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Introdução à Ciência do Solo BIOLOGIA DO SOLO Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Amazonas Iane Barroncas Gomes Engenheira Florestal, M.Sc. Conteúdo da aula • Biota do solo • Meso e macrofauna do solo • Quem são os animais do solo? • Qual o papel de cada um? • Os animais que predominam em solos tropicais • A MO no controle dos animais do solo • Microbiologia do solo A BIOTA DO SOLO BIOTA = Vida, organismos vivos, seres bióticos Seu estudo pode ser feito por: Grupo de organismos (fauna e microrganismos) Grandes ciclos (carbono, oxigênio, nitrogênio, etc.) Funções (nitrificação, quebra de celulose, etc.) Grandes tipos de ecossistemas ou biomas A fauna do solo • Milhares de pequenos animais populam cada m² do solo; • Alguns são visíveis a olho nu, outros apenas ao microscópio; • Normalmente não damos importância aos animais do solo até que virem praga ou causarem algum incômodo, no entanto, estes seres possuem papel ecológico fundamental. Classificação da fauna do solo com base no tamanho e na mobilidade dos organismos (Lavelle et al., 1994) Classificação da fauna do solo com base no tamanho e numa escala logarítmica (Bachelier, 1978; Berthelin et al., 1994) A vida no solo • No solo não existem espécies isoladas e sim uma sociedade intimamente relacionada; • Os seres vivos do solo fazem parte dele, modificando-o e influenciando-se mutuamente; • A mesofauna, por exemplo, mantém a população bacteriana sempre nova e ativa, comendo as adultas. Quem são os animais do solo? Classificação taxonômica dos animais Reinos dos seres vivos conhecidos A biota do solo pode ser dividida em 3 grandes grupos funcionais O efeito da meso e macrofauna sobre a estrutura e fertilidade do solo • Esses animais possuem a habilidade de mobilizar nutrientes no solo através de enzimas; • Também melhoram a estrutura por conta de seus movimentos, revolvendo-o e escavando-o; • A lavração, a queimada, a exposição do solo ao sol e o uso de adubos amoniacais fazem com que a maioria da mesofauna desapareça. OS ANIMAIS DA MESO E MACROFAUNA SÃO CONSIDERADOS OS ENGENHEIROS DO SOLO • As galerias construídas por larvas de insetos, besouros e minhocas facilitam a penetração das raízes, a infiltração da água e a circulação do ar; • Enzimas excretadas por minhocas e nematoides saprófagos podem estimular o crescimento de algumas plantas; Serviços prestados pela biota do solo As espécies da fauna do solo desempenham diferentes papéis no sistema • Cupins (térmitas) • Aumentam muito o teor de N no solo e um pouco de Ca, não gostam de matéria orgânica, são especialistas em material lignificado, como raízes e madeira. • Formigas • Revolvem o solo, enriquecendo-o substancialmente com cálcio As espécies da fauna do solo desempenham diferentes papéis no sistema • Minhocas • Reviram o solo passam a terra por seus intestinos, além de possuírem glândulas calcíferas, que neutralizam o ambiente pela excreção de cálcio • Principais fatores abióticos para a fauna do solo: • Umidade excessiva ou seca • Temperatura do solo muito elevada ou muito baixa • Luz solar direta • Distúrbios frequentes como aração e capinas • Queimadas • Adubação com sulfato de amônio Os fatores do meio ambiente e sua ação seletiva sobre a fauna Umidade do solo • Em solos secos toda vida entra em declínio; • Sobrevivem os que se desidratam ou encistam, como os nematoides; • Outros sobrevivem na forma de ovos, como os ácaros. SECA UMIDADE EXCESSIVA • A maioria dos animais morre; • Sobrevivem os que sobrevivem em condições de anaerobismo, como os nematoides; • O encharcamento obriga a migração dos animais Os microrganismos do solo Quem são? Fungos Algas Bactérias Protozoários Funções Decomposição dos restos animais e vegetais Formação do húmus que se acumula nos horizontes mais superficiais (A) Formação dos agregados que compõem a estrutura do solo Influência da biota do solo nos processos do ecossistema Os vertebrados do solo Movimentam grandes porções do solo, promovendo a circulação de ar e água Estímulo do crescimento das raízes Produzem matéria orgânica através de seus excrementos e restos mortais Os invertebrados do solo Principais grupos de invertebrados do solo: • Nematoides • Ácaros • Colêmbolos • Rotíferos • Anelídeos • Formigas • Térmitas • Proturos • Dipluros • Isópodes • Quilópodes • Coleópteros • Moluscos A compreensão do papel dos organismos no funcionamento biológico do solo exige o conhecimento de suas principais características morfológicas, seus hábitos nutricionais e suas interações com outros organismos Tamanho do corpo suficiente ara romper as estruturas dos horizontes Estruturas corporais que permitam cavar, morder, forçar, etc. Nematoides • São organismos microscópicos classificados de acordo com seus hábitos alimentares: • Parasitas de plantas (fitófagos) • Bacteriófagos • Micófacos • Onívoros • Sua função é reciclar matéria orgânica e liberar minerais que as raízes possam absorver. Ácaros • Participam da cadeia alimentar • Fragmentador de MO Rotíferos Colêmbolos • Vivem normalmente em condições úmidas • São importantes no ciclo de dissolução orgânica Anelídeos Formigas • Grupo dos engenheiros do ecossistema • Criam galerias, ninhos e câmaras • Modificam as propriedades físicas e químicas do solo onde ocorrem • Contribui para a formação de agregados estáveis Térmitas Proturos • Fragmentador de MO DiplurosIsópodes • Fragmentador de MO QuilópodesColeópteros Moluscos Bioindicadores de degradação de ecossistemas A qualidade do solo é definida como a capacidade em funcionar dentro do ecossistema para sustentar a produtividade biológica, manter a qualidade ambiental e promover a saúde das plantas e animais. É mensurada através do uso de indicadores Atributos que medem ou refletem o status ambiental ou a condição de sustentabilidade do ecossistema ORGANISMOS DO SOLO Como coletar animais do solo Coleta-se uma parcela do ambiente de tamanho conhecido Retiram-se desta parcela todos os organismos vivos macroscópicos Amostragem No ecossistema estudado, traça-se uma linha onde se distribuem pontos de coleta, que devem ter no mínimo 5 m de distância entre si Cada ponto corresponde a uma amostra simples Para a coleta do material utiliza-se uma sonda metálica quadrada, medindo 25 x 25 cm, com altura entre 10 e 30 cm Após a colocação da sonda no solo, retira-se primeiro a serapilheira depositada sobre o solo, colocando-a em um saco plástico devidamente etiquetado com o local, data, etc. Após a retirada da serapilheira, retira-se o solo até a profundidade de 5 cm, colocando-o em um saco plástico, devidamente etiquetado com as mesmas informações da serapilheira. Extração e Análise da fauna em laboratório Métodos físicos: Centrifugação Lavagem Métodos seletivos ou dinâmicos Secagem sobre peneira Resposta à estímulos químicos 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 FP PFC PFS CAP D e n si d a d e I n d .m -2 0 5 10 15 20 25 30 D iv e rs id a d e ( N º G ru p o s) Chuvosa Seca N° Grupos Chuvosa N° Grupos Seca Densidade total e diversidade dos macro invertebrados da liteira Por estação (chuvosa e seca) Por tipo florestal: Floresta Primária (FP), Plantação Florestal de Cedrelinga (PFC), Plantação Florestal de Simarouba (PFS) Capoeira (CAP) Os fungos Fungos são responsáveis pela decomposição da MO Atuam nos ciclos biogeoquímicos Interagem com vegetais para o estabelecimento de interações ecológicas São bioindicadores Take home message 1) O que é biota do solo? 2) Quais as principais ordens de animais que habitam o solo? 3) Qual o papel dos engenheiros do solo? 4) Qual a importância da biodiversidade do solo?5) Quais modificações a fauna pode fazer no solo? 6) Quais os benefícios da presença de anelídeos no solo? 7) Qual o papel da microfauna? 8) O que é qualidade do solo? 9) O que é um indicador de qualidade do solo? 10)Como a fauna do solo pode ser usada com indicador de qualidade? 11)Quais animais representam os vertebrados do solo e qual a sua função?