Veja o que pode acontecer com as forrageiras no futuro e o que isso significa para nosso manejo

Poderia o aquecimento das temperaturas e CO atmosférico elevado ₂ níveis afetam a quantidade e a qualidade da forragem usada para criar gado? Essa é a pergunta que David Augustine e seus colegas pesquisadores da Unidade de Pesquisa de Recursos e Sistemas de Rangeland do Serviço de Pesquisa Agrícola queriam responder. Seus resultados são uma mistura de “boas notícias” e “más notícias”, juntamente com algumas recomendações de como os pecuaristas podem se adaptar para permanecerem lucrativos no futuro.

O Estudo

O experimento Prairie Heating and Carbon Dioxide Enrichment (PHACE) começou em 2006 como uma visão de como as condições ambientais futuras influenciarão a pradaria de grama mista. Este é o maior ecossistema de pastagem remanescente na América do Norte e é crítico tanto para a produtividade agrícola quanto para a conservação da diversidade biológica no oeste dos Estados Unidos.

Uma das mudanças mais bem documentadas na atmosfera nos últimos cem anos é o aumento de CO₂ níveis, que atualmente atingem 410 ppm. Porque CO global₂ Prevê-se que os níveis cheguem a 600 ppm nos próximos 30 a 70 anos, Agostinho e seus colegas montaram seu estudo para simular esse nível de CO atmosférico₂ , e as temperaturas mais quentes associadas a ela (um aumento de 1,5° C durante o dia (2,7° F) e 3° C à noite).

Embora esse tipo de estudo possa ser feito em câmaras especiais que elevam CO₂ e temperatura, pode haver diferenças em relação às plantas que crescem em ambientes naturais. Assim, a pesquisa seguiu um protocolo que permite que áreas naturais sejam aquecidas e tratadas com elevadas concentrações de CO₂ no campo. Fazer algo assim não é pouca coisa, como mostram essas fotos do estudo em andamento. Inclui cavar trincheiras e instalar flanges para isolar as parcelas, sensores para monitorar continuamente água, temperatura e CO₂ níveis e pequenas câmeras para monitorar o crescimento da raiz. Então, para garantir que a vegetação não seja perturbada, a equipe fez todo o monitoramento e coleta de forragem deitados ou sentados em tábuas e plataformas acima das parcelas.

A boa notícia – Mais forragem e uso mais eficiente da água

A boa notícia é que, em geral, como CO₂ níveis na atmosfera aumentam, assim como o crescimento das plantas. Na verdade, experimentos anteriores mostraram  CO₂ concentrações de 475–600 ppm aumentam as taxas fotossintéticas das folhas em uma média de 40% (Ainsworth &Rogers 2007).

Neste caso, a produção de forragem aumentou 38% no geral, embora a composição de espécies das forragens tenha mudado. As três gramíneas dominantes (capim-trigo-ocidental, capim-agulha e fio e grama-azul) diminuíram de 83,3% da produção de forragem em 2007 para 67,5% em 2013. Três outras espécies forrageiras preencheram a lacuna (junça-agulha, capim-junho da pradaria e escarlate globemallow), passando de 15,2% da produção de forragem em 2007 para 24,8% em 2013.

As plantas também podem se tornar usuários de água mais eficientes com níveis elevados de CO₂ níveis. A razão é estrutural. As plantas abrem seus estômatos para permitir CO₂ para entrar. Mas os estômatos abertos também são um caminho para a água deixar a planta. Com CO elevado₂ níveis, as plantas podem diminuir a abertura estomática, reduzindo a quantidade de água que sai. Isso, por sua vez, pode ter consequências para o ciclo hidrológico de ecossistemas inteiros, com níveis de umidade do solo e escoamento superficial aumentando sob níveis elevados de CO₂ (Leakey et al. 2009). O grau dessa mudança ainda não é conhecido.

(Para complicar isso, a fotossíntese ocorre de duas maneiras diferentes e, para diferenciar, as plantas são rotuladas como C₃ ou C₄ . C₃ a taxa de fotossíntese das plantas aumenta mais com CO elevado₂ . Podemos cobrir esses detalhes em outra ocasião.)

A má notícia - Qualidade nutricional inferior e ganho de peso animal reduzido

Agostinho e sua equipe analisaram três medições diferentes da qualidade da forragem:

• in vitro digestibilidade da matéria seca (IVDMD)
• teor de celulose e lignina (fibra em detergente ácido ou ADF)
• teor de nitrogênio como medida de proteína

O que eles aprenderam foi que, “Embora a produção de forragem tenha aumentado… isso veio com uma redução substancial na qualidade da forragem, o que afetaria negativamente os ganhos de peso dos ruminantes”. (Agostinho et al 2018) A combinação de aquecimento e CO elevado₂ reduziu a digestibilidade do C₃ gramíneas de 62,8% para 61,5% e C₄ gramíneas de 63,3% para 61,2%.

Embora essas mudanças pareçam pequenas, elas refletem um aumento no teor de fibras e uma diminuição na proteína bruta em um momento em que os animais jovens deveriam estar ganhando peso rapidamente. Com base nessa mudança, os ganhos de peso seriam cerca de 12,5% menores – ou 30 libras. A perda de valor nutricional também pode afetar o desempenho da vaca, aumentando o tempo até a idade de acasalamento ou reduzindo as taxas de concepção. Finalmente, os micróbios do rúmen requerem proteína para funcionar adequadamente, e a forragem degradada é menor do que eles precisam para sobreviver, o que significa que os produtores podem ter que fornecer suplementos.

Como os pecuaristas do futuro se adaptam?

Há uma grande variedade de soluções descritas pelos pesquisadores. Uma opção é utilizar pastejo para melhorar a forragem. “As gramíneas pastadas regeneram as folhas com aumento de proteína e concentrações reduzidas de celulose e lignina em comparação com gramíneas não pastadas em pastagens em todo o mundo… para corresponder à disponibilidade de forragem. O aumento da lotação com o aumento da produção de forragem manteria o índice de pressão de pastejo... mantendo ou aumentando o ganho de massa total por unidade de área." (Eles observam que em áreas que não têm o mesmo histórico de pastoreio, essa prática pode ser prejudicial.)

Outras opções incluem 1) ajustar a estação de pastagem para levar em conta a mudança no valor nutricional e pastar ervas daninhas e plantas invasoras, 2) alimentar o gado com suplementos nutricionais, 3) semear pastagens com leguminosas para adicionar nitrogênio ao solo, o que, por sua vez, melhora o valor nutricional das plantas, 4) aplicando baixos níveis de fertilizante para conseguir o mesmo resultado, 5) estimulando o crescimento de novo capim com queima prescrita e 6) ajustando as taxas de lotação em resposta às mudanças climáticas e às condições climáticas (por exemplo, períodos úmidos e secas) que afetam produção de capim.

Os pesquisadores continuam otimistas. “Há certamente uma questão importante a ser abordada em relação à qualidade da forragem, mas também há várias soluções potenciais”, disse Augustine.

Referências

Agradecimentos a Dennis O'Brien, ARS, por compartilhar as informações incluídas neste artigo.

O artigo também foi informado por estes dois sites:
Integrar – Ensino Interdisciplinar sobre a Terra para um Futuro Sustentável
The Nature Education Knowledge Project – as citações no corpo deste texto são provenientes deste site e são apresentadas a seguir:

Ainsworth, E. A. &Rogers, A. A resposta da fotossíntese e da condutância estomática ao aumento (CO₂ ):mecanismos e interações ambientais. Planta, Célula e Meio Ambiente 30, 258-270 (2007).

Leakey, A. D. B., Ainsworth, E. A. et al. CO elevado₂ efeitos nas relações de carbono, nitrogênio e água nas plantas; seis lições importantes do FACE. Journal of Experimental Botany 60, 2859-2876 (2009).

Agradecimentos também ao Serviço de Pesquisa Agrícola, a principal agência de pesquisa científica interna do Departamento de Agricultura dos EUA. ARS se concentra em soluções para problemas agrícolas que afetam a América. Cada dólar investido em pesquisa agrícola resulta em US$ 20 de impacto econômico.