Microbial biomass and soil fauna during the decomposition of cover crops in no-tillage system

The decomposition of plant residues is a biological process mediated by soil fauna, but few studies have been done evaluating its dynamics in time during the process of disappearance of straw. This study was carried out in Chapecó, in southern Brazil, with the objective of monitoring modifications in soil fauna populations and the C content in the soil microbial biomass (C SMB) during the decomposition of winter cover crop residues in a no-till system. The following treatments were tested: 1) Black oat straw (Avena strigosa Schreb.); 2) Rye straw (Secale cereale L.); 3) Common vetch straw (Vicia sativa L.). The cover crops were grown until full flowering and then cut mechanically with a rolling stalk chopper. The soil fauna and C content in soil microbial biomass (C SMB) were assessed during the period of straw decomposition, from October 2006 to February 2007. To evaluate C SMB by the irradiation-extraction method, soil samples from the 0-10 cm layer were used, collected on eight dates, from before until 100 days after residue chopping. The soil fauna was collected with pitfall traps on seven dates up to 85 days after residue chopping. The phytomass decomposition of common vetch was faster than of black oat and rye residues. The C SMB decreased during the process of straw decomposition, fastest in the treatment with common vetch. In the common vetch treatment, the diversity of the soil fauna was reduced at the end of the decomposition process.

Fauna epigeica em sistemas de produção de Nicotiana tabacum L.

O Rio Grande do Sul detém grande relevância na produção de tabaco. Adotam-se três sistemas de manejo: convencional, mínimo e plantio direto. Para analisar o impacto desses sistemas sobre a população da fauna do solo, efetuou-se uma amostragem da fauna epigeica. Foram avaliados preparo convencional (PC), cultivo mínimo (CM) e plantio direto (PD), além de área de reconversão da fumicultura para a vitivinicultura (RV) e de mata nativa (MN). Na amostragem, foram utilizadas dez armadilhas Provid em cada área. Os atributos avaliados foram: abundância de organismos, riqueza, índice de diversidade (H') e equitabilidade de Shannon (J). Collembola (Arthropoda: Hexapoda) foi identificada até o nível de família, devido à sua sensibilidade às modificações do ambiente. Efetuaram-se a análise multivariada de Agrupamento Hierárquico e a Análise de Componentes Principais, e os índices H' e J foram comparados pelo teste t, de Student. O PD apresentou maior número total de organismos, isolando-se das demais áreas pela análise de agrupamento hierárquico. Os valores de riqueza foram muito semelhantes entre as áreas, destacando-se a aproximação entre RV e MN. Os tratamentos PC, PD e RV não diferiram estatisticamente quanto ao H', apresentando valores de 1,58; 1,60; e 1,52, respectivamente. CM apresentou menor valor de H' (1,18) e MN, o valor intermediário (1,33). O comportamento estatístico de J foi muito semelhante ao encontrado em H'. Em relação à Classe Collembola, foram identificadas as famílias Entomobrydae, Sminthuridae, Poduridae e Hipogasturidae. PD apresentou exemplares das quatro famílias identificadas, enquanto nas demais áreas foram identificadas apenas Entomobrydae e Sminthuridae. Pela Análise de Componentes Principais (PCA), as diferenças entre as áreas explicaram 32 % da variabilidade encontrada; desse percentual, 59,3 % foram explicados pelos eixos 1 e 2. A presença ou ausência de revolvimento do solo e a rotação com culturas de cobertura foram os fatores que mais influenciaram as populações de fauna epigeica.

Soil fauna as an indicator of soil quality in forest stands, pasture and secondary forest

The interactions between soil invertebrates and environmental variations are relatively unknown in the assessment of soil quality. The objective of this study was to evaluate soil quality in areas with different soil management systems, based on soil fauna as indicator, in Além Paraíba, Minas Gerais, Brazil. The soil invertebrate community was sampled using pitfall traps, in the dry and rainy seasons, from areas with five vegetation types (acacia, mimosa, eucalyptus, pasture, and secondary forest). The abundance of organisms and the total and average richness, Shannon's diversity index, the Pielou uniformity index, and change index V were determined. The fauna was most abundant in the areas of secondary forest and mimosa plantations in the dry season (111.3 and 31.7 individuals per trap per day, respectively). In the rainy season, the abundance of organisms in the three vegetation types did not differ. The highest values of average and total richness were recorded in the secondary forest in the dry season and in the mimosa stand in the rainy season. Shannon's index ranged from 1.57 in areas with acacia and eucalyptus in the rainy season to 3.19 in the eucalyptus area in the dry season. The uniformity index was highest in forest stands (eucalyptus, acacia and mimosa) in the dry season, but higher in the rainy season in the pasture and secondary forest than in the forest stands. The change index V indicated that the percentage of extremely inhibited groups was lowest in the area with mimosa, both in the dry and rainy season (36 and 23 %, respectively). Of all forest stands, the mimosa area had the most abundant soil fauna.

Fauna edáfica em área periodicamente inundável na restinga da Marambaia, RJ

No compartimento serapilheira-solo, a fauna do solo exerce importante papel na disponibilização de nutrientes, uma vez que é responsável pela regulação da comunidade de microrganismos decompositores da matéria orgânica e pela fragmentação desse material. Este trabalho objetivou avaliar a riqueza e abundância da fauna edáfica, bem como sua distribuição vertical, em área de restinga periodicamente inundada na Ilha da Marambaia, RJ, em duas épocas distintas, verão (chuvosa) e inverno (seca). Foram coletadas 10 amostras de serapilheira e de solo na profundidade de 0-5 cm, em que foram feitas extrações da fauna por meio de extratores do tipo Berlese-Tüllgren. Observou-se aumento da abundância da fauna edáfica do período seco para o chuvoso, enquanto a riqueza de grupos taxonômicos não foi modificada. Em ambas as épocas, os grupos de maior ocorrência foram Formicidae e Collembola. Quanto à distribuição vertical, verificou-se a preferência dos organismos pelo compartimento serapilheira, no período chuvoso, e pelo solo, no período seco. A microfagia e a saprofagia representaram as principais formas de utilização dos recursos alimentares, seguidos da predação, sugerindo melhor estruturação do habitat no ecossistema. Além disso, a ocorrência de grupos que só são percebidos em ambientes não perturbados indica que o ecossistema de restinga da Ilha da Marambaia, no momento em que foi avaliado, ano de 2002, encontrava-se pouco ou nada degradado e em bom estado de conservação.

Effect of brushwood transposition on the leaf litter arthropod fauna in a cerrado area

The results of ecological restoration techniques can be monitored through biological indicators of soil quality such as the leaf litter arthropod fauna. This study aimed to determine the immediate effect of brushwood transposition transferred from an area of native vegetation to a disturbed area, on the leaf litter arthropod fauna in a degraded cerrado area. The arthropod fauna of four areas was compared: a degraded area with signal grass, two experimental brushwood transposition areas, with and without castor oil plants, and an area of native cerrado. In total, 7,660 individuals belonging to 23 taxa were sampled. Acari and Collembola were the most abundant taxa in all studied areas, followed by Coleoptera, Diptera, Hemiptera, Hymenoptera, and Symphyla. The brushwood transposition area without castor oil plants had the lowest abundance and dominance and the highest diversity of all areas, providing evidence of changes in the soil community. Conversely, the results showed that the presence of castor oil plants hampered early succession, negatively affecting ecological restoration in this area.

Influência do sistema de plantio sobre atributos dendrométricos e fauna edáfica, em área degradada pela extração de argila

O plantio consorciado de eucalipto com leguminosas pode promover a melhoria da qualidade biológica do solo em áreas degradadas e também ser vantajoso para as espécies do consórcio. O objetivo deste trabalho foi avaliar a influência de sistemas de plantios (puros e consorciados) de Acacia mangium (AM), Sesbania virgata (SV) e Eucalyptus camaldulensis (EC), sobre o desenvolvimento das plantas em estudo (variáveis dendrométricas) e especificamente sobre a fauna da serapilheira e dos primeiros 5 cm do solo. Realizou-se um experimento, cujo delineamento utilizado foi o de blocos casualizados com seis tratamentos e três repetições. Os tratamentos utilizados para avaliação dos atributos dendrométricos foram: 100EC (100 % EC) e 100AM (100 % AM); 50EC:50AM (50 % EC + 50 % AM); 50EC:50SV (50 % EC + 50 % SV); e 50AM:50SV (50 % AM + 50 % SV). Para avaliação da fauna do solo foram: 100EC, 100AM, 100SV (100 % SV), 50EC:50SV e 50 AM:50SV. Aos 48 meses após o plantio, foram feitas medições de altura (H) e diâmetro à altura do peito (DAP) das espécies E. camaldulensis e A. mangium e estimativas da área basal (AB) e volume de madeira com casca por indivíduo (VCI). Na serapilheira e no solo (0-5 cm), foram avaliadas a abundância e diversidade da fauna edáfica. O E. camaldulensis quando cultivado em consórcio com as leguminosas apresentou maior DAP, AB e VCI. Em contrapartida, a A. mangium não teve essas variáveis influenciadas quando em consórcio com o E. camaldulensis e com a S. virgata. Plantios de E. camaldulensis e S. virgata em consórcio promoveram maior abundância total de organismos e maiores valores dos índices de diversidade de Shannon e Pielou, principalmente no que se refere ao compartimento serapilheira.

Influence of mineral fertilization on edaphic fauna in Acacia auriculiformis (A. Cunn) plantations

Fertilization and/or the accumulation of organic matter from plant residues can influence the composition of soil and litter community. The goal of this study was to evaluate the effects of P and K fertilization on total faunal and nematode faunal composition and richness in plant litter and soil for 360 days in an area reforested with Acacia auriculiformis (A. Cunn), located in the municipality of Conceição de Macabu in the State of Rio de Janeiro. For each treatment (fertilized and unfertilized plots), samples of litter and soil (to a depth of 5 cm) were collected and transferred into a Berlese-Tüllgren funnels for the extraction of fauna. Mesofauna and macrofauna were quantified, and the major taxa identified. Nematodes were extracted by centrifugal flotation in sucrose solution and identified according to feeding habits. Density (number of individuals m-2) of total fauna, microphages, social insects and saprophages varied significantly per treatment and sampling time in both litter and soil. The total number of individuals collected was 5,127, and the total number of nematodes 894. Phosphorus and potassium fertilization resulted in an increase in total fauna density and richness in the litter due to an increased abundance of social insects, saprophages and herbivores. In the soil, fertilization increased the saprophage and predator densities. Saprophages were the predominant taxa in the litter, while social insects (Formicidae) prevailed in the soil. Litter nematode populations were favored by mineral fertilization. Bacteriophages were the predominant nematode group in both litter and soil.

Análise multivariada da fauna edáfica em diferentes sistemas de preparo e cultivo do solo

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito de sistemas de preparo e cultivo do solo sobre a diversidade de animais da fauna edáfica, por meio de técnicas de análise multivariada. Na análise canônica discriminante, os preparos conservacionistas com sucessão de culturas foram separados em relação aos tratamentos com rotação de culturas. Os grupos Acarina, Hymenoptera, Isopoda e Collembola, e o índice de Shannon (H) foram os atributos que mais contribuíram para separar os tratamentos. A análise de correspondência mostrou forte associação dos grupos Acarina e Hymenoptera com o tratamento semeadura direta com sucessão de culturas, e do grupo Collembola com o preparo convencional.

Why should we care about soil fauna?

The reasons why we care about soil fauna are related to their intrinsic, utilitarian and functional values. The intrinsic values embrace aesthetic or moral reasons for conserving below-ground biodiversity. Unfortunately, the protection of soil invertebrates has rarely been a criterion for avoiding changes in land use and management. Utilitarian, or direct use values, have been investigated more extensively for fungi, bacteria and marine invertebrates than for soil fauna. However, some traditional remedies, novel enzymes and pharmaceutical compounds have been derived from earthworms, termites and other groups, and gut symbionts may provide microbial strains with interesting properties for biotechnology. The functional importance of soil invertebrates in ecosystem processes has been a major focus of research in recent decades. It is suggested herein that it is rarely possible to identify the role of soil invertebrates as rate determinants of soil processes at plot and ecosystem scales of hectares and above because other biophysical controls override their effects. There are situations, however, where the activities of functional groups of soil animals, even of species, are synchronised in space or time by plant events, resource inputs, seasonality or other perturbations to the system, and their emergent effects are detectable as higher order controls.

The earthworm fauna of regenerating forests and anthropogenic habitats in the coastal region of Paraná

The aim of this study was to evaluate abundance, biomass and diversity of earthworms in the southern coast region of the Mata Atlântica biodiversity hotspot. A total of 51 study sites in pastures, banana monocultures, mixed agroforestry systems, secondary forests in succession and old-growth forests near the coast of Paraná, Brazil, were evaluated. Each site was sampled once. Species richness of the earthworms was generally low and varied little between sites. At all sites except for one, the peregrine species Pontoscolex corethrurus (Glossoscolecidae) strongly dominated. Three other peregrine species, Amynthas corticis, Amynthas gracilis (Megascolecidae) and Ocnerodrilus occidentalis (Ocnerodrilidae), were frequent in moist sites. No autochthonous species were found. Abundance and biomass of earthworms varied strongly within and between sites (0-338 individuals m-2, 0-96 g m-2 fresh weight). Pastures had significantly lower abundance than all other sites. The forest sites had similar earthworm abundance and biomass, with a tendency to be higher in younger succession stages. The coastal plain region has been strongly altered by human activities. Reasons for the lack of any autochthonous species and the dominance of one peregrine species require further investigation.

Tropical terrestrial model ecosystems for evaluation of soil fauna and leaf litter quality effects on litter consumption, soil microbial biomass and plant growth

The aim of this work was to evaluate whether terrestrial model ecosystems (TMEs) are a useful tool for the study of the effects of litter quality, soil invertebrates and mineral fertilizer on litter decomposition and plant growth under controlled conditions in the tropics. Forty-eight intact soil cores (17.5-cm diameter, 30-cm length) were taken out from an abandoned rubber plantation on Ferralsol soil (Latossolo Amarelo) in Central Amazonia, Brazil, and kept at 28ºC in the laboratory during four months. Leaf litter of either Hevea pauciflora (rubber tree), Flemingia macrophylla (a shrubby legume) or Brachiaria decumbens (a pasture grass) was put on top of each TME. Five specimens of either Pontoscolex corethrurus or Eisenia fetida (earthworms), Porcellionides pruinosus or Circoniscus ornatus (woodlice), and Trigoniulus corallinus (millipedes) were then added to the TMEs. Leaf litter type significantly affected litter consumption, soil microbial biomass and nitrate concentration in the leachate of all TMEs, but had no measurable effect on the shoot biomass of rice seedlings planted in top soil taken from the TMEs. Feeding rates measured with bait lamina were significantly higher in TMEs with the earthworm P. corethrurus and the woodlouse C. ornatus. TMEs are an appropriate tool to assess trophic interactions in tropical soil ecossistems under controlled laboratory conditions.

Fauna invertebrada e atributos físicos e químicos do solo em sistemas de integração lavoura-pecuária

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito do sistema de integração lavoura-pecuária (ILP) nos principais grupos da macrofauna invertebrada do solo e a relação destes organismos com os atributos físicos e químicos do solo. Foram comparados: sistema de manejo convencional, sistema integração lavoura-pecuária, sistema plantio direto, pastagem cultivada continuamente e fragmentos naturais de Cerrado e de floresta semidecídua. O experimento foi conduzido em Dourados, MS, em um Latossolo Vermelho distroférrico típico, disposto em faixas. A maior densidade, riqueza e diversidade das famílias foi observada no sistema de ILP, em plantio direto, e no sistema em pastagem cultivada continuamente. O sistema convencional promoveu maior redução na comunidade dos organismos invertebrados do solo. O sistema de ILP favorece a manutenção da diversidade da fauna invertebrada, a formação dos agregados estáveis e a fertilidade do solo. A família Sthaphylinidae é um potencial bioindicador de qualidade do solo, principalmente na floresta semidecídua e no sistema de ILP.

Fauna parasitária dos híbridos siluriformes cachapinta e jundiara nos primeiros estágios de desenvolvimento

O objetivo deste trabalho foi avaliar a fauna parasitária dos peixes híbridos cachapinta (Pseudoplatystoma corruscans macho x P. reticulatum fêmea) e jundiara (Leiarius marmoratus macho x P. reticulatum fêmea) no período de larvicultura. Um total de 315 animais, 126 híbridos jundiara e 189 híbridos cachapinta, foram examinados de acordo com o estágio de desenvolvimento: larvas, pós-larvas e alevinos. Larvas e pós-larvas foram prensadas entre lâmina e lamínula e observadas sob microscopia óptica. Os alevinos foram observados externamente em estereomicroscópio e necropsiados para avaliação interna dos órgãos. Foram aferidos os parâmetros de qualidade de água em todas as fases de cultivo. O exame parasitológico revelou a presença dos protozoários Epistylis sp. e Trichodina sp., no tegumento e nas brânquias, Ichthyophthirius multifiliis no tegumento, dos helmintos Monogenea nas brânquias, e das metacercárias de digenéticos em brânquias, baço, rins, fígado e intestino, em ambos os híbridos analisados. Os parasitos Epystilis sp., Trichodina sp. e metacercária de digenéticos ocorrem com maior frequência nos dois híbridos, nas fases de pós-larvas e alevinos. Há maior prevalência e diversidade de parasitos na fase de alevinagem dos híbridos estudados.

Parasitic fauna in hybrid tambacu from fish farms

The objective of this work was to evaluate the parasitic fauna of hybrid tambacu (Colossoma macropomum x Piaractus mesopotamicus) from fish farms and the host-parasite relationship. A hundred and fourteen fish were collected from four fish farms in Macapá, in the state of Amapá, Brazil, 80.7% of which were infected by: Ichthyophthirius multifiliis (Ciliophora); Piscinoodinium pillulare (Dinoflagellida); Anacanthorus spatulatus, Notozothecium janauachensis, and Mymarothecium viatorum (Monogenoidea); Neoechinorhynchus buttnerae (Acanthocephala); Cucullanus colossomi (Nematoda); Perulernaea gamitanae (Lernaeidae); and Proteocephalidae larvae (Cestoda). A total of 8,136,252 parasites were collected from the examined fish. This is the first record of N. buttnerae, C. colossomi, N. janauachensis, M. viatorum, and Proteocephalidae for hybrid tambacu in Brazil. Ichthyophthirius multifiliis was the most prevalent parasite, whereas endohelminths were the less. A positive correlation was observed between number of I. multifiliis and total length and weight of fish, as well as between number of P. gamitanae and total length. The infection by I. multifiliis had association with the parasitism by Monogenoidea. Low water quality contributes to high parasitism of hybrid tambacu by ectoparasites, which, however, does not influence the relative condition factor of fish.

Caracterização potenciométrica de substâncias húmicas extraídas de solos da Antártica Marítima

Monitoring of soil carbon storage may indicate possible effects of climate change on the terrestrial environment and it is therefore necessary to understand the influence of redox potential and chemical characteristics of humic substances (HS) of Antarctic soil. Five soils from King George Island were used. HS were extracted, quantified and characterized by potentiometry and the content of total carbon and nitrogen determined. HS of these soils had greater aliphatic character, low content of phenolic groups, lower acidity and lower formal standard electrode potential, compared to HS of soils from other regions, suggesting they are more likely to be oxidized.