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BIOLOGIA DO SOLO –Fauna Edáfica: Aspectos gerais – Professor: Eng. Agrônomo, Pós-Dr. Luís Carlos Iuñes de Oliveira Filho 26/08/2019 2 Fronteiras biológicas 1 – Comunidades aquáticas Pycnogonida sp. 2 – Comunidades do dossel das florestas Morpho deidamia 3 – Comunidades dos solos Carabus sylvestris 3 Fronteiras biológicas 4 Fronteiras biológicas O que a fauna edáfica faz ao solo para que seja tão importante o seu estudo? O solo possui cinco funções específicas: ➢ a habilidade de absorver, manter e fornecer água às plantas (fluxo da água) ➢ a habilidade de manter e fornecer nutrientes às plantas (fluxo químico) ➢ promover e sustentar o crescimento de plantas ➢manter um ambiente sustentável para a biota do solo ➢ responder ao manejo e resistir a degradação 5 Funções do solo Definições –Quem faz parte? Todos os organismos (animais) que moram no solo pelo menos durante uma parte do seu ciclo biológico 6 Definições –Quem faz parte? 7 Fauna invertebrada do solo Artrópodes do solo Microartrópodes do solo Biologia do solo = Biota do solo = Organismos do solo Fauna edáfica = Fauna do solo Plantas - raízes Definições –Quem faz parte? 8 Juvenil Adulto Ovos Juvenil Adulto Ovos Juvenil Adulto Ovos Inclui: ➢Moradores de ciclo parcial ➢Moradores de ciclo completo TRANSIENTE Besouros como joaninha TEMPORÁRIO Diptera PERIÓDICO Dermaptera PERMANENTE Minhocas Adulto Ovos Juvenil Por que ir ao solo? Fonte de alimento Proteção contra predadores (mais locais para se esconder) Menores variações ambientais do que acima do solo (poder tampão) Definições –Onde vivem? 9 E que inclui moradores: ➢ da matriz do solo ➢ dos “anexos do solo”: - Serapilheira - Troncos podres e ocos - Esterco - Etc. Gobat et al. (1998); Wolters (2001). Biodiversidade 10 atn.to.gov.br anco.cnpc.embrapa.br agriculturabaixocarbono.wordpress.co m www.informativorural.com.br Floresta Integração lavoura-pecuária Integração lavoura-pecuária-floresta Plantio direto wsantacruz.com.br galeria.ufsc.br www.interural.com Monocultura Plantio convencional Biodiversidade 11 G o o g le I m a g e n s, 2 0 1 5 . Protozoários Rotíferos Nematóides Protura Diplura Acari Collembola Thysanoptera Enchytraeidae Isopoda Formicidae Vespidae Blattodea L. Coleoptera Orthoptera L. LepitopteraColeopteraAraneae Termitoidea L. Diptera Diplopoda Chilopoda Pseudoscorpiones Biodiversidade – Porque é importante? 12 Biota do solo e serviços ecossistêmicos Ciclo do N (6%) ➔ Fixação de N2 ➔ Denitrificação ➔ Nitrificação Biotecnologias (<1%) ➔Org. benéficos para a agricultura Bioremediação (8%) ➔ Biodegradação de poluentes Comida (11%) ➔ Fungos ➔ Invertebrados Controlo biológico (10%) ➔ Predadores ➔ Parasitas Formação do solo (2%) ➔ Engenheiros do solo ➔Microrganismos Reciclagem de resíduos (50%) ➔ Fauna saprófaga ➔ Engenheiros do solo ➔ Decompositores Polinização (13%) ➔ Polinizadores Estimação financeira: > 1 trilhão € Serviços de suporte: ➢ Sustentação da produtividade primária ➢Ciclos dos elementos van der Putten et al. (2004) SCOPE Segundo Pimentel et al. (1997) BioSc 13 Solo Fase líquida ± 25% Fase gasosa ± 25% Fase sólida mineral ± 45% Fase sólida orgânica ± 5% Matéria Orgânica Húmus lábil 7-21% Húmus estável 70-90% MO viva 3-9% Biota Bactérias Actinomicetos 50% Fungos 30% Algas Protozoários Nematóides 10% Fauna 10% Componentes do solo Fungos 50% Bactérias Actinomicetos 30% 14 SOLO (vivo) ABUNDANTE Número de organismos vivos em 1 metro cúbico da camada superficial de solo em clima temperado, escala logarítmica 1 hectare de solo contêm 15 toneladas de organismos, equivalente ao peso de 20 vacas. Isso é 1,5 quilograma de vida por metro quadrado Algae Nematóides Fungi Bacteria Colêmbolos Ácaros Pequenos anelídeos Chilopoda, Diplopoda Larva de Diptera Larva de Coleoptera Minhocas Aranhas Isopoda Fonte: modificado de Soil Atlas, 2015/LUA 15Silva et al (2006) - Pesq.agropec.bras.41(4):697-704 Latossolo da Região do Cerrado (Dourados-MS) Grupo taxonômico Sistema nativo Plantio direto Pastagem Plantio convencional Arachnida 21 10 6 2 Heteroptera 7 6 142 2 Coleóptera 123 37 26 19 Chiloptera 50 10 18 8 Oligochaeta (minhocas) 107 57 73 15 Oligochaeta (Enchytraeidae) 1574 30 7 2 Formicidae 713 345 366 147 Isoptera 120 255 900 188 Larva de Coleóptera 146 100 101 70 Outras larvas 60 29 33 13 Outros invertebrados 185 35 44 19 Total de indivíduos 3106 ± 388 913 ± 136 1715 ± 605 484 ± 106 Número de grupos 21a 19b 15c 9d Biodiversidade Interação (SALMON et al., 2005) ➢Competição ➢ Predação ➢ Parasitismo ➢Mutualismo, protocooperação Resultado (LAVELLE, 1996) ➢Mineralização ➢ Estruturação do solo ➢Controle biológico (regulação da população) ➢ ... 16 Classificação da fauna edáfica: hábitos alimentares 17 Biófagos são classificados em: a. Microbióvoros: alimentam-se de micróbios b. Fungívoros: alimentam-se de fungos c. Fitófagos ou herbívoros: alimentam-se de plantas d. Carnívoros: alimentam-se de carne Saprófagos são classificados em: a. Detritívoros: alimentam-se de detritos vegetais b. Cadaverícolas: alimentam-se de animais mortos c. Coprófagos: alimentam-se de excrementos Termos mais específicos: a. Frugívoros: alimentam-se de frutos b. Xilófagos: alimentam-se de madeira 1. Biófagos: alimentam-se de seres vivos (predadores) 2. Saprófagos: alimentam-se de matéria orgânica morta 3. Onívoros: alimentam-se de tudo 4. Simbiotróficos: nutrem-se de substâncias oriundas da simbiose com organismos vivos (mutualismo ou parasitismo) 18Rendoš et al. (2016); Ruppert & Barnes (1996). ➢ Espécies Epígeas (Epiedáficos) ➢Exemplo: artrópodes saprófagos. ➢Espécies Anécias (Hemiedáficos) ➢Exemplo: artrópodes saprófagos. ➢Espécies Endógenas (Euedáficos) ➢Exemplo: minhocas, térmitas. Superfície Perfil mostrando grupos de organismos do solo Classificação da fauna edáfica: Ecológica Classificação da fauna edáfica: quanto a umidade do solo 19 Grupos Umidade Exemplos Hidrobiontes (hidrófilos) Vivem em solos alagados Protozoários Higrobiontes (higrófilos) Preferem os solos úmidos Oligoquetas Xerófilos Adaptados às condições de seca Escorpionídeos Classificação da fauna edáfica: morfológica 20 Bacteria Distribuição dos organismos do solo de acordo com o diâmetro corporal (Modificado por Begon et al. (1996) a partir de Swift et al., 1979). Microrganismos Microfauna Mesofauna Macrofauna Megafauna Nematoda Protozoa Rotifera Acari Collembola Protura Diplura Enchytraeidae Termitoidae Symphylla Araneae Chilopoda Mollusca Oligochaeta Opiliones Coleoptera Diplopoda 6432168421024512256128643216842 µm mm Fungi 10 Amphibia Reptilia Aves Mammalia Classificação da fauna edáfica: morfológica 21 Microfauna ➢Tamanho 4-100 µm ➢Vida aquática ➢Capacidade de movimento muito baixa ➢Capacidade de resistência muito forte Exemplos: Protozoários, nematóides, etc. Mesofauna ➢Tamanho 100 µm – 2 mm ➢Vivem na serapilheira, solo ➢Capacidade de movimento baixa ➢Capacidade de resistência forte Exemplos: Colêmbolos, Ácaros, Enquitreídeos, etc. Macrofauna ➢Tamanho 2-20 mm ➢Vivem na serapilheira ou solo ➢Capacidade de movimento importante ➢Capacidade de resistência baixa Exemplos: Oligochaeta,Myriapoda, Insetos, etc. Megafauna ➢Tamanho > 20 mm ➢Vivem no solo ➢Capacidade de movimento muito importante ➢Capacidades de resistência forte Exemplos: Oligochaeta, Chilopoda, etc. Araneae Classificação da fauna edáfica: morfológica 22 Microfauna ➢ Regulam as populações de bactérias e fungos, alterando a ciclagem de nutrientes. ➢ Podem afetar a estrutura do solo através de interações com os microrganismos. Mesofauna ➢ Regulam as populações de microrganismos e da microfauna, alterando a ciclagem de nutrientes; ➢ Fragmentam detritos vegetais. ➢ Criam bioporos (alguns); ➢ Produzem pelotas fecais. Macrofauna e Megafauna ➢ Regulam as populações de microrganismos, da microfauna e da mesofauna, alterando a ciclagem de nutrientes; ➢ Estimulam a atividade microbiana. ➢ Redistribuem a matéria orgânica no perfil do solo; ➢Misturam partículas orgânicas e minerais; ➢ Criam bioporos; ➢ Produzem pelotas fecais. Influência dos organismos dos solos (modificado de CORREIA & OLIVEIRA, 2000; COSTA, 2004). C ic la ge m d e n u tr ie n te s Es tr u tu ra d o so lo Classificação da fauna edáfica: funcional (Lavelle, 1997) 23 • Engenheiros do ecossistema (solo) ➢ Interações com a microrganismos: simbiose digestiva ➢ Bioestrutura: principalmente organo-minerais ➢ Funções: produção de agregados, controle da dinâmica da MO Slide: Thibaud Decaëns • Engenheiros (transformadores) da serapilheira ➢ Interações com a microflora: rúmen externo ➢ Bioestrutura: holorgânica ➢ Funções: fragmentação da MO fresca, estimulação da atividade da microrganismos • Predadores (micro e macropredadores) ➢ Interação com a microrganismos: predação ➢ Bioestrutura: nenhuma ➢ Funções: espécies chaves, estimulam a mineralização da MO 24 https://hiveminer.com/Tags/beetle%2Cstaphylinus/Timeline http://promip- controlebiologico.blogspot.com/2010/11/uma-praga-de- solo-que-atualmente-tem.html http://www.ambientelegal.com.br/insetos-e-acaros- ajudam-a-agricultura/ Larva de Bradysia matogrossensis (mosca) sendo predada por Stratiolaelaps scimitu (ácaro predador do solo) https://www.sobiologia.com.br/conteudos/Reinos3/bioartropodes4.php European atlas of soil biodiversity 25 European atlas of soil biodiversity https://eol.org/pages/348 26 Estrutura e porosidade do solo criada pela fauna edáfica European atlas of soil biodiversity Aberturas de superfície de ninhos subterrâneos feitos por abelhas que nidificam no solo, mostrando tumulos formados na superfície do solo. Coprólitos de um enquitreídeos hemiedáfico (Fridericia sp.) depositados na superfície do solo 27 Fauna edáfica Controle biológico Coprólitos Trituração da serapilheira Formação de galerias Relação presa/predador Disponibilidade de nutrientes Ataque microbiano Porosidade Controle de flutuações populacionais Crescimento radicular e desenvolvimento vegetal Decomposição da matéria orgânica Infiltração de água e trocas gasosas Liberação de compostos Redução de escoamento Menor erosão Maior estabilidade de agregados Produção de biomassa vegetal Decomposição da matéria orgânica Importância da fauna edáfica ✓ Processamento da serapilheira através da sua fragmentação (principalmente macrofauna) ✓ Distribuição da matéria orgânica, nutrientes e microrganismos [minhocas (Oligochaeta), besouros (Coleoptera)] ✓ Possuem grande influência sobre a composição e distribuição da MO do solo ✓ Ciclagem de nutrientes ✓ Construção de galerias (minhocas, larvas de insetos, formigas (Hymenoptera: Formicidae) e térmitas (Blattodea) ✓ Melhoram a estrutura do solo pelo revolvimento e pela deposição dos seus excrementos ✓ Movimentam o solo = descompactação ✓ Melhoram a estrutura do solo, contribuindo para a diminuição da erosão ✓ Transformam a celulose, decompondo árvores mortas e outros produtos vegetais em substâncias que podem ser assimiladas pelas plantas [colêmbolos (Collembola), térmitas, ácaros (Acarina)] ✓ Pragas [ácaros, nematóides (Nematoda)] ✓ Permitem o controle biológico [aranhas (Araneae)] ✓ Indicadores da qualidade de um solo (diversos grupos) 28 Tópicos Ci. Solo, 7:119-170, 2011. 29 30
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