Fertilization and overseeding in the southern grasslands : impacts on productivity, fertility and carbon and nitrogen soil stocks

Abstract

Increasing forage and meat productivity in the natural grasslands of the Pampa biome is crucial to prevent their conversion into annual crops and planted pastures and forests. This approach serves as a strategy for preserving ecological balance and conserving biodiversity. This research evaluates the effects of various improvement technologies on forage and animal productivity, fertility and soil C and N stocks, as well as their impact on the botanical composition of species in the southern grasslands of Brazil. The improvement technologies included liming, fertilization with N, P and K, as well as the overseeding of exotic forage species. The studies were based on evaluations on five farms in the Pampa biome, as well as a meta-analysis aimed at identifying the factors with the greatest impact on animal and forage productivityin previously published studies. In the meta-analysis, the improvement technologies resulted in an 35% and 82% average increase in forage and animal productivity, respectively. The amount of N+P+K applied per hectare and the soil class were the factors that had the greatest impact on forage productivity. In the field experiments, the use of improvement technologies had the potential to promote an average increase in forage productivity of 87%. Sites with soils of lower natural fertility and, consequently, lower forage productivity, are more responsive to the application of improvement technologies with a gain in forage productivity of up to 191% and annual rate of C accumulation in the soil between 2.3 and 3.6 Mg ha-1over the long-term adoption of the technologies, even though in the initial years there may be losses in stocks, especially in soils with high initial C and N stocks. In the long term, improvement technologies can also lead to losses in species richness and diversity on sites with higher natural fertility.

O aumento da produtividade de forrageme da carne nas pastagens naturais do bioma Pampa é crucial para evitar a sua conversão em lavouras anuais e pastagens e florestas plantadas. Esta abordagem serve como estratégia para preservar o equilíbrio ecológico e a conservação da biodiversidade. Apresente pesquisa avaliou os efeitos de diversas tecnologias de melhoramento sobre a produtividade de forragem, de animais, fertilidade e estoques de C e N do solo, bem como seus impactos na composição botânica das espécies nos campos sulinos do Brasil. As tecnologias de melhoramento incluíram calagem, fertilização com N, Pe K, bem como a sobressemeadura de espécies forrageiras exóticas. Os estudos se basearam em uma meta-análise com objetivo de identificar os fatores com maior impacto na produtividade forrageira e animal nos trabalhos já publicados e avaliações de solo e forragem em cinco propriedades rurais do bioma Pampa. Na meta-análise, as tecnologias de melhoramento das pastagens naturais resultaram em 35e 82% de aumento médio na produtividade de forragem e animal, respectivamente. A quantidade aplicada de N+P+K por hectare e a classe de solo foram os fatores que mais impactaram a produção de forragem. Nos experimentos de campo, o uso de tecnologias de melhoramento apresentou um potencial para promover o aumento médio da produtividade de forragem de 87%. Locais com solos de menor fertilidade natural e, consequentemente, menor produtividade das pastagens, foram mais responsivos à aplicação de tecnologias de melhoramento com um ganho de produtividade de forragem de até 191%e uma taxa anual de acúmulo de C no solo entre 2.3 e 3.6 Mg ha-1a longo prazo de adoção das tecnologias, mesmo que nos anos iniciais possam ocorrer perdasnos estoques principalmente em solos com elevados estoques iniciais de C e N. A longo prazo as tecnologias de melhoramento podem também propiciar perdas na riqueza e diversidade de espécies em locais de maior fertilidade natural.