Soil erosion induced by the introduction of new pasture species in a faxinal farm of Southern Brazil

Abstract

El sistema de gestión faxinal es un sistema agro-silvopastoril en peligro de extinción que forma parte de la gestión local tradicional en el estado federal de Paraná (Brasil). Los importantes cambios en la ordenación de las tierras que se han producido desde el decenio de 1970 han hecho que los agricultores busquen alternativas para aumentar la productividad de sus explotaciones. La introducción de nuevas especies de pastos está causando problemas de degradación de la tierra, de los cuales la erosión del suelo es el desafío más importante. Por lo tanto, en este estudio, evaluamos las consecuencias ambientales de la introducción de especies exóticas de pastos, como Brachiaria decumbens. Para lograr este objetivo, se instalaron diez parcelas de erosión con pastos exóticos y nativos (Paspalum notatum Flüggé) para cuantificar las pérdidas de suelo y agua en las parcelas emparejadas. También se estimaron las precipitaciones totales por evento, las propiedades del suelo (cobertura del suelo, textura, materia orgánica, densidad aparente, porosidad y resistencia a la penetración del suelo) y la producción de pastos. Nuestros resultados mostraron una disminución de la materia orgánica y la porosidad y un aumento de la densidad aparente en las parcelas de pastos exóticos. El seguimiento de la erosión del suelo mostró mayores pérdidas de suelo en las parcelas cultivadas exóticas (359,8 g m-2 o 3,6 mg ha-1) que en las parcelas nativas (90,7 g m-2 o 0,91 mg ha-1). El mayor porcentaje de superficies de suelo desnudo y compactación coincidió con las mayores tasas de erosión del suelo medidas en los pastizales exóticos. Sin embargo, la producción media de forraje en las parcelas exóticas fue casi cinco veces mayor (987 kg MS ha-1) que en las nativas (204 kg DM ha-1). Estos hallazgos confirman que los agricultores tienen un conflicto interno. Quieren optimizar la producción de forraje, pero esto conduce a altas tasas de erosión del suelo y reduce la fertilidad del suelo a medio y largo plazo. El sistema de pastoreo tradicional, menos productivo, es más sostenible desde el punto de vista ambiental y cultural. Sin embargo, este sistema puede no ser sostenible desde el punto de vista económico.

The faxinal management system is an endangered agro-silvopastoral system which forms part of the local traditional management in the Paraná federal state (Brazil). Significant changes in land management since the 1970s caused farmers to look for alternatives to increase the productivity of their farms. The introduction of new pasture species is causing land degradation problems, of which soil erosion is the most important challenge. Therefore, in this study, we assessed the environmental consequences of introducing exotic pasture species, such as Brachiaria decumbens. To achieve this goal, ten erosion plots were installed with exotic and native pastures (Paspalum notatum Flüggé) to quantify soil and water losses in paired plots. Total rainfall per event, soil properties (soil cover, texture, organic matter, bulk density, porosity, and soil penetration resistance), and pasture production were also estimated. Our results showed a decrease in organic matter and porosity and an increase of the bulk density in the exotic pasture plots. Soil erosion monitoring showed higher soil losses for the exotic cultivated plots (359.8 g m-2 or 3.6 mg ha-1) than for the native plots (90.7 g m-2 or 0.91 mg ha-1). The highest percentage of bare soil surfaces and compaction coincided with the highest soil erosion rates measured in the exotic pastures. However, the mean fodder production in the exotic plots was almost five times higher (987 kg DM ha-1) than in the native ones (204 kg DM ha-1). These findings confirm that farmers have an internal conflict. They want to optimize the production of fodder, but this leads to high soil erosion rates and reduces soil fertility in the medium- and long-term. The traditional, less productive pastoral system is more sustainable from an environmental and cultural point of view. However, this system may not be sustainable from an economic point of view.