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Managing grazing animals to achieve nutrient cycling and soil improvement in no-till integrated systems

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Nutrient Cycling in Agroecosystems Aims and scope Submit manuscript

Abstract

Crop-livestock systems are regaining their importance as an alternative to unsustainable intensive farming systems. Loss of biodiversity, nutrient pollution and habitat fragmentation are a few of many concerns recently reported with modern agriculture. Integrating crops and pastures in no-till systems can result in better environmental services, since conservation agriculture is improved by system diversity, paths of nutrient flux, and other processes common in nature. The presence of large herbivores can positively modify nutrient pathways and soil aggregation, increasing soil quality. Despite the low diversity involved, the integration of crops and pastures enhances nature’s biomimicry and allows attainment of a higher system organization level. This paper illustrates these benefits focusing on the use of grazing animals integrated with crops under no-tillage systems characteristic of southern Brazil.

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References

  • Aguinaga AAQ, Carvalho PCF, Anghinoni I et al (2006) Produção de novilhos superprecoces em pastagem de aveia e azevém submetida a diferentes alturas de manejo. Rev Bras Zoot 35:1765–1773

    Google Scholar 

  • Assmann TS, Ronzelli P, Moraes A et al (2003) Rendimento de milho em área de integração lavoura-pecuária sob o sistema plantio direto, em presença e ausência de trevo branco, pastejo e nitrogênio. Rev Bras Ciên Solo 27:675–683

    Google Scholar 

  • Baggio C, Carvalho PCF, Silva JLS et al (2009) Padrões de deslocamento e captura de forragem por novilhos em pastagem de azevém anual e aveia-preta manejada sob diferentes alturas em sistema de integração lavoura-pecuária. Rev Bras Zoot 38:215–222

    Google Scholar 

  • Bayer C (1996) Dinâmica da matéria orgânica em sistemas de manejo de solos. Thesis, Universidade Federal do Rio Grande do Sul

  • Blair GJ, Lefroy RDB, Lisle L (1995) Soil carbon fractions based on their degree of oxidation, and the development of a carbon management index, for agricultural systems. Aust J Agric Res 46:1459–1466

    Article  Google Scholar 

  • Bona Filho A (2002) Integração lavoura x pecuária com a cultura do feijoeiro e pastagem de inverno, em presença e ausência de trevo branco, pastejo e nitrogênio. Thesis, Universidade Federal do Paraná

  • Bravo ES, Carvalho PCF, Macari S et al (2007) Produção de novilho super-precoce em sistema de integração lavoura-pecuária submetido a diferentes alturas de pastejo. Paper presented at the international symposium on integrated crop-livestock systems. Curitiba, 13–15 August 2007

  • Briske DD, Derner JD, Brown JR et al (2008) Rotational grazing on rangelands: reconciliation of perception and experimental evidence. Rangel Ecol Manage 61:3–17

    Article  Google Scholar 

  • Cardoso RR, Carvalho PCF, Carassai IJ et al (2007) O manejo do pastejo e seu impacto nos atributos físicos de um argissolo vermelho em integração lavoura-pecuária. Paper presented at the international symposium on integrated crop-livestock systems. Curitiba, 13–15 August 2007

  • Carvalho PCF, Anghinoni I, Moraes A et al (2005) O estado da arte em integração lavoura-pecuária. In: Gottschall CS, Silva JLS, Rodrigues NC (eds) Proceedings of Produção animal: mitos, pesquisa e adoção de tecnologia. ULBRA, Canoas, 2005

  • Carvalho PCF, Moraes A, Anghinoni I et al (2006) Manejo da integração lavoura-pecuária para a região de clima subtropical. In: Proceedings of Encontro Nacional de Plantio Direto na Palha, Uberaba, 2007

  • Carvalho PCF, Silva JLS, Moraes A et al (2007) Manejo de animais em pastejo em sistemas de integração lavoura-pecuária In: Moraes A, Carvalho PCF et al (eds) Proceedings of the international symposium on integrated crop-livestock systems. Curitiba, 2007

  • Cassol LC (2003) Relações solo-planta-animal num sistema de integração lavoura-pecuária em semeadura direta com calcário na superfície. Thesis, Universidade Federal do Rio Grande do Sul

  • Cattelan AJ, Vidor C (1990) Flutuações na biomassa, atividade e população microbiana do solo, em função de variações ambientais. Rev Bras Ciên Solo 14:133–142

    Google Scholar 

  • Conte O, Levien R, Trein CR et al (2007) Demanda de tração em haste sulcadora na integração lavoura-pecuária com diferentes pressões de pastejo e a sua relação com o estado de compactação do solo. Eng Agríc 27:222–228

    Article  Google Scholar 

  • Corazza EJ, Silva JE, Resk DVS et al (1999) Comportamento de diferentes sistemas de manejo como fonte ou deposito de carbono em relação a vegetação de Cerrado. Rev Bras Ciên Solo 23:425–432

    CAS  Google Scholar 

  • Costa JLS, Rava CA (2003) Influência da Braquiária no manejo de doenças do feijoeiro com origem no solo. In: Kluthcouski J, Stone LF, Aidar H (eds) Integração Lavoura-Pecuária. Embrapa Arroz e Feijão, Santo Antônio de Goiás, pp 523–534

    Google Scholar 

  • Diekow J, Mielniczuk J, Knicker H et al (2005) Carbon and nitrogen stocks in physical fractions of a subtropical Acrisol as influenced by long-term no-till cropping systems and N fertilization. Plant Soil 268:319–328

    Article  CAS  Google Scholar 

  • Entz MH, Bellotti WD, Powell JM (2005) Evolution of integrated crop-livestock production systems. In: McGilloway DA et al (eds) Grassland: a global resource. Wageningen Academic Publishers, The Netherlands, pp 137–148

    Google Scholar 

  • Ferreira EVO (2009) Dinâmica de potássio em sistema de integração lavoura-pecuária em plantio direto sob intensidades de pastejo. Dissertation, Universidade Federal do Rio Grande do Sul

  • Flores JPC (2004) Atributos de solo e rendimento de soja em um sistema de integração lavoura-pecuária com diferentes pressões de pastejo em plantio direto com calcário aplicado na superfície. Dissertation, Universidade Federal do Rio Grande do Sul

  • Flores JPC, Anghinoni I, Cassol LC et al (2007) Atributos físicos e rendimento de soja em sistema plantio direto em integração lavoura-pecuária com diferentes pressões de pastejo. Rev Bras Ciên Solo 31:771–780

    Google Scholar 

  • Fontaneli RS, Santos HP, Ambrosi I et al (2000) Sistemas de produção de grãos com pastagens anuais de inverno, sob plantio direto. Embrapa Trigo, Passo Fundo

    Google Scholar 

  • Gama-Rodrigues EF (1999) Biomassa microbiana e ciclagem de nutrientes. In: Santos GA, Camargo FAO (eds) Fundamentos da matéria orgânica: ecossistemas tropicais e subtropicais. Genesis, Porto Alegre, pp 227–243

    Google Scholar 

  • Haynes RJ, Beare MH (1996) Aggregation and organic matter storage in mesothermal humid soils. In: Carter MR, Stewart BA (eds) Structure and organic matter storage in agricultural soils. CRC Press, Boca Raton, pp 214–262

  • Hedley MJ et al (1982) Changes in inorganic soil phosphorus fractions induced by cultivation practices and by laboratory incubations. Soil Sci Soc Am J 46:970–976

    Article  CAS  Google Scholar 

  • Holland JM (2004) The environmental consequences of adopting conservation tillage in Europe: reviewing the evidence. Agric Ecosyst Environ 103:1–25

    Article  Google Scholar 

  • Keulen H, Schiere H (2004) Crop-livestock systems: old wine in new bottles? In: Fischer T et al (eds) New directions for a diverse planet. Proceedings of the IV international crop science congress, Australia, 2004

  • Kirschenmann FL (2007) Potential for a new generation of biodiversity in agroecosystems of the future. Agron J 99:373–376

    Article  Google Scholar 

  • Kluthcouski J, Stone LF (2003) Desempenho de culturas anuais sobre palhada de braquiária. In: Kluthcouski J, Stone LF, Aidar H (eds) Integração Lavoura-Pecuária. Embrapa Arroz e Feijão, Santo Antônio de Goiás, pp 501–522

    Google Scholar 

  • Landers JN (2007) Tropical crop-livestock systems in conservation agriculture: the Brazilian experience. Integr Crop Manag 5:1–92

    Google Scholar 

  • Lemaire G, Benoit M, Vertès F (2003) Rechercher de nouvelles organisations à l’échelle d’un territoire pour concilier autonomie protéique et préservation de l’environment. Fourrag 175:303–318

    Google Scholar 

  • Lemaire G, Wilkins R, Hodgson J (2005) Challenges for grassland science: managing research priorities. Agric Syst Environ 108:99–108

    Google Scholar 

  • Lopes MLT (2008) Sistema de integração lavoura-pecuária: desempenho de novilhos superprecoces e rendimento subseqüente da cultura de soja. Dissertation, Universidade Federal do Rio Grande do Sul

  • Lopes MLT, Carvalho PCF, Anghinoni I et al (2008) Sistema de integração lavoura-pecuária: desempenho e qualidade da carcaça de novilhos superprecoces terminados em pastagem de aveia e azevém manejada sob diferentes alturas. Ciên Rur 38:1765–1773

    Google Scholar 

  • Lunardi R, Carvalho PCF, Trein CR et al (2008) Rendimento de soja em sistema de integração lavoura-pecuária: efeito de métodos e intensidades de pastejo. Ciên Rur 38:795–801

    Google Scholar 

  • Lustosa SBC (1998) Efeito do pastejo nas propriedades químicas do solo e na produção de soja e milho sobre pastagem consorciada de inverno no sistema de integração lavoura-pecuária. Dissertation, Universidade Federal do Paraná

  • Mac Donald RM (1986) Extraction of microorganisms from soil. Biol Agric Hortic 3:361–365

    Google Scholar 

  • Mielniczuk J (2005) Manejo conservacionista da adubação potássica. In: Yamada T, Roberts T (eds) Potássio na Agricultura Brasileira. Instituto da Potassa e Fosfato, Piracicaba, pp 165–178

    Google Scholar 

  • Mielniczuk J, Bayer C, Vezzani FM et al (2003) Manejo de solo e culturas e sua relação com os estoques de carbono e nitrogênio do solo. In: Curi N et al (eds) Tópicos em Ciência do Solo, vol 3. UFV, Viçosa, pp 209–248

    Google Scholar 

  • Moraes A, Pelissari A, Alves SJ et al (2002) Integração lavoura-pecuária no Sul do Brasil. In: Mello NA, Assmann TS (eds) Proceedings of Integração Lavoura-pecuária no Sul do Brasil. Pato Branco, 2002

  • Moraes A, Alves SJ, Pelissari A et al (2003) Atualidades na integração lavoura e pecuária na região sul do Brasil. In: Gottschall CS, Silva JLS, Centeno NR (eds) Proceedings of VIII Ciclo de Palestras em Produção e manejo de Bovinos. ULBRA, Canoas, 2003

  • Moraes A, Lang CR, Carvalho PCF et al (2007) Integrated crop-livestock systems in the subtropics. In: Moraes A, Carvalho PCF et al (eds) Proceedings of the international symposium on integrated crop-livestock systems. Curitiba, 2007

  • Moreira FMS, Siqueira JO (2006) Microbiologia e bioquímica do solo. UFLA, Lavras

    Google Scholar 

  • Pizzolo L (2005) Evolution of nitrogen profiles under an agropastoral system in Rio Grande do Sul. Mémoire d’études, Université Catholique de Louvain-la-Neuve

  • Randall GW, Huggins DR, Russelle MP et al (1997) Nitrate losses through subsurface tile drainage in conservation reserve program, alfalfa, and row crop systems. J Environ Qual 26:1240–1247

    Article  CAS  Google Scholar 

  • Reis JCL, Saibro JC (2004) Integração do arroz com pastagens cultivadas e pecuária. In: Gomes AS, Magalhães AM Jr (eds) Arroz Irrigado no Sul do Brasil. Embrapa Clima Temperado, Pelotas, pp 831–859

    Google Scholar 

  • Rocha LM (2007) Altura de manejo do pasto e suas conseqüências sobre a produção animal e a dinâmica de uma pastagem anual de inverno. Dissertation, Universidade Federal do Rio Grande do Sul

  • Rossato RR (2004) Potencial de ciclagem de nitrogênio e potássio pelo nabo forrageiro intercalar ao cultivo do milho e trigo sob plantio direto. Dissertation, Universidade Federal de Santa Maria

  • Russelle MP, Franzluebbers AJ (2007) Introduction to “symposium: integrated crop-livestock systems for profit and sustainability”. Agron J 99:323–324

    Article  Google Scholar 

  • Russelle MP, Entz M, Franzluebbers AJ (2007) Reconsidering integrated crop-livestock systems in North America. Agron J 99:323–324

    Article  Google Scholar 

  • Saibro JC, Silva JLS (1999) Integração sustentável do sistema arroz x pastagens utilizando misturas forrageiras de estação fria no litoral norte do Rio Grande do Sul. In: Gottschall CS, Silva JLS, Rodrigues NC (eds) IV Proceedings of the Ciclo de Palestras em Produção e manejo de Bovinos de Corte, Porto Alegre, 1999

  • Salton JC (2007) Dinâmica do carbono em sistemas de integração lavoura-pecuária. In: Moraes A, Carvalho PCF et al (eds) Proceedings of the international symposium on integrated crop-livestock systems. Curitiba, 2007

  • Schiere JB, Kater L (2001) Mixed crop-livestock farming: a review of traditional technologies based on literature and field experience. FAO Animal Production and Health Papers No. 152. FAO, Rome

  • Shiftlet TN, Darby GM (1985) Forages and soil conservation. In: Heath ME et al (eds) Forages: the science of grassland agriculture, 4th edn. Iowa State University Press, Ames, pp 21–32

    Google Scholar 

  • Silva HA, Koehler HS, Moraes A et al (2008) Análise da viabilidade econômica da produção de leite a pasto e com suplementos na região dos Campos Gerais—Paraná. Ciên Rur 38:445–450

    Google Scholar 

  • Souto MS (2008) Pastagem de aveia e azevém na integração lavoura-pecuária: produção de leite e características do solo. Dissertation, Universidade Federal do Paraná

  • Souza ED (2008) Evolução da matéria orgânica, do fósforo e da agregação em sistema de integração agricultura-pecuária em plantio direto, submetido a intensidades de pastejo. Thesis, Universidade Federal do Rio Grande do Sul

  • Souza ED, Costa SEVGA, Lima CVS et al (2008) Carbono orgânico e fósforo microbiano em sistemas de integração agricultura-pecuária submetidos a intensidades de pastejo em plantio direto. Rev Bras Ciên Solo 32:1273–1283

    Google Scholar 

  • Thomas D (2001) Editorial. Agric Syst 71:1–4

    Article  Google Scholar 

  • Tisdall JM, Oades JM (1982) Organic matter and water-stable aggregates in soils. J Soil Sci 33:141–163

    Article  CAS  Google Scholar 

  • Vieira FTS (2004) Produção da pastagem de inverno, rendimento animal e produtividade da soja em integração lavoura-pecuária. Dissertation, Universidade Federal do Paraná

  • Vilela L, Macedo MCM, Martha GB Jr (2003) Benefícios da Integração Lavoura-pecuária. In: Kluthcouski J, Stone LF, Aidar H et al (eds) Integração Lavoura-pecuária. Embrapa Arroz e Feijão, Santo Antônio de Goiás, pp 144–170

    Google Scholar 

  • Wilkinson SR, Lowrey RW (1973) Cycling of mineral nutrients in pasture ecosystems. In: Butler GW, Bailey RW (eds) Chemistry and biochemistry of herbage. Academic Press, New York, pp 247–325

    Google Scholar 

  • Zimmer AH, Macedo MCM, Kichel AN et al (2004) Integrated agropastoral production systems. In: Guimarães EP et al (eds) Agropastoral systems for the tropical savannas of Latin America. CIAT, Colombia, pp 253–290

    Google Scholar 

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Acknowledgments

The authors are grateful to CNPq, FAPERGS, Fundação AGRISUS, MAPA and Agropecuária Cerro Coroado for funds, Caterina Batello and Eric Kueneman from FAO Crop and Grassland Service for their support to disseminate information in conservation agriculture, and Gilles Lemaire for being responsible for a new research generation in southern Brazil.

Author information

Authors and Affiliations

  1. Faculty of Agronomy, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Av. Bento Gonçalves 7712 Cx Postal 776, Porto Alegre, RS, CEP 91501-970, Brazil

    Paulo César de Faccio Carvalho, Ibanor Anghinoni, Marília Lazzarotto Terra Lopes, Osmar Conte, Cristiane de Lima Wesp, Renato Levien & Cimelio Bayer

  2. Universidade Federal do Parana, Curitiba, Brazil

    Anibal de Moraes & Claudete Reisdorfer Lang

  3. Virginia Polytechnic Institute & State University, Blacksburg, VA, USA

    João Paulo Cassol Flores

  4. Universidade Federal de Goias, Jatai, Brazil

    Edicarlos Damacena de Souza

  5. Ohio State University, Columbus, OH, USA

    Reuben Mark Sulc

  6. Embrapa Clima Temperado, Pelotas, Brazil

    Jamir Luis Silva da Silva

  7. Embrapa, Centro Nacional de Pesquisa de Trigo, Passo Fundo, Brazil

    Renato Serena Fontaneli

Authors
  1. Paulo César de Faccio Carvalho
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  2. Ibanor Anghinoni
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  3. Anibal de Moraes
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  4. Edicarlos Damacena de Souza
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  5. Reuben Mark Sulc
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  6. Claudete Reisdorfer Lang
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  7. João Paulo Cassol Flores
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  8. Marília Lazzarotto Terra Lopes
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  9. Jamir Luis Silva da Silva
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  10. Osmar Conte
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  11. Cristiane de Lima Wesp
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  12. Renato Levien
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  13. Renato Serena Fontaneli
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  14. Cimelio Bayer
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de Faccio Carvalho, P.C., Anghinoni, I., de Moraes, A. et al. Managing grazing animals to achieve nutrient cycling and soil improvement in no-till integrated systems. Nutr Cycl Agroecosyst 88, 259–273 (2010). https://doi.org/10.1007/s10705-010-9360-x

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