Soil biodiversity is an often overlooked component of global biodiversity, despite being important for supporting soil ecosystem services, notably decomposition processes. As the UK becomes increasingly urbanised, knowledge is required to help gardeners maximise urban green space resources for biodiversity. It is often assumed that non native vegetation has negative impacts on biodiversity, however, this hypothesis has not been tested for soil biodiversity. The overarching aims were to establish whether the geographical origin of vegetation affected soil faunal assemblages and decomposition rates for a UK soil. Traditional taxonomic methods and a molecular phylogenetic approach were used to characterise the Collembola communities of plots planted with vegetation from three geographical regions: ‘Native’, ‘Near native’ and ‘Exotic’. For comparison, additional soil cores were collected from the amenity grassland sites adjacent to the experimental plots, a lowland heath and a semi-natural woodland. No difference was found either in terms of the taxonomic diversity (1-D & H’) or phylogenetic diversity (PD & MPD) for the Collembola, under the different vegetation treatments, although differences in abundance were observed for some taxa (Acari & Collembola). Decomposition rates were assessed for each plot, using both twig (B. pendula) and leaf (Q. robur) litter bags for the soil mesofauna and bait lamina strips for earthworm activity; none of these parameters showed evidence of a vegetation origin effect on decomposition processes. The greatest differences were found when all sites were considered, with distinct Collembola communities found at each of the habitats; the semi-natural habitats had greater Collembola species diversity than the experimental plots, however, the decomposition rates of the latter were significantly higher. The implications of all results have been discussed with regards to the management of gardens for soil biodiversity, reaching the conclusion that vegetation origin is not of paramount importance.

Student Number : 0002920M - MSc dissertation - School of Animal, Plant and Environmental Sciences - Faculty of Science / Sustainability of commercial plantations is dependent on the conservation of soil nutrients, especially on the ancient, leached soils of the tropics. This is particularly important when limited fertilization is practiced. To assess the sustainability of commercial plantations, various sustainability indicators have been suggested. One such indicator is that of biodiversity. The measurement of soil faunal diversity is important as soil fauna play an active role in the cycling of nutrients through the decomposition of plant residues and organic matter. The diversity and different feeding activities of soil fauna influence the rate at which nutrient cycling occurs either through microbial grazing, faecal deposition, the mixing of litter with the mineral soil as well as through the spreading of microbial inoculum. Management practices may, however, negatively influence nutrient availability through losses associated with the burning and removal of slash residues, thus changing the soil faunal community composition. In Eucalyptus grandis plantations in South Africa, the site is usually burned following the harvest and prior to replanting, which may markedly disrupt soil faunal function and nutrient availability. Soil biological processes, nutrient loss and soil faunal composition were the focus of this study. Nutrient losses associated with fire and slash management practices were determined by comparing the quantity of nutrients lost from the slash that was either spread or piled following burning. The in situ nitrogen and phosphorus mineralization rates and soil faunal composition were measured in six randomly located plots, three burned and three unburned, prior to and after a low intensity fire. Results indicate that 78 – 99% of phosphorus, nitrogen and carbon were lost from the slash as a result of burning, with a greater percentage loss occurring from the slash that was spread. It was further shown that within the burned plots the nitrogen availability was enhanced four fold within the first month following the fire. Phosphorus availability was also enhanced ten fold as a result of the burning, however, these effects on nitrogen and phosphorus availability were short lived. Soil faunal diversity was low both prior to and after burning. Ants are the dominant soil fauna. Soil faunal composition was more markedly influenced by season than by fire, with millipedes occurring in all plots in spring, prior to the fire and ants dominating in summer, post fire.

Includes bibliographical references

Made available in DSpace on 2016-02-05T18:29:10Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-04-27. Added 1 bitstream(s) on 2016-02-05T18:33:17Z : No. of bitstreams: 1 000858636.pdf: 1625386 bytes, checksum: f780626b836aa2024118438b39cf66cc (MD5) / O sistema de plantio direto (PD) é apresentado como técnica agrícola que melhora as propriedades químicas, físicas e biológicas do solo. No entanto, ainda permanecem muitas questões quanto ao efeito do tipo e sequência de culturas sobre as interações planta-organismos-solo. O objetivo deste estudo foi investigar o efeito de sequências de culturas em sistema de plantio direto na comunidade da macrofauna edáfica e nas características químicas e físicas dos agregados em duas épocas de avaliação, seca e chuvosa em áreas de domínio morfológico de Mata Atlântica. As hipóteses testadas foram: i) a rotação de culturas com espécies de gramíneas/leguminosas (milho/soja) favorece a formação dos agregados de diferentes tipos morfológicos com diferentes características físicas e químicas, devido à atuação de raízes e a seleção alimentar pela macrofauna do solo; ii) a época de avaliação promove mudanças no ambiente para a formação dos agregados em função da cultura recente e da sazonalidade; iii) os agentes biológicos (macrofauna e raízes) alteram a dinâmica da matéria orgânica associada aos agregados do solo, devido à seleção alimentar pela macrofauna e pela atuação de raízes; iv) a rotação de gramíneas/leguminosas promove maior riqueza de indivíduos, uniformidade da macrofauna edáfica, maior abundância de grupos decompositores de matéria orgânica e engenheiros do ecossistema quando comparada com gramíneas ou com leguminosas, devido a melhoria na disponibilidade de recursos alimentares. O experimento foi realizado sob PD em Jaboticabal - SP, os tratamentos analisados foram: monocultura de soja (leguminosa) no verão e crotalária (leguminosa) na entressafra (S-C), monocultura de milho (gramínea) no verão e milho na entressafra (M-M), rotação soja/milho no verão e uma milho na entressafra (S/M-M) e rotação soja/milho no verão e crotalária ... / The no-tillage system (NT) is presented as an agricultural technique that improves the chemical, physical and biological soil properties. However, many questions still remain as to the effect of the type and sequence of cultures on plantsoil- organisms interactions. The objective of this study was to investigate the effect of crop sequences in no-tillage system in the community of soil macrofauna and chemical and physical characteristics of aggregates in two evaluation periods, dry and wet in areas of morphological domain of Atlantic Forest. The hypotheses tested were: e) crop rotation with species of grass/legumes (corn/soybean) favors the formation of aggregates of different morphological types with different physical and chemical characteristics, due to the action of roots and food selection by soil macrofauna; ii) the evaluation period promotes changes in the environment for the formation of aggregates due to the recent culture and seasonality; iii) biological agents (macrofauna and roots) alter the dynamics of organic matter associated with soil aggregates due to food selection by macrofauna and action of roots; iv) the rotation of grass/legumes promotes greater richness of individuals, uniformity of soil macrofauna, greater abundance of groups decomposers of organic matter and engineers of the ecosystem when compared to grasses or legumes, due to improvement in the availability of food resources. The experiment was conducted under NT in Jaboticabal - SP, the treatments analyzed were: soybean monoculture (legume) in the summer and sun hemp (legume) in the off season (S-SH), corn monoculture (grass) in the summer and corn in the off season (C-C), rotation soybean/corn in the summer and a corn in the off season (S/C-C) and rotation soybean/corn in the summer and sun hemp in the off-season (S/C-SH). The sampling was carried out in August 2012 and March 2013. ...

A atividade de decomposição constitui-se em importante indicador do padrão funcional dos ecossistemas, pois controla processos básicos relacionados à disponibilidade de nutrientes e produtividade. Salienta-se a importância das características climáticas, edáficas, da qualidade da serapilheira e da fauna do solo como determinantes no processo de decomposição. No entanto, a importância de cada um destes fatores varia em escalas de tempo e espaço. O objetivo deste trabalho foi avaliar a importância de alguns fatores determinantes na decomposição em trechos representativos dos principais ecossistemas florestais do Estado de São Paulo. Para tanto foram conduzidos dois experimentos independentes. O primeiro, aqui denominado Experimento Exóticas, examinou os efeitos do tipo florestal e da fauna do solo sobre a decomposição de folhas de uma espécie exótica (Laurus nobilis L.) em duas florestas úmidas (Floresta de Restinga do Parque Estadual da Ilha do Cardoso e Floresta Atlântica de Encosta do Parque Estadual Carlos Botelho) e uma floresta estacional (Floresta Estacional Semidecidual da Estação Ecológica de Caetetus). Os efeitos destes fatores foram testados em duas situações: acima e abaixo da superfície simulando então o ambiente de decomposição de folhas e raízes respectivamente. O tipo florestal apresenta efeito superior à fauna acima da superfície, enquanto abaixo apenas o efeito da fauna é significativo. Esses resultados indicam que a hierarquia dos fatores determinantes na decomposição difere para folhas e raízes. Se por um lado a decomposição de folhas é muito mais susceptível às mudanças climáticas do que a de raízes, por outro, alterações na comunidade afetam a decomposição em ambas as condições. Acima da superfície, a fauna apresentou efeito significativo apenas na Floresta Atlântica de Encosta, sendo essencial na diferenciação das duas florestas úmidas. Abaixo da superfície e na ausência da fauna, a porcentagem de massa remanescente foi muito similar nas três florestas. No entanto, diferenças entre as florestas, na presença da fauna, tornam-se aparentes sugerindo que há contribuição específica da fauna na decomposição de raízes destas florestas. A Floresta de Restinga apresentou o efeito mais pronunciado da fauna abaixo do solo. Esses resultados indicam que a fauna é um fator de notável importância na determinação da decomposição de raízes, particularmente em florestas tropicais úmidas arenosas. Outro experimento, aqui denominado Experimento Nativas, foi desenvolvido para avaliar o efeito do substrato e da formação florestal na decomposição de folhas de quatro espécies nativas em trechos das quatro principais formações florestais do Estado de São Paulo. Para tanto, o experimento foi desenvolvido nos três trechos florestais do experimento Exóticas incluindo ainda o Cerradão da Estação Ecológica de Assis. Foi escolhida uma espécie de árvore, em cada um dos tipos florestais, para que suas folhas fossem usadas como substrato nas bolsas de serapilheira. Tipo florestal e substrato demonstraram efeito significativo sobre a quantidade de massa remanescente ao longo do experimento. A maior parte das espécies sofreu maiores perdas na Floresta Atlântica, seguida da Floresta de Restinga, Floresta Estacional e Cerradão. Esses resultados sugerem que o total de precipitação associado a sua distribuição são importantes determinantes no processo de decomposição, de forma que as duas florestas mais úmidas apresentam, em média, taxas de decomposição duas vezes maiores do que as duas florestas estacionais. As demais diferenças encontradas entre as formações florestais devem ser explicadas por características edáficas e bióticas. Em relação ao efeito das espécies, observaram-se as maiores perda de massa em Esenbeckia leiocarpa Engl., seguida de Copaifera langsdorfii Desf., Guapira opposita Vell. e Calophyllum brasiliensis Camb.. Os parâmetros químicos só mostram correlação negativa significativa com as taxas de decomposição quando G. opposita é excluída da análise. Neste caso a porcentagem de lignina foi o parâmetro que apresentou melhor correlação (r2= 0,59). Apesar dos padrões gerais apresentados acima, a interação entre tipo florestal e substrato evidencia algumas variações, que se relacionam principalmente ao aumento relativo na perda de massa de C. langsdorfii em sua área de origem, o Cerradão. Quando comparadas as taxas de decomposição (k) encontradas na Floresta Estacional e no Cerradão, C. langsdorfii apresenta decaimento 40% maior no Cerradão, enquanto as demais espécies apresentam, em média, taxas 28% menores no Cerradão do que na Estacional. Esses resultados sugerem estreita correlação entre a comunidade decompositora e a serapilheira local. O estudo do processo de decomposição, reconhecendo seus fatores determinantes e a variação na hierarquia desses fatores em diferentes condições ambientais, como apresentado nesse trabalho, é de fundamental importância, não só para o entendimento dos ecossistemas florestais de São Paulo, mas para o planejamento de atividades de manejo, restauração e conservação. / Composition is an important indicator of functional patterns of ecosystems, as it controls basic processes related to the availability of nutrients and to ecosystem productivity. Climatic and edaphic conditions and the quality of the litter and soil fauna as determining factors are of particular importance in the process of decomposition. The significance of each one of these varies with spatial and temporal scale. The objective of this work was to evaluate the importance of certain determining factors of decomposition in sites representing the main forest ecosystems of the state of São Paulo, Brazil. To accomplish this, two independent experiments were conducted. The first, denoted here as the “Exotics" experiment, was to examine the effects of the type of forest and the soil fauna on the decomposition of leaves of an exotic species (Laurus nobilis L.) in two humid forests (Restinga Forest of the Parque Estadual da Ilha do Cardoso e Atlantic Forest of the Parque Estadual Carlos Botelho) and a seasonal forest (Semideciduous Forest of the Estação Ecológica de Caetetus). The effects of these factors were tested above and belowground, to simulate the environment of decomposition among leaves and roots respectively. The type of forest had a significant effect over fauna above the surface, while below the surface, only fauna had significant effect. These results indicate that the hierarchy of determining factors in decomposition differs between leaves and roots. If on the one hand decomposition in leaves is much more susceptible to variation in climate than are roots, on the other hand changes in the soil fauna affect decomposition in both environments. Above the surface, fauna had a significant effect only in the Atlantic Forest, emphasizing the difference between two humid forests. Under the surface, and in the absence of fauna, the percentage of remaining biomass was very similar in the three forests. Notwithstanding differences in the forests, the presence of fauna was apparent, suggesting that there is a specific contribution of fauna in decomposition among roots in these forests. The Restinga Forest produced the most pronounced effect of fauna below the soil surface. These results indicate that fauna is a factor of notable importance in the decomposition of roots, especially in humid sandy tropical forests. The other experiment, here called the “Native" experiment, was developed to evaluate the effects of the substrate and the forest type on the decomposition of leaves of four native species in sites of the four major forest types in São Paulo state. The experiment was conducted in the same three forest sites as the “Exotics" experiment, including the Cerradão da Estação Ecológica de Assis. A tree species was chosen in each forest type, the leaves of which were used as substrate for the litter bags. The type of forest and the substrate demonstrated a significantly greater effect on the quantity of remaining mass throughout the experiment. The majority of the species suffered greater losses in the Atlantic Forest, followed by the Restinga Forest, the Semideciduous Forest, and the Cerradão. These results suggest that the total associated precipitation and its distribution are important determinants in the process of decomposition. As such, the two most humid forests show, on average, decomposition rates twice as great as the two seasonal forests. The rest of the differences encountered between forest types can be explained by edaphic and biotic factors. With respect to the effect of the species, the greatest biomass losses were observed in Esenbeckia leiocarpa Engl., followed by Copaifera langsdorfii Desf., Guapira opposita Vell. and Calophyllum brasiliensis Camb. Chemical parameters only show significant negative correlation with decomposition rates when G. opposita is excluded from the analysis. In this case the percentage of lignin was the parameter that showed the greatest correlation (r2= 0,59). In spite of the general patterns presented above, the interaction between forest type and substrate showed some variation, principally related to the loss of mass of C. langsdorfii in its native habitat, the Cerradão. Comparing decomposition rates (k) found in the Semideciduous Forest and Cerradão, C. langsdorfii shows a decrease of 40% more in the Cerradão, while the other species show, on average rates 28% lower in the Cerradão than in the Semideciduous Forest. These results suggest a strict correlation between the decomposition community and the local litter. Understanding processes of decomposition, is of fundamental importance and includes recognizing the determining factors and the variation in the importance of these factors under different environmental conditions, as presented in this study. This is true not only for our understanding of the forest ecosystems of São Paulo, but also for management planning, restoration, and conservation.

Orientador: Vera Lex Engel / Coorientador: Luiz Fernando Duarte de Moraes / Banca: Gisela Durigan / Banca: Maria Elizabeth Fernandes Correia / Banca: Rafael Leandro de Figueiredo Vasconcelos / Banca: Brigitte Josrfine Feigl / Resumo: A composição e as características funcionais de espécies vegetais possuem grande efeito no funcionamento de ecossistemas florestais. Entretanto, o conhecimento das relações entre as características da vegetação com processos relacionados à ciclagem de nutrientes em sistemas em processo de restauração ecológica ainda é incipiente. Investigamos os efeitos de sítios e sistemas de restauração com composição e estrutura contrastantes na produção de serapilheira e na transferência de nutrientes, na fauna associada à serapilheira e na matéria orgânica do solo (MOS). Estudamos um experimento que foi implantando em 1997, no Câmpus da UNESP/FCA, em Botucatu, SP, em dois sítios com distintas características edáficas, sendo um localizado na Fazenda Lageado, que é caracterizado por apresentar textura argilosa e de maior fertilidade (Sítio 1 - Nitossolo Vermelho) e o outro localizado na Fazenda Edgardia, apresentando textura arenosa e menor fertilidade (Sítio 2 - Argissolo Vermelho Amarelo). O experimento foi delineado em blocos ao acaso, com cinco tratamentos (sistemas de restauração) e três repetições, em parcelas de 50 x 50 m (2500 m2). Em cada sítio foram implantados quatro sistemas de restauração, que se diferenciaram pelo número e composição de espécies utilizadas: semeadura direta (SEM), sistema agroflorestal (AGR), comercial para madeira e lenha (CML) e diversificado (DIV). Também faz parte do experimento um sistema controle (CON), em que não foi feito plantio (restauração passiva), e se encontra em processo de sucessão natural. Próximo a cada sítio estudamos também um fragmento de Floresta Estacional Semidecidual, como referência ... / Abstract: Functioning of forest ecosystems is greatly affected by composition as well as functional traits of plant species. However, the relationship between vegetation traits with nutrient cycling related processes in ecological restoration is so far under explored in the literature. We investigated the effects of tree species traits on different aspects of nutrient cycling (litter and nutrients production, litter-associated fauna and soil organic matter - SOM) in different ecological restoration systems. We analyzed a long-term experiment implemented in 1997, at the Campus of UNESP/FCA in Botucatu, at two sites with different soil characteristics. Site 1 has a clayey and higher fertility soil (a fertile loamy Ultisol) and Site 2 has a sandy texture and lower fertility soil (Alfisol). The experiment was designed in randomized blocks with five treatments (restoration systems) and three replications in 50 x 50 m plots (2500 m²). Four different restoration systems were implanted at each site. Restoration systems are differentiated by the number and composition of species used: direct seeding (SEM), agroforestry (AGR), commercial timber and firewood and (CML) and diversified (DIV). A control system (CON), with no planting and natural succession processes are following its own way (passive restoration) was also analyzed. Furthermore, we studied a fragment of seasonal semideciduous forest next to each site as a reference (REF). We assessed the number of species (rarefied richness), density, basal area and percentage of nitrogen fixing species and percentage of individuals of deciduous species in all restoration systems and forest reference. Litter and nutrient yield were higher both in the commercial (CML) and diversified (DIV) systems, regardless of site condition, which was due, respectively, to the largest proportion of individuals of putative nitrogen fixing species and higher species richness in those system ... / Doutor

Made available in DSpace on 2016-04-28T14:58:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2006- Rafael Marques Nogueira.pdf: 1478279 bytes, checksum: 63c3bbacfbc19aa84e5b5b0b5f2c26ee (MD5) Previous issue date: 2006-03-23 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / The present work was developed at the Integrated System of Agroecological Production ( Agroecological Small Farm of the Km 49 ), which is conducted through partnership among three institutions: Embrapa, UFRRJ and PESAGRO-RIO. Two experiments were done, one of them installed at orange tree orchard files and the other in an area cultivated with papaya trees Baixinho de Santa Am?lia . The objectives of the first experiment were to evaluate the effects of the dead cover banana tree pseudo-stem application in some chemical, physical and biological soil variables as: temperature, humidity, available contents of some essential elements and soil macro and mesofauna communities. Moreover, it was done an evaluation of the nutrient contents of the orange leaf tissues. In the second experiment at the papaya orchad, the effects of dead cover application were observed on the plants development, the nutrient contents of the leaf tissues and on the spontaneous plants population. The experimental design was of random blocks, with three treatments: an area maintained without covering, another with dead cover formed with the straw of Paspalum notatum grass (in the case of orange) or triturated Pennisetum purpureum cv. Napier grass (in the case of papaya); and the last formed with fragments of pseudo-stem of banana trees. For the humidity determination two methods were used, one through the gravimetric humidity (area with orange tree files) being collected in the depths of: 0-0,05; 0,05-0,10; 0,10-0,20; 0,20-0,40 m and other for tensiometry (area with papaya trees) in the depths of 0-0,10 and 0,10-0,20 m. The temperature was taken jointly with the humidity, with aid of the digital geothermometer in the layer of 0-0,05 m of the soil. For characterization of the edaphic fauna two methodologies were used: for collection of the mesofauna (Berlesse-T?llgren) and macrofauna (TSBF), being the samplings accomplished in the beginning and at the end (macrofauna) and in the beginning, middle and at the end (mesofauna) of the experiment. In the papaya tree plants, it was evaluated the height, diameter of the stem; the radius of the leaf blade; the petiole length; height at the beginning of the flowering and fructification. In relation to the spontaneous vegetation, collections were done for evaluation by the application of some phytossociological indexes. The results indicate that the pseudo-stem use increased the soil K+ content in the orange tree files and increased the P and K in the leaf tissues of both fruit bowls, and reduced the temperature and the hydric deficit in the first layers of the soil (up to 0,10 m) of the two areas. As for the edaphic fauna, was verified that the banana tree pseudo-stem reduced the individuals' medium density, differently of the effect of the covering of Paspalum notatum grass, when compared to the soil without dead cover. It was observed that the group Oligochaeta was expressive and negatively affected by the pseudo-stem cover. In the experiment with papaya trees, it was verified that the use of the pseudo-stem as dead cover provided a decrease in the incidence of the spontaneous vegetation, especially of the mad, beyond to contribute to the plants larger vegetative development in the juvenile phase. Like this, it was evidenced that the use of dead cover with fragments of banana tree pseudo-stem provided important impacts in some chemical, physical and biological characteristics of the soil, as well as in the phytossociology of spontaneous herbs and initial development of papaya trees. / Este trabalho foi desenvolvido no Sistema Integrado de Produ??o Agroecol?gica ( Fazendinha Agroecol?gica do Km 49 ), o qual ? conduzido atrav?s de parceria entre a Embrapa, UFRRJ e PESAGRO RIO. Foram feitos dois experimentos, sendo um instalado em pomar de laranjeira lima e outro em ?rea cultivada com mamoeiros Baixinho de Santa Am?lia . O primeiro teve como objetivo avaliar os efeitos da cobertura morta de pseudocaule de bananeira em vari?veis qu?micas, f?sicas e biol?gicas do solo, tais como: a temperatura, teor de umidade, teores dispon?veis de alguns elementos essenciais e comunidades de macro e mesofauna ed?ficas. Al?m disso, foi feita tamb?m uma avalia??o dos nutrientes essenciais nos tecidos foliares da laranjeira. No segundo experimento, foi avaliado o efeito da cobertura morta sobre o desenvolvimento das plantas, os teores de nutrientes nos tecidos foliares, na temperatura e umidade do solo e na popula??o de plantas espont?neas. O delineamento experimental foi o de blocos casualizados com tr?s tratamentos: ?rea mantida sem cobertura, com cobertura morta formada de palha de grama batatais (laranjeiras) ou capim napier triturado (mamoeiros); e com cobertura de fragmentos de pseudocaule de bananeiras. Na determina??o de umidade foram utilizados dois m?todos, um por meio da umidade gravim?trica (?rea com laranjeira lima) coletando-se nas profundidades de: 0-0,05; 0,05-0,10; 0,10-0,20; 0,20-0,40 m e outro por tensiometria (?rea com mamoeiros) nas profundidades de 0-0,10 e 0,10-0,20 m. A temperatura foi tomada conjuntamente com a umidade, com aux?lio do geoterm?metro digital na camada de 0-0,05 m do solo. Para caracteriza??o da fauna ed?fica foram empregadas as metodologias para coleta da mesofauna (Berlese-T?llgren) e macrofauna (TSBF), sendo as amostragens realizadas no in?cio e ao final (macrofauna) e no in?cio, meados e ao final (mesofauna) do experimento. Nas plantas de mamoeiro, foram determinados a altura; o di?metro do caule; o raio do limbo foliar; o comprimento do pec?olo; a altura de in?cio de florescimento e o in?cio de frutifica??o. Em rela??o ? vegeta??o espont?nea, realizaram-se coletas para avalia??o atrav?s da aplica??o de ?ndices fitossociol?gicos. Evidencia-se a partir dos resultados que o uso de pseudocaule propiciou eleva??o no teor de K+ no solo cultivado com laranjeira lima e de P e K no tecido foliar de ambas fruteiras, assim como uma redu??o da temperatura e atenua??o do deficit h?drico nas primeiras camadas do solo (at? 0,10 m) das duas ?reas. Quanto ? fauna ed?fica, verificou-se que o pseudocaule promoveu redu??o na densidade m?dia de indiv?duos, diferentemente do efeito da cobertura de grama batatais, quando comparado ao solo sem cobertura morta. Observou-se que o grupo Oligochaeta foi expressiva e negativamente afetado pela cobertura com pseudocaule. No experimento com mamoeiros, verificou-se que a utiliza??o do pseudocaule como cobertura morta provocou diminui??o na incid?ncia da vegeta??o espont?nea, especialmente da tiririca, al?m de proporcionar ?s plantas maior desenvolvimento vegetativo na fase juvenil. Assim, evidenciou-se que o emprego de cobertura morta com fragmentos de pseudocaule de bananeira proporcionou impactos importantes em algumas caracter?sticas qu?micas, f?sicas e biol?gicas do solo, bem como na fitossociologia de ervas espont?neas e desenvolvimento inicial de mamoeiros.

Submitted by Jorge Silva (jorgelmsilva@ufrrj.br) on 2017-08-29T17:27:52Z No. of bitstreams: 1 2013 - Miriam de Oliveira Bianchi.pdf: 4091539 bytes, checksum: 098efb42e3013339939d9ac91d1c741c (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-29T17:27:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013 - Miriam de Oliveira Bianchi.pdf: 4091539 bytes, checksum: 098efb42e3013339939d9ac91d1c741c (MD5) Previous issue date: 2013-02-27 / CAPES / The studies were carried part of the University of Coimbra - Portugal (Ecotoxicology Laboratory of Soil and Marine Research Institute-IMAR) and part of the premises of Embrapa Agrobiology - RJ. Originated from the beneficiation process aluminum, red mud (red mud), is generated from the refining of bauxite to produce alumina (Al2O3). Characterized as material of high alkalinity and large amount of salts associated with a huge amount produced annually by industries, the disposal of this material requires innumerous care. Accordingly, studies involving the analysis of the possible effects of the use and application of this material in the soil and on water sources emerge as key tools to minimize damage, either to the soil biological community, as water bodies. The aim of this study were assessing the intrinsic toxicity of red mud in soil organisms in artificial soil (Chapter I), and In Natural soil (Chapter II); end on aquatic organisms (Chapter III) as a result of leaching from contaminated soil solution. For ecotoxicological tests with soil organisms we studied two 'types' of waste, namely the red mud ?In Natura? and "Filtered" (with a 3% reduction in the content of Na). The concentrations tested were initially 0, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80 and 90% of the residue ?In Natura?, and then set new doses of 0, 2.5, 5, 10, 20, 30 and 40% residual In Natura and also the "Filtered", and two types of soil collected in the same region (Po?os de Caldas - MG) where there are deposits of bauxite (Alcoa). In Chapter a considerable difference in the sensitivity of the test organisms was checked. The results showed that the red mud strongly inhibited reproduction for each. The high sodium concentration (Na+ = 18500.9 mg L-1) is probably the most deleterious factor for the reproduction of these species and has not been minimized toxicity by treatment applied to the sludge to reduce this salt. In Chapter II was observed an increase in the effects of the toxicity associated with natural soils. Still, the particular characteristics of each soil allow achieving particular outcomes for each environment tested. In Chapter III the residue ?In Natura? proved toxic to all aquatic organisms studied. / Os estudos foram realizados parte na Universidade de Coimbra ? Portugal (Laborat?rio de Ecotoxicologia de Solos e Instituto de Pesquisas Marinhas-IMAR) e parte nas instala??es da Embrapa Agrobiologia ? RJ. Originada do processo de beneficiamento do alum?nio, a lama vermelha (lama vermelha), ? gerada a partir do refino da bauxita para produ??o de alumina (Al2O3). Caracterizada como material de alta alcalinidade e grande quantidade de sais, associado ? grande quantidade produzida anualmente pelas ind?strias, o descarte desse material necessita de in?meros cuidados. Nesse sentido, estudos que envolvam a an?lise dos poss?veis efeitos da utiliza??o e aplica??o desse material tanto no solo como sobre as fontes de ?gua surgem como ferramentas fundamentais para minimizar danos, seja para a comunidade biol?gica do solo, como de corpos h?dricos. Os objetivos deste estudo foram avaliar a toxicidade intr?nseca da lama vermelha sobre organismos em solo artificial (Cap?tulo I); e em solos naturais (Cap?tulo II); e sobre organismos aqu?ticos (Cap?tulo III) em consequ?ncia da lixivia??o da solu??o do solo contaminado. Para os ensaios ecotoxicol?gicos com organismos de solo foram estudados dois ?tipos? do res?duo, a saber, a lama vermelha ?In Natura? e ?Filtrado? (com redu??o de 3% no teor de Na). As concentra??es ensaiadas foram inicialmente 0, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80 e 90% do res?duo ?In Natura?, e em seguida, definidas novas doses de 0, 2,5, 5, 10, 20, 30 e 40% de res?duo ?In Natura? e tamb?m do ?Filtrado?, al?m de dois tipos de solo coletados na mesma regi?o (Po?os de Caldas - MG) onde ocorrem jazidas de bauxita. No Cap?tulo I foi verificada uma consider?vel diferen?a na sensibilidade dos organismos testados. Os resultados demonstraram que a lama vermelha inibiu fortemente a reprodu??o para cada um deles. O alto teor de s?dio (Na+ = 18500,9 mg L-1) ? provavelmente o fator mais delet?rio para a reprodu??o dessas esp?cies, n?o tendo sido minimizada a toxicidade pelo tratamento aplicado ? lama para a redu??o desse sal. No cap?tulo II foi poss?vel observar um incremento dos efeitos dessa toxicidade quando associado a solos naturais. Ainda assim, caracter?sticas particulares de cada solo permitem alcan?ar resultados particulares para cada ambiente testado. No Cap?tulo III o res?duo ?In Natura? mostrou-se t?xico para todos os organismos aqu?ticos estudados.

O uso da vinhaça de cana-de-açúcar na fertirrigação de solos agrícolas, além de ser uma boa opção para o descarte do resíduo, gera vantagens econômicas. Embora, há anos, este tipo de efluente seja amplamente aplicado em áreas agrícolas, pouco se sabe sobre seus riscos ecológicos para os organismos do solo. Neste estudo, os efeitos de duas vinhaças provenientes de usinas destilatórias diferentes (VA e VB), e outra derivada de uma destilação em laboratório (VC), sobre a fauna e microbiota do solo, foram avaliados em dois Latossolos (LV e LVA) e em um Solo Artificial Tropical (SAT). Concentrações crescentes das vinhaças foram aplicadas nos três solos para avaliar os efeitos sobre a reprodução e comportamento de espécies da fauna, bem como os efeitos dos efluentes sobre a biomassa microbiana de carbono (BMC), respiração basal (C-CO2), atividade da enzima desidrogenase (DHA), colonização de raízes de cana-de-açúcar por fungos micorrízicos arbusculares (FMA) e estrutura da comunidade bacteriana foram avaliados nos Latossolos LV e LVA. Para a fauna do solo, as vinhaças das usinas destilatórias foram consideradas as mais tóxicas, uma vez que os solos tratados com estes efluentes foram evitados pelas minhocas e colêmbolos, assim como a reprodução de todas as espécies foi reduzida em pelo menos um, entre os solos testados. A vinhaça originada em laboratório não causou fuga nos organismos testados e somente reduziu a reprodução de minhocas e enquitreídeos em SAT e LVA, respectivamente. Os ácaros foram os organismos menos sensíveis à presença das vinhaças. O crescimento (BMC) e metabolismo microbiano (C-CO2) aumentaram na presença de todas as vinhaças, assim como também houve incremento na colonização dos FMA nas raízes, em LVA. Entretanto, a estrutura da comunidade bacteriana foi alterada na presença das vinhaças, ocorrendo, inclusive, reduções da riqueza e diversidade, bem como aumentos da dominância de alguns grupos bacterianos no solo LV. A toxicidade das vinhaças para a fauna foi atribuída, principalmente, ao alto teor de sais, em especial ao potássio. Contudo, sugeriu-se que os aumentos no crescimento e metabolismo microbiano foram decorrentes do aumento da matéria orgânica e de outros nutrientes, adicionados ao solo pelas vinhaças. As alterações na colonização dos FMA nas raízes de cana-de-açúcar e na estrutura da comunicade bacteriana também podem ter sido influenciadas pelo acrécimo de nutrientes no solo, ou foram respostas a elementos ou substâncias poluidores presentes nas vinhaças, como, por exemplo, o excesso de potássio, ou outros aditivos utilizados durante a fermentação. Estes resultados indicam que critérios de proteção para organismos do solo devem ser considerados na derivação das doses de vinhaça de cana-de-açúcar aplicadas em solos tropicais. / The use of vinasse of cane sugar in ferti-igation of agricultural soils is a good option for disposal of this waste and generates economic advantages. This type of waste has been applied to agricultural soil for many years; however, there is little information about its ecotoxicological risks on soil organisms. In this study, the effects of two vinasse from different distillerie plants (VA and VB), and another from a laboratory distillation (VC) on the soil fauna and soil microorganisms were evaluated in two Oxisols (LV and LVA) and in a Tropical Artificial Soil (TAS). Increasing concentrations of these vinasses were applied to the soils to assess the effects on the behavior and reproduction of fauna species, and the effects of the effluents on microbial biomass carbon (MBC), basal respiration (C-CO2), dehydrogenase activity (DHA), colonization by mycorrhizal fungi (AMF) and on the structure of the bacterial community were evaluated in the Oxisols. For the soil fauna, the vinasses from commercial distilleries proved to be the most toxic: earthworms and collembolans avoided the soils that were contaminated with these vinasses, and the reproduction of all organisms was reduced in at least one of the soils. The vinasse from the laboratory did not promote any avoidance behavior in the tested organisms and only reduced the reproduction of earthworms and enchytraeids in TAS and LVA soil, respectively. Mites were the least sensitive organisms to the vinasses. Microbial growth (MBC) and metabolism (C-CO2, DHA) increased in the presence of all the vinasses, and there was an increase in the AMF colonization of sugar-cane roots. The structure of the soil bacterial community was significantly modified by all the vinasses, with richness and diversity reductions, and increases of the dominance of bacterial groups. For the soil fauna the toxicity was attributed mainly to the high salt contents, especially to the potassium content in the vinasses. However, the increases in microbial growth and metabolism were attributed to the additional organic carbon and other nutrients added into the soils by the wastes. Changes in colonization by AMF and on the bacterial community may also have been influenced by the nutrient increase; however, these were especially considered microbial responses to the polluting elements/substances in the vinasses, as high potassium content, antibiotics or other substances added during the fermentation process. These results indicate that protection criteria for soil organisms should be considered during the derivation of the application limits of sugarcane vinasse in tropical soils.

Orientador: Maria Helena Moraes / Coorientador: José Eduardo Corá / Coorientador: Maria Elizabeth Fernandes Correia / Banca: Nilvania Aparecida de Mello / Banca: Maria de Fátima Guimarães / Banca: Lucia Helena Cunha dos Anjos / Banca: Juliano Carlos Calonego / Resumo: O sistema de plantio direto (PD) é apresentado como técnica agrícola que melhora as propriedades químicas, físicas e biológicas do solo. No entanto, ainda permanecem muitas questões quanto ao efeito do tipo e sequência de culturas sobre as interações planta-organismos-solo. O objetivo deste estudo foi investigar o efeito de sequências de culturas em sistema de plantio direto na comunidade da macrofauna edáfica e nas características químicas e físicas dos agregados em duas épocas de avaliação, seca e chuvosa em áreas de domínio morfológico de Mata Atlântica. As hipóteses testadas foram: i) a rotação de culturas com espécies de gramíneas/leguminosas (milho/soja) favorece a formação dos agregados de diferentes tipos morfológicos com diferentes características físicas e químicas, devido à atuação de raízes e a seleção alimentar pela macrofauna do solo; ii) a época de avaliação promove mudanças no ambiente para a formação dos agregados em função da cultura recente e da sazonalidade; iii) os agentes biológicos (macrofauna e raízes) alteram a dinâmica da matéria orgânica associada aos agregados do solo, devido à seleção alimentar pela macrofauna e pela atuação de raízes; iv) a rotação de gramíneas/leguminosas promove maior riqueza de indivíduos, uniformidade da macrofauna edáfica, maior abundância de grupos decompositores de matéria orgânica e engenheiros do ecossistema quando comparada com gramíneas ou com leguminosas, devido a melhoria na disponibilidade de recursos alimentares. O experimento foi realizado sob PD em Jaboticabal - SP, os tratamentos analisados foram: monocultura de soja (leguminosa) no verão e crotalária (leguminosa) na entressafra (S-C), monocultura de milho (gramínea) no verão e milho na entressafra (M-M), rotação soja/milho no verão e uma milho na entressafra (S/M-M) e rotação soja/milho no verão e crotalária ... / Abstract: The no-tillage system (NT) is presented as an agricultural technique that improves the chemical, physical and biological soil properties. However, many questions still remain as to the effect of the type and sequence of cultures on plantsoil- organisms interactions. The objective of this study was to investigate the effect of crop sequences in no-tillage system in the community of soil macrofauna and chemical and physical characteristics of aggregates in two evaluation periods, dry and wet in areas of morphological domain of Atlantic Forest. The hypotheses tested were: e) crop rotation with species of grass/legumes (corn/soybean) favors the formation of aggregates of different morphological types with different physical and chemical characteristics, due to the action of roots and food selection by soil macrofauna; ii) the evaluation period promotes changes in the environment for the formation of aggregates due to the recent culture and seasonality; iii) biological agents (macrofauna and roots) alter the dynamics of organic matter associated with soil aggregates due to food selection by macrofauna and action of roots; iv) the rotation of grass/legumes promotes greater richness of individuals, uniformity of soil macrofauna, greater abundance of groups decomposers of organic matter and engineers of the ecosystem when compared to grasses or legumes, due to improvement in the availability of food resources. The experiment was conducted under NT in Jaboticabal - SP, the treatments analyzed were: soybean monoculture (legume) in the summer and sun hemp (legume) in the off season (S-SH), corn monoculture (grass) in the summer and corn in the off season (C-C), rotation soybean/corn in the summer and a corn in the off season (S/C-C) and rotation soybean/corn in the summer and sun hemp in the off-season (S/C-SH). The sampling was carried out in August 2012 and March 2013. ... / Doutor