resultados indicam que as gramíneas avaliadas são menos responsiveis à elevação da concentração de CO2 atmosférico que plantas de ciclo C3, provavelmente por diferenças nos mecanismos fisiológicos envolvidos nos processos de fotossíntese que, em plantas do tipo C4 já se encontram próximos da saturação nas atuais concentrações de CO2 atmosférico. Entretanto, sob atmosfera de concentração elevada de CO2, B. decumbens apresentou menor teor de Ca, o que em um cenário previsível de mudanças climáticas, pode gerar consequências para os sistemas de produção pecuária baseados em pastagens === Increased atmospheric carbon-dioxide (CO2) is a consequence of recent anthropogenic environmental change and few studies have evaluated its effect on tropical grasses used in Brazilian pastures, main feed source of major part of livestock. The present study aimed to evaluate the effects of increased CO2 atmospheric concentration on production and nutritive value of tropical grasses. A systematic review with meta-analysis was performed in order to systematize and analyze published data on the topic \"elevated concentration of atmospheric CO2 and its effects on plants with type C4 photosynthetic cycle\" and demonstrated the importance of more experimental studies for a better understanding of the issues surrounding climate change and its effects on agriculture. Using a FACE (Free-Air Carbon dioxide Enrichment) facility, forage production, morphological characteristics, chemical composition and in vitro organic matter degradability of Brachiaria brizantha cv. Marandu (palisade grass), and biomass production, morphologic characteristics, fiber fractions, elemental and isotopes composition of Brachiaria decumbens cv. Basilisk (signal grass) were evaluated. In different periods, the grasses were sown in each of the twelve rings of the FACE facility where six rings were kept at ambient condition (current atmospheric CO2 concentration; Control ? 390 ?mol mol-1; delta13C = -10.6 ?) and six other rings were enriched with pure CO2 in order to achieve the target concentration of ? 550 ?mol mol-1 (Elevated CO2; delta13C = -10.6 ?). Before the beginning of the experiment, soil samples were collected to determine the concentrations, stocks and isotopic contents of carbon (C) and nitrogen (N), which showed no difference between treatments (P > 0.05). Biomass production, as well as morphological characteristics, chemical composition and in vitro organic matter degradability of B. brizantha were not different between Control and Elevated CO2 treatments (P > 0.05). In addition, no effects of Elevated CO2 were observed in biomass production, morphological characteristics and fiber fractions of B. decumbens (P > 0.05). However, lower values of calcium (Ca) were observed in the leaves and senescent material of B. decumbens on the Elevated CO2 treatment (P < 0.05). Lower C:N ratio was observed in the total fraction of B. decumbens under Elevated CO2 treatment (P < 0.05). The isotopic compositions of B. decumbens were also affected by the increased CO2 atmosphere, presenting lower delta13C and higher delta15N values when compared to Control (P < 0.05). These results indicate that the evaluated grasses (C4) are less responsive than C3 plants to CO2 enrichment, probably due to the physiological mechanisms during photosynthesis leading to an increased CO2 concentration in the loci of photosynthesis of C4 plants. However, under elevated CO2 atmospheric concentration, B. decumbens showed lower Ca content, which can affect the livestock production in a predictable scenario of climate change