The diploma thesis is aimed at a comparison of tine and disc cultivators by several parameters which are most affecting the quality of a soil cultivation, and in the effect of the epigeic fauna, represented by ground beetles (Carabidae). Experiment was carried out twice during the season (after a harvest of wheat and rape) while soil was being cultivated with disc cultivator Lemken Rubin or tine cultivator Horsch Tiger. The experiment was carried out on the fields of ZD "Vysočina" Zbýšov and measured parameters were: plant residue decomposition, cultivation depth, diameter of aggregates, weed infestation and crop plant emergence, and abundance of ground beetles. Using the statistic tests, it was found, that almost every parameter describing the quality of the cultivation was influenced by the type of the cultivator. Tine cultivator had a higher decomposition of plant residues. This difference was more obvious when cultivating the field after rape harvest (P < 0.001) than field after wheat harvest (P < 0.01). Tine cultivator was more precise with keeping the cultivation depth as planned. Disc cultivator had a higher crumbling capacity. At the higher speed the machines were more inclining to come out of the ground at higher speeds (P < 0.05). A cultivation had a very negative influence on Carabidae population. On a rape stubble there was a 193 specimens caught in traps before the cultivation with two dominant species - Pseudoophonus rufipes and Pterostichus melanarius. Only 41 specimens was found in the traps after the cultivation.

Submitted by Luciana Sebin (lusebin@ufscar.br) on 2016-10-06T13:45:42Z No. of bitstreams: 1 DissNFG.pdf: 936583 bytes, checksum: d13eaef283b99d1b87d5c09bdca4689a (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-10-13T20:27:55Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissNFG.pdf: 936583 bytes, checksum: d13eaef283b99d1b87d5c09bdca4689a (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-10-13T20:28:11Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissNFG.pdf: 936583 bytes, checksum: d13eaef283b99d1b87d5c09bdca4689a (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-13T20:28:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissNFG.pdf: 936583 bytes, checksum: d13eaef283b99d1b87d5c09bdca4689a (MD5) Previous issue date: 2016-02-26 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / The fauna invertebrate epigeic, as well as biomass and microbial activity are shown efficient indicator of soil quality, because they have high sensitivity to changes in the environment. The sensitivity of these biological attributes of the soil plays a fundamental role in the assessment of anthropogenic activities, with a tool to monitor soil quality. The objective of the study was to evaluate the quality of the soil, using as biomarkers to epigeic invertebrate fauna, biomass and microbial activity in different coffee cultivation systems. The study was conducted in 2015 at a private estate in the municipality of Santo Antônio do Jardim, SP. The experimental design was randomized blocks in split plot in time, with five repetitions. The treatments consisted of three coffee cultivation systems and two witnesses areas: 1) Coffee in consortium with tree and Urochloa cv. decumbens species; 2) Coffee in consortium with Urochloa cv. decumbens; 3) Coffee in exclusive culture; 4) area with ground fallow and 5) native vegetation fragment. The bioindicators were evaluated in two periods, the first in April and the second in July 2015. To evaluate the epigeica invertebrate fauna were installed in the center of each area five pitfall traps ("pitfall"), totaling 25 traps. The characterization of epigeica invertebrate animals was made based on the taxonomic composition (%); density (number of individuals); richness (number of groups); Shannon diversity index; evenness index of Pielou. The microbial biomass was evaluated by collecting soil samples at depth 0,0 to 0,10 m. The variables evaluated were: microbial biomass carbon, basal respiration, metabolic quotient, microbial quotient and soil organic carbon. It was evaluated also the accumulation of litter (t ha-1) and soil moisture (kg kg- 1). The collection dates only influenced epigeic invertebrate fauna. As for the vii coffee cultivation systems and witnesses influenced all biological attributes of soil quality in this study. The native vegetation fragment system shows the more diverse and more complex plant, and favoured the development of biological attributes soil quality (abundance of organisms on frequency of taxonomic groups, microbial biomass carbon, basal respiration and microbial quotient), followed by Coffee wooded and Urochloa cv. decumbens, fallow, Coffee intercropped with Urochloa cv. decumbens, Coffee in exclusive culture. / A fauna invertebrada epigéica, assim como a biomassa e a atividade microbiana se mostram eficientes indicadoras de qualidade do solo, por apresentarem alta sensibilidade as alterações no ambiente. A sensibilidade desses atributos biológicos do solo tem papel fundamental na avaliação das atividades antrópicas, sendo uma ferramenta para monitorar a qualidade do solo. Objetivou-se com o trabalho avaliar a qualidade do solo, utilizando como bioindicadores a fauna invertebrada epigéica, a biomassa e, a atividade microbiana em diferentes sistemas de cultivo do cafeeiro. O estudo foi conduzido no ano de 2015 em uma propriedade particular localizada no município de Santo Antônio do Jardim, SP. O delineamento experimental adotado foi o blocos casualizados, em esquema de parcelas subdivididas no tempo, com cinco repetições. Os tratamentos foram constituídos por três sistemas de cultivo do cafeeiro e duas áreas testemunhas: 1) Cafeeiro em consórcio com espécies arbóreas e Urochloa cv. decumbens; 2) Cafeeiro em consórcio com Urochloa cv. decumbens; 3) Cafeeiro em cultivo exclusivo; 4) Área com solo em pousio e 5) Fragmento de vegetação nativa. Os bioindicadores foram avaliados em duas épocas, sendo a primeira no mês de abril e a segunda no mês de julho de 2015. Para avaliação da fauna invertebrada epigeica, foram instaladas no centro de cada área cinco armadilhas de queda (“pitfall”), totalizando 25 armadilhas. A caracterização da fauna invertebrada epigeica foi realizada com base na composição taxonômica (%); densidade (nº de indivíduos); riqueza (nº de grupos); índice de diversidade de Shannon; índice de equabilidade de Pielou. A biomassa microbiana foi avaliada coletando-se amostras de solo na profundidade 0,0 - 0,10 m. As variáveis avaliadas foram: carbono da biomassa microbiana, respiração basal, quociente metabólico, quociente microbiano e o carbono orgânico do solo. Foi avaliado também, o acúmulo de serrapilheira (t ha-1) e a umidade do solo (kg kg-1). As épocas de coleta influenciaram somente a fauna invertebrada epigéica. Já os sistemas de cultivo do cafeeiro e as testemunhas influenciaram todos os atributos biológicos da qualidade do solo avaliados neste estudo. O sistema Fragmento de vegetação nativa se mostra o mais diversificado e de maior complexidade vegetal, e favoreceu o desenvolvimento dos atributos biológicos de qualidade solo (abundância de organismos, frequência relativa dos grupos taxonômicos, carbono da biomassa microbiana, respiração basal e quociente microbiano), seguidos por Café arborizado e Urochloa cv. decumbens, Pousio, Cafeeiro consorciado com Urochloa cv. decumbens e Cafeeiro em cultivo exclusivo.

A restauração ecológica visa o estabelecimento de ecossistemas semelhantes aos que originalmente ocupavam uma determinada área que foi degradada. Todavia, os resultados dos esforços envolvidos na restauração e no retorno dos processos ecológicos naturais são difíceis de serem medidos, pois faltam métodos apropriados. Os bioindicadores são ferramentas baratas e confiáveis para o diagnóstico das características ambientais e ecológicas, cujo princípio consiste em medidas simples de grupos biológicos especialmente sensíveis às mudanças no meio. Os Arthropoda que ocorrem no solo e na serapilheira, em especial as formigas, mediam processos ecológicos importantes e apresentam características que os tornam bioindicadores potenciais, mas seu uso ainda necessita de conhecimentos específicos. Assim, o presente estudo teve como objetivo testar o potencial indicador da comunidade de Arthropoda edáfico-epígea na restauração ecológica, com maior enfoque sobre as formigas. Foram avaliadas as comunidades de um gradiente sucessional formado por doze reflorestamentos com diferentes idades e três remanescentes florestais, localizados nas bacias dos rios Pardo e Mogi-Guaçu. O objetivo foi identificar quais os parâmetros que melhor refletem a resposta dessas comunidades ao desenvolvimento florestal. Os resultados indicaram que tanto a mirmecofauna como o restante da comunidade são influenciadas pelos estádios de desenvolvimento florestal. As comunidades variaram em composição e estrutura. A evolução das comunidades mostrou-se direcional, formando um padrão convergente de acordo com o avanço da sucessão. Os resultados indicaram forte efeito da sazonalidade e das técnicas de coleta na interpretação dos resultados. A comunidade edáfico-epígea encontrada no período seco mostrou-se especialmente sensível ao desenvolvimento florestal, enquanto a resposta da mirmecofauna foi mais evidente durante o período chuvoso. Os resultados indicaram também que as comunidades de diferentes regiões, Mogi-Guaçu e Ribeirão Preto, responderam ao processo sucessional, embora tenham apresentado diferenças na composição e no padrão de resposta. As análises com formigas classificadas em grupos funcionais indicaram que a resposta da mirmecofauna ao desenvolvimento florestal ocorre também no nível funcional. As mudanças nos padrões da comunidade e seus módulos estão relacionadas às mudanças nos filtros ambientais e à disponibilidade de nichos. Em conclusão, (1) a riqueza de espécies da fauna edáfico-epígea encontrada na serapilheira do período seco foi um bom preditor geral do desenvolvimento florestal; (2) a riqueza de grupos raros proporcionou o melhor modelo de prognóstico do estádio sucessional, indicando ainda que os reflorestamentos tendem a atingir patamares semelhantes aos encontrados nos remanescentes florestais por volta dos 27 anos após o plantio; (3) na comunidade edáfico-epígea, o avanço no desenvolvimento florestal levou à convergência entre padrões de composição, (4) enquanto na mirmecofauna a convergência ocorreu para os padrões de estrutura, sendo que em ambos os casos (3 e 4), quanto mais avançado o estádio sucessional, mais parecidos entre si são os padrões de locais diferentes; (5) a Equabilidade J das formigas amostradas por iscas decresceu ao longo do desenvolvimento florestal, sendo considerado também um indicador do processo sucessional (6) as classificações funcionais das formigas também permitiram boa predição dos estádios sucessionais, com destaque para formigas capturadas com iscas quando classificadas pelo sistema proposto por Andersen (1995), devido a boa relação custo/benefício. Portanto, foi confirmado o potencial bioindicador da mirmecofauna de comunidade edáfico-epígea geral, que podem ser utilizados como ferramentas de diagnóstico e monitoramento do processo sucessional. O uso mais apropriado deve ser feito por métodos comparativos, através de parâmetros provenientes de ecossistemas referência, ou por medidas repetidas ao longo do tempo, pela observação do deslocamento dos padrões da comunidade e interpretação da proporção dos grupos. / Ecological restoration objective is to promote the return of chemical, physical and biological natural properties as those similar to the native features as possible. However, the restoration projects cannot be well evaluated due to the fact that there are no appropriated tools to do that. Plantations using native species are a prominent technique used in São Paulo state, promoting the fast rising of a plant community, but it is very expensive and hard to measure if ecological processes are returning. Bioindicators are cheap tools to evaluate environmental conditions and ecological processes because they respond to all ecosystem characteristics acting together and the responses of a single group make possible to infer properties of the total biodiversity or the full ecosystem health. Epigeic and hipogeic Arthropoda, especially ants, are potential bioindicators, due to their high abundance, ubiquitousness and their straight relationship to some important ecological processes, even to other community components, but they have not been used because it lacks information about the local scale responses to successional process and which standards can be used as parameters. Hence, we have tried to understand the main standards and responses from soil and litter community, as well as the mirmecofauna responses, under a successional gradient constituted by twelve planted forests in different ages and three forest remainders (semi-deciduous forest), all located at the hydrographic basins, Pardo and Mogi-Guaçu, searching for trustful bioindicators of forest development. General fauna was sampled from litter and soil and ants were additionally sampled by attractive baits, using glucose and sardine. Results have showed that forest development makes influence on structure and composition of general communities and ant communities found in restoration sites, so that over time, these community parameters progressively have become more similar to those found in forest remainders, consisting in a directional shifting. Epigeic and hipogeic general fauna showed to be more sensitive to forest development through dry season, while ants presented critical responses in wet season. Communities from different regions were influenced by successional process but they have presented differences among fauna compositions. The analyses using ants classified in functional groups indicated that forest development makes influence also on fauna functional pattern. Groups occupying specialized niches tend to increase their relative amount throughout forest development. The shifting of ant community functionality may be related to changes in environmental filters plus the increase of niche availability through forest development. As conclusions, under experiment features (1) species richness of litter fauna of dry season is a good predictor of forest development; (2) the richness of rare taxa allowed the best prognosis about sucessional stage, also indicating that fauna found in forest plantations reaches similar fauna standards of forest remainders close to 27 years after the deployment; (3) over time, the composition of general edaphic-epigeic community found in restoration sites becomes more similar to composition of communities found in forest remainders, (4) while for ant communities, the structure standards found in restoration sites progressively become more similar of respective parameter found in forest remainders. (5) the Equitability J of ants communities sampled using baits decreases over forest development and it may be considered a bioindicator of sucessional process; (6) ant functional groups also provided good prediction of sucessional stages, highlighting ant sampling using baits and ant functional classification according to Andersen (1995), due to best benefit-cost ratio. For appropriated application of all bioindicators, the use of comparative techniques may be considered, including ecosystem references, and rather than it uses fixed values of fauna parameters (as fixed goals to be achieved), it is better to consider which parameters of the community are changing over time and if their tendencies are in accordance to the expected.

A restauração ecológica visa o estabelecimento de ecossistemas semelhantes aos que originalmente ocupavam uma determinada área que foi degradada. Todavia, os resultados dos esforços envolvidos na restauração e no retorno dos processos ecológicos naturais são difíceis de serem medidos, pois faltam métodos apropriados. Os bioindicadores são ferramentas baratas e confiáveis para o diagnóstico das características ambientais e ecológicas, cujo princípio consiste em medidas simples de grupos biológicos especialmente sensíveis às mudanças no meio. Os Arthropoda que ocorrem no solo e na serapilheira, em especial as formigas, mediam processos ecológicos importantes e apresentam características que os tornam bioindicadores potenciais, mas seu uso ainda necessita de conhecimentos específicos. Assim, o presente estudo teve como objetivo testar o potencial indicador da comunidade de Arthropoda edáfico-epígea na restauração ecológica, com maior enfoque sobre as formigas. Foram avaliadas as comunidades de um gradiente sucessional formado por doze reflorestamentos com diferentes idades e três remanescentes florestais, localizados nas bacias dos rios Pardo e Mogi-Guaçu. O objetivo foi identificar quais os parâmetros que melhor refletem a resposta dessas comunidades ao desenvolvimento florestal. Os resultados indicaram que tanto a mirmecofauna como o restante da comunidade são influenciadas pelos estádios de desenvolvimento florestal. As comunidades variaram em composição e estrutura. A evolução das comunidades mostrou-se direcional, formando um padrão convergente de acordo com o avanço da sucessão. Os resultados indicaram forte efeito da sazonalidade e das técnicas de coleta na interpretação dos resultados. A comunidade edáfico-epígea encontrada no período seco mostrou-se especialmente sensível ao desenvolvimento florestal, enquanto a resposta da mirmecofauna foi mais evidente durante o período chuvoso. Os resultados indicaram também que as comunidades de diferentes regiões, Mogi-Guaçu e Ribeirão Preto, responderam ao processo sucessional, embora tenham apresentado diferenças na composição e no padrão de resposta. As análises com formigas classificadas em grupos funcionais indicaram que a resposta da mirmecofauna ao desenvolvimento florestal ocorre também no nível funcional. As mudanças nos padrões da comunidade e seus módulos estão relacionadas às mudanças nos filtros ambientais e à disponibilidade de nichos. Em conclusão, (1) a riqueza de espécies da fauna edáfico-epígea encontrada na serapilheira do período seco foi um bom preditor geral do desenvolvimento florestal; (2) a riqueza de grupos raros proporcionou o melhor modelo de prognóstico do estádio sucessional, indicando ainda que os reflorestamentos tendem a atingir patamares semelhantes aos encontrados nos remanescentes florestais por volta dos 27 anos após o plantio; (3) na comunidade edáfico-epígea, o avanço no desenvolvimento florestal levou à convergência entre padrões de composição, (4) enquanto na mirmecofauna a convergência ocorreu para os padrões de estrutura, sendo que em ambos os casos (3 e 4), quanto mais avançado o estádio sucessional, mais parecidos entre si são os padrões de locais diferentes; (5) a Equabilidade J das formigas amostradas por iscas decresceu ao longo do desenvolvimento florestal, sendo considerado também um indicador do processo sucessional (6) as classificações funcionais das formigas também permitiram boa predição dos estádios sucessionais, com destaque para formigas capturadas com iscas quando classificadas pelo sistema proposto por Andersen (1995), devido a boa relação custo/benefício. Portanto, foi confirmado o potencial bioindicador da mirmecofauna de comunidade edáfico-epígea geral, que podem ser utilizados como ferramentas de diagnóstico e monitoramento do processo sucessional. O uso mais apropriado deve ser feito por métodos comparativos, através de parâmetros provenientes de ecossistemas referência, ou por medidas repetidas ao longo do tempo, pela observação do deslocamento dos padrões da comunidade e interpretação da proporção dos grupos. / Ecological restoration objective is to promote the return of chemical, physical and biological natural properties as those similar to the native features as possible. However, the restoration projects cannot be well evaluated due to the fact that there are no appropriated tools to do that. Plantations using native species are a prominent technique used in São Paulo state, promoting the fast rising of a plant community, but it is very expensive and hard to measure if ecological processes are returning. Bioindicators are cheap tools to evaluate environmental conditions and ecological processes because they respond to all ecosystem characteristics acting together and the responses of a single group make possible to infer properties of the total biodiversity or the full ecosystem health. Epigeic and hipogeic Arthropoda, especially ants, are potential bioindicators, due to their high abundance, ubiquitousness and their straight relationship to some important ecological processes, even to other community components, but they have not been used because it lacks information about the local scale responses to successional process and which standards can be used as parameters. Hence, we have tried to understand the main standards and responses from soil and litter community, as well as the mirmecofauna responses, under a successional gradient constituted by twelve planted forests in different ages and three forest remainders (semi-deciduous forest), all located at the hydrographic basins, Pardo and Mogi-Guaçu, searching for trustful bioindicators of forest development. General fauna was sampled from litter and soil and ants were additionally sampled by attractive baits, using glucose and sardine. Results have showed that forest development makes influence on structure and composition of general communities and ant communities found in restoration sites, so that over time, these community parameters progressively have become more similar to those found in forest remainders, consisting in a directional shifting. Epigeic and hipogeic general fauna showed to be more sensitive to forest development through dry season, while ants presented critical responses in wet season. Communities from different regions were influenced by successional process but they have presented differences among fauna compositions. The analyses using ants classified in functional groups indicated that forest development makes influence also on fauna functional pattern. Groups occupying specialized niches tend to increase their relative amount throughout forest development. The shifting of ant community functionality may be related to changes in environmental filters plus the increase of niche availability through forest development. As conclusions, under experiment features (1) species richness of litter fauna of dry season is a good predictor of forest development; (2) the richness of rare taxa allowed the best prognosis about sucessional stage, also indicating that fauna found in forest plantations reaches similar fauna standards of forest remainders close to 27 years after the deployment; (3) over time, the composition of general edaphic-epigeic community found in restoration sites becomes more similar to composition of communities found in forest remainders, (4) while for ant communities, the structure standards found in restoration sites progressively become more similar of respective parameter found in forest remainders. (5) the Equitability J of ants communities sampled using baits decreases over forest development and it may be considered a bioindicator of sucessional process; (6) ant functional groups also provided good prediction of sucessional stages, highlighting ant sampling using baits and ant functional classification according to Andersen (1995), due to best benefit-cost ratio. For appropriated application of all bioindicators, the use of comparative techniques may be considered, including ecosystem references, and rather than it uses fixed values of fauna parameters (as fixed goals to be achieved), it is better to consider which parameters of the community are changing over time and if their tendencies are in accordance to the expected.