AGRICULTURAL SCIENCES
Hydrocyanic acid content and growth rate of sorghum x sudangrass hybrid during fall
Teor de ácido cianídrico e taxa de crescimento do híbrido de sorgo x capim sudão durante o outono
Flávia Fernanda SimiliI; Maria Lúcia Pereira LimaII; Maria Izabel Merino de MedeirosIII; Claudia Cristina Paro de PazII; Ana Claudia RuggieriIV; Ricardo Andrade ReisIV
IAgência Paulista de Tecnologia dos Agronogócios/APTA – Secretaria de Agricultura e Abastecimento/SAA – Avenida Bandeirantes – Ribeirão Preto – 14.030-670 – São Paulo – SP – Brasil – [email protected]
IIAgência Paulista de Tecnologia dos Agronogócios/APTA – Secretaria de Agricultura e Abastecimento/SAA – Ribeirão Preto – São Paulo – SP – Brasil
IIIInstituto de tecnologia de Alimentos/ITAL – Agência Paulista de Tecnologia dos Agronogócios/APTA – Secretaria de Agricultura e Abastecimento/SAA – Campinas – SP – Brasil
IVUniversidade Estadual Paulista “Julio de Mesquita Filho”/UNESP – Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias – Campus de Jaboticabal
ABSTRACT
In central Brazil after soybean or other annual agricultural species is harvested, sorghum hybrids are planted in the fall in order to establish pastures for grazing animals. This study conducted for two consecutive years aimed at quantifying the contents of hydrocyanic acid in the leaves and determining plant height, forage dry matter yield and the leaf/stem ratio for sorghum hybrid 1P400 at different ages. Statistical analysis was performed by regression analysis based on plant age. Leaf HCN content decreased with plant growth, ranging from 205.0 and 230.3 mg HCN/100 g leaf DM at two weeks old to 5.9 and 6.1 mg HCN/100 g leaf DM at five weeks old in the first and second year, respectively. As alturas médias medidas variaram de 60 e 56 cm, na 4ª semana, a 117 e 151 cm, na 8ª semana, durante o primeiro e segundo ano experimental, respectivamente. A massa forrageira aumentou linearmente com a idade e apresentou uma média de 1,411 e 1,637 kg DM/ha no primeiro ano e, 2,905 e 3,640 kg DM/ha no segundo ano, durante a 7ª e 8ª semana, respectivamente. A proporção de folhas diminuiu enquanto o caule aumentou linearmente com a idade da planta. A proporção folha/ caule diminuiu com o crescimento da planta, alongamento e aumento do peso do caule. O híbrido de sorgo deve ser apascentado somente após cinco semanas ou quando a altura da planta estiver acima de 80 cm, a fim de evitar o risco de envenenamento por cianeto.
Termos index: Erva anual, plantas cianogênicas, teste de picro-sódio, planta tóxica.
RESUMO
No Brasil Central, híbridos de sorgo podem ser semeados no outono, após a colheita da soja ou outra espécie de planta anual, com o objetivo de fornecer alimento aos ruminantes por meio de pastejo. O trabalho foi desenvolvido, por dois anos consecutivos, com o objetivo de quantificar os teores de ácido cianídrico das folhas e mensurar a altura das plantas, produção de massa seca de forragem e a proporção de folha e colmo nas diferentes idades do hibrido de sorgo IP400. A análise estatística foi realizada por meio de análise de regressão em função da idade das plantas. O teor de HCN nas folhas decresceu com o desenvolvimento das plantas, apresentando 205,0 e 230,3 mg HCN/100 g de MS de folha, com duas semanas de crescimento e 5,9 e 6,1 mg HCN/100 g de MS de folha, na quinta semana de crescimento, no primeiro e segundo ano, respectivamente. As plantas apresentaram em média 60 e 56 cm, na 4ª semana, e 117 e 151 cm na 8ª semana, no primeiro e segundo ano, respectivamente. A massa de forragem aumentou linearmente, com a idade, apresentando, em média, na sétima e oitava semanas de avaliação, 1.411 e 1.637 kg de MS/ha no primeiro ano e 2.905 e 3.640 kg de MS/ha no segundo ano, respectivamente. Com o crescimento das plantas, a proporção de folhas diminuiu e a proporção de colmo aumentou linearmente. A relação folha/colmo diminuiu com o crescimento, com o alongamento das plantas e aumento do peso dos colmos. O híbrido de sorgo deve ser pastejado, somente após a quinta semana de crescimento ou quando as plantas tiverem acima de 80 cm para não haver risco de intoxicação por HCN.
Termos para indexação: Gramíneas anuais, planta cianogênica, teste picro-sódico, planta tóxica.
INTRODUCTION
In tropical regions, such as central Brazil, sorghum hybrids can be planted off-season in February or March (fall), after soybean or other annual species is harvested, in order to provide feed to grazing ruminants. Por outro lado, as plantas jovens de sorgo são consideradas cianogênicas porque contêm glicosídeo cianogênico, ésteres que podem liberar substâncias tóxicas quando a estrutura da planta se rompe devido ao estresse causado pelo pastoreio, pisoteio ou seca (GILLINGHAM, 1969; MELO, 2003; MONTAGNER, 2005).
Durrina, o mais importante glucosídeo cianogênico, na presença da enzima b-glucosidase libera açúcar e ácido cianídrico (HCN), um líquido incolor muito volátil, considerado uma das substâncias mais tóxicas já conhecidas. Os ruminantes são mais susceptíveis à intoxicação por HCN do que os monogástricos. O pH ácido do estômago dos monogástricos não permite que a enzima linamarase atue e, portanto, a liberação de cianeto diminui, dando tempo para sua eliminação sem atingir a dose letal (DOWLING; MACKENZIE, 1993). Entretanto, em ruminantes a combinação de pH neutro e a presença de bactérias capazes de hidrolisar a linamarina são consideradas de alto risco, pois o cianeto é liberado rapidamente e pode atingir a dose letal antes de ser eliminado do organismo animal. Haque et al. (2002) também estudaram o efeito do pH e concluíram que o HCN é mais tóxico em pH neutro.
Nóbrega Junior. et al. (2006) investigaram o envenenamento por HCN em caprinos que se alimentam de Sorghum halepense (L.) Pers., uma espécie altamente tóxica e invasiva. As cabras, após 30 dias, apresentaram dispneia grave e micção frequente, sinal de intoxicação aguda que leva à morte.
Sorghum variedades de sorgo several e híbridos com diferentes potenciais de HCN nas suas folhas foram estudados, tendo sido detectado um forte efeito genético/componente no conteúdo de HCN nas plantas (LAMB et al., 1991). Wheeler et al. (1990) estudaram os híbridos S. bicolor (L.) Moench e S. sudanense (Piper) Stapf e relataram forte influência da fertilização nitrogenada e da idade das plantas sobre o conteúdo de HCN nas folhas. A forragem de crescimento do híbrido Zulu, após três semanas, teve 100 mg HCN/100 g DM quando fertilizado com 200 kg N/ha e 76 mg HCN/100 g DM sem topdressing, enquanto o híbrido Silk teve 185 mg HCN/100 g DM quando fertilizado com 200 kg N/ha e 33 mg HCN/100 g DM sem topdressing, mostrando assim um comportamento diferente para diferentes híbridos. A fertilização com fosfato não afetou os níveis de HCN enquanto as concentrações de HCN caíram acentuadamente com a idade, altura da planta e número de folhas expandidas.
Um fator importante para o acúmulo de HCN é o rápido crescimento da planta após as primeiras chuvas, que pode ser composto por um período de crescimento rápido após períodos de crescimento lento devido à seca ou baixas temperaturas (GORASHI; DROLSOM; SCHOLL, 1980; RADOSTITS, 2002).
Aven para diferentes regiões e tempos de avaliação, o híbrido de sorgo mostra flexibilidade em relação à época de plantio e boa produção de forragem. Simili et al. (2010) estudaram o sorgo irrigado AG 2501C e relataram 4 ciclos de pastoreio com uma produtividade média de 2.800 kg DM/ha por corte, de abril a setembro de 2002. Outro estudo com duas sementeiras (Dezembro e Março) teve rendimentos semelhantes para o híbrido de sorgo 1P400, 3.234 e 3.135 kg DM/ha por corte, respectivamente (SIMILI et al., 2011).
É necessário estabelecer se o híbrido de sorgo 1P400 apresenta o risco de envenenamento por cianeto para o gado de pastagem e a idade ideal da planta quando o pastoreio proporciona boas forragens para os animais e o risco de envenenamento já não está presente. Estudos desta natureza são de grande importância para o gado bovino, ovino e caprino devido ao uso crescente desta erva para pastagem em várias regiões tropicais.
O objectivo deste estudo foi quantificar os níveis de ácido cianídrico nas folhas, para determinar a altura da planta, o rendimento de matéria seca das forragens e a relação folha/tempo em diferentes datas de colheita do sorgo híbrido IP400 para estabelecer o momento ideal para começar a pastagem pelo gado.
MATERIAL E MÉTODOS
O experimento foi realizado por dois anos consecutivos na fazenda experimental da Agência Paulista de Tecnologia dos Agronegócios (APTA) em Ribeirão Preto, região centro-oeste do estado de São Paulo (21º42’S, 47º24’W e altitude 535 m). O clima é tropical com inverno seco. As altas e baixas temperaturas, assim como a pluviosidade na região, são mostradas na figura 1.
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A área tem um relevo ligeiramente ondulado e o solo é classificado como Distroferric Red Latosol (EMPRESA BRASILEIRA DE PESQUISA AGROPECUÁRIA-EMBRAPA, 1999). O sorgo foi plantado em uma área de 600 m2 dividida em três lotes de 200 m2 (4 x 50) cada, com duas repetições por lote. As características químicas das amostras de solo coletadas em cada parcela foram: parcela 1, pH CaCl2 = 4,9; matéria orgânica = 43 g/dm3; fósforo em resina = 38 mg/ dm3; soma das bases = 48,9 mmol/dm3; e saturação das bases, V% = 51%. As amostras de solo da parcela 2 apresentaram CaCl2 = 4,6; matéria orgânica = 37 g/dm3; fósforo em resina = 30 mg/ dm3; soma das bases = 42,1 mmol/ dm3; e V% = 42% enquanto para a parcela 3, pH CaCl2 = 4.9; matéria orgânica = 40 g/dm3; fósforo em resina = 21 mg/ dm3; soma das bases = 45,4 mmol/dm3; e V% = 49%.
As ervas daninhas foram dessecadas com herbicida glifosato antes da sementeira. A semeadura foi realizada em 20 de março em ambos os anos experimentais, sob o sistema de plantio direto, usando 12 kg de semente/ha do híbrido sorgo (S. bicolor x S. sudanense) 1P400, pela Dow Agrosciences, recomendado para pastagem. A fertilização utilizou 120 kg/ha de fertilizante 8-28-16+Zn, sem topdressing, pois houve fertilização residual da cultura da soja plantada anteriormente em ambos os anos experimentais.
A amostragem da planta foi aleatória dentro de cada parcela e consistiu no corte de um metro de grama ao nível do solo para cada repetição, dois por parcela. As amostras foram então levadas ao laboratório onde foram pesadas e separadas de acordo com cada variável de resposta. As variáveis de resposta estudadas foram: teor de ácido cianídrico das folhas, rendimento de matéria seca forrageira (FDM), altura da planta, proporção de folhas e caules e relação folha/tempo (L/S).
As primeiras amostras foram coletadas no final da segunda semana de crescimento, portanto as plantas tinham 14 dias e continuaram até que as inflorescências surgissem na oitava semana.
O teor de ácido cianídrico foi medido nas folhas até que os valores fossem próximos de zero, ou seja, até a quinta semana para ambos os anos experimentais. O conteúdo de HCN foi determinado pelo teste Guignard (MONTGOMERY, 1969), que é um teste quantificador semi-analítico onde as cores resultantes são comparadas com um padrão. O papel picrato de sódio é preparado mergulhando o papel filtro (± 1 x 10 cm) numa solução de ácido pícrico e carbonato de sódio. As folhas híbridas de sorgo 1P400 foram separadas em lâminas e caules (com bainha), cortadas e pesadas em amostras de ± 0,5 g que foram depois colocadas em tubos de ensaio com tampa (2 x 12 cm) e adicionadas de água (± 1 mL). Os papéis de filtro de picrato de sódio foram suspensos nos tubos de ensaio a partir da tampa, que foram levados para um banho de água a 38º C, durante pelo menos 12h. O resultado foi considerado positivo quando a cor da tira de papel de picrato de sódio mudou de amarelo para vermelho terroso. Posteriormente, as tiras de papel de sorgo híbrido 1P400 foram comparadas a uma curva padrão preparada para uma solução de cianeto de potássio contendo 0 a 1 mg de cianeto por mL. A quantidade de ácido cianídrico foi então determinada ao longo do tempo (em semanas) através do cálculo do HCN por grama de matéria seca foliar.
A matéria seca forrageira foi obtida a partir da subamostra contendo os topos das plantas que foram secos em estufa a 55ºC, por pelo menos 72 horas até peso constante (SILVA; QUEIROZ, 2002).
Altura da planta foi determinada em dez pontos de amostragem por metro usando uma régua graduada em cm colocada no ponto de inflexão da folha ou na ponta da folha bandeira, quando havia inflorescência.
As diferentes frações de forragem foram obtidas das subamostras que foram separadas em folha (lâmina foliar) e caule (com bainha). Estas frações também foram secas em estufa forçada a 55ºC, durante pelo menos 72 h até peso constante para determinar o teor de matéria seca. A relação folha/tronco foi obtida pela divisão do material seco foliar e caule mais o material seco com bainha.
Análise estatística foi realizada por análise de regressão baseada na idade da planta, utilizando o software PROC GLM (STATISTICAL ANALYSIS SYSTEM – SAS, 2003) para cada ano experimental separadamente.
RESULTA E DISCUSSÃO
Durante o primeiro ano experimental, o conteúdo de HCN foliar diminuiu com o envelhecimento das plantas (Figura 2). Os valores variaram de 205 a 5,9 mg de HCN/100 g de matéria seca foliar para plantas com duas e cinco semanas de idade, respectivamente. No segundo ano, a curva de ácido cianídrico se comportou de forma diferente (Figura 2), pois o conteúdo de HCN aumentou até a quarta semana, com média de 230,3 mg HCN/100 g de DM foliar, e diminuiu rapidamente até a quinta semana, quando as plantas atingiram média de 6,1 mg HCN/100 g de DM foliar (Figura 2).
Haque et al. (2002), também estudaram o conteúdo de HCN das folhas de sorgo (S. vulgare Pers.) na Austrália e relataram no final da 2ª, 3ª e 4ª semanas de crescimento os seguintes níveis tóxicos de HCN: 280, 40 e 60 ppm HCN em folhas frescas e, portanto, recomendaram que os produtores de gado monitorassem cuidadosamente a atividade de pastagem.
Níveis entre 75 e 100 mg HCN por 100 gramas de matéria seca foliar representa um perigo de envenenamento, quando as folhas são ingeridas por ruminantes de acordo com Wall e Ross (1975). Os maiores valores encontrados no presente estudo apontam para um risco potencial de envenenamento caso o híbrido de sorgo IP400 seja consumido pelo gado durante este período.
Uma experiência em estufa, onde as plantas foram cultivadas sob temperatura controlada a 30ºC e 20ºC durante o dia e a noite, respectivamente, e outra onde as temperaturas foram alteradas para 20ºC e 10ºC durante o dia e a noite, respectivamente, mostrou que o conteúdo de HCN era maior nas folhas mais jovens e aumentou significativamente a temperaturas mais baixas (GORASHI et al., 1980). Este estudo corrobora esta tendência para temperaturas mais baixas. Durante o segundo ano experimental, quando as temperaturas eram mais baixas, o risco de envenenamento estava presente até a 5ª semana (plantas com 35 dias), quando a altura das plantas era de 80 cm. Durante o período de crescimento entre 14 e 28 dias (de 3 a 17 de abril), no segundo ano, as temperaturas oscilaram entre 16 e 20ºC (Figura 1) enquanto no primeiro ano, ao mesmo tempo, as temperaturas oscilaram entre 20 e 32ºC (Figura 1). Neste último, quando a erva tinha apenas 48 cm de altura aos 21 dias, não havia risco de envenenamento e a erva era segura para pastar já na 3ª semana. Mulcahy et al. (1992) investigaram algumas variedades de sorgo para pastagem e também relataram grande diferença para os níveis de HCN dependendo do período, no primeiro ano, a média foi de 570 mg/kg DM enquanto no segundo ano, a média foi de 123 mg/kg DM.
Figure 3 mostra a altura da planta em relação ao tempo (idade). Para ambos os anos experimentais, a altura da planta foi próxima a 50 cm ao final da 4ª semana (média de 60 cm e 56 cm no primeiro e segundo anos, respectivamente). Durante o segundo ano, a grama apresentou crescimento rápido a partir da 5ª semana até o final do período de avaliação e a altura final foi maior do que no primeiro ano. O híbrido sorgo 1P400 alcançou alturas de 117 e 151 cm no final da 8ª semana, no primeiro e segundo anos, respectivamente.
Melo et al. (2003) ao investigar o híbrido sorgo AG2501C relatou uma altura de 105 cm para uma planta de 50 dias, que foi semeada em novembro em uma área de cultivo no Rio Grande do Sul, semelhante ao resultado relatado neste estudo.
Massa de lixo aumentou linearmente com o tempo de amostragem para os dois anos (Figura 4); além disso, no segundo ano, a maior precipitação registrada no início do ano (Figura 1) resultou em uma massa de lixo ainda maior. A pluviosidade acumulada durante os primeiros 30 dias de cultivo foi de 62,1 e 100 mm no primeiro e segundo anos, respectivamente.
DM/ha no primeiro ano e, 2905 e 3640 kg DM/ha no segundo ano, respectivamente, mostrando que a pluviosidade influenciou fortemente a taxa de crescimento das plantas durante a queda.
Montagner et al. (2005) estudaram oito variedades de híbrido de sorgo cultivadas no Rio Grande do Sul, de dezembro a janeiro e relataram produtividade de matéria seca entre 700 e 1580 kg/ha, para sorgo de 35 e 40 dias de idade, semelhante aos valores encontrados neste estudo para 2005.
Mello et al. (2003) estudaram o híbrido sorgo AG2501C e relataram um rendimento de 1770 kg de DM/ha após 50 dias de crescimento, semelhante ao valor encontrado no primeiro ano deste estudo, por outro lado, Simili et al. (2011) encontraram para o híbrido sorgo 1P400, rendimentos de matéria seca de 3234 e 3135 kg/ha por corte para uma cultura irrigada, valores mais próximos dos resultados do segundo ano deste estudo.
Figuras 5 e 6 mostram as frações de folhas e caule. A fração foliar diminuiu com a taxa de crescimento (Figura 5) enquanto a relação caule/raiz aumentou linearmente (Figura 6). O capim-sorgo híbrido apresenta hábito de crescimento de cespitose com grande capacidade de crescimento dos caules, que apesar de serem nutritivos, não são eficientemente consumidos quando sua altura excede 1,20 m em sistemas de pastagem.
As plantas atingiram a altura de 90 cm na sexta e quinta semana no primeiro e segundo ano, respectivamente, o que representou 50% de fração foliar.
Melo et al. (2003) relataram 52,5% das folhas após 50 dias para o híbrido de sorgo AG 2501C, no Rio Grande do Sul, quando a altura da planta era de 105 cm, diferente dos valores encontrados neste estudo.
A relação folha/tempo diminuiu significativamente a partir da quinta semana de crescimento (Figura 7) devido ao alongamento e conseqüente aumento de peso, pois é característica das plantas de sorgo. Mulcahy et al. (1992) estudaram algumas variedades de sorgo como uma erva e relataram uma relação folha/tronco variando de 1,11 a 1,50 para alturas entre 90 e 95 cm, respectivamente, valores maiores e melhores em relação a este estudo.
A relação folha/tronco é uma característica importante da estrutura do dossel, principalmente em relação às gramíneas tropicais que apresentam rápido desenvolvimento do caule (STOBBS, 1973; SILVA; GOMIDE, 1994). Esta característica pode influenciar o comportamento de pastagem dos animais (STOBBS, 1973) e seu desempenho também (SILVA; GOMIDE, 1994; EUCLIDES, 1999). Assim, Stobbs (1973) mostrou que intervalos mais longos de pastoreio estão associados a maior densidade de biomassa total, mas geralmente menor densidade foliar. Assim, o alongamento do caule apesar da intensificação do acúmulo de pastagem, compromete a estrutura do dossel diminuindo a relação folha/tempo e a ingestão de sorgo pelos animais.
Neste contexto, o híbrido de sorgo deve ser pastado quando a altura está entre 90 e 100 cm, a relação folha/tempo varia entre 1,5 e 0,8 e não há risco de envenenamento por HCN. Contudo, o tempo necessário para atingir esta altura depende da quantidade de água disponível no solo para o crescimento das plantas.
CONCLUSÕES
O risco de envenenamento por HCN existe quando o híbrido sorgo é jovem e, portanto, não deve ser consumido quando a altura é inferior a 80 cm. Na cultura de outono, a melhor altura de pré-pesagem do sorgo 1P400 está entre 90 e 100 cm, quando a relação folha/tempo é maior e não há mais risco de envenenamento.
ACONTECIMENTOS
Este estudo foi financiado pela FAPESP (subsídio número 2004/13427-3)
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