South Africa is one of the most important mining countries in the world, hosting the world's largest reserves of platinum group metals (PGMs). Even though mining is clearly an important activity in South Africa, contributing approximately US$ 7.4 billion annually to the countries' gross domestic product (GDP), the costs to the environment are not insignificant. One of the most severe environmental aspects associated with mining is the storage of mineral waste on tailings storage facilities due to their impacts on air quality, ground water quality, aesthetics and land use. It is also unknown whether the environmental effects of tailings storage facilities increase or decrease over time. The aim of this study was to determine the ecotoxicity of platinum tailings storage facilities of different ages by means of soil physical and chemical analysis, earthworm ecotoxicological studies, dehydrogenase activity and soil mesofauna studies. Samples were obtained from three platinum tailings storage facilities of different ages of which two were already rehabilitated while the third was still operational at the time this study was performed. The latter was used as a negative control for the purpose of the study. Soil samples were physically and chemically analysed. Earthworm ecotoxicological studies were conducted to determine changes in biomass, reproduction, mortality, neutral red retention times and tissue metal concentrations. Dehydrogenase activity was determined before the introduction of earthworms and manure, after introductions of manure and after introductions of earthworms and manure. Soil mesofauna were extracted and identified in order to determine species richness, diversity, abundance and functional grouping. Soil chemical analysis indicated that concentrations of certain heavy metals, especially chrome (Cr), present in platinum tailings materials could have a potential effect on microorganisms, microbial processes and earthworms. Earthworm ecotoxicological results indicated that earthworms that bioaccumulated higher levels of heavy metals showed poor hatchability of cocoons. Dehydrogenase activity indicated that earthworms play a significant role in increasing the number and biomass of soil microbes because significant increases in dehydrogenase activity were noticed after the addition of earthworms to platinum tailings materials. Results from the earthworm ecotoxicological studies, dehydrogenase activity, and soil mesofauna composition indicated that environmental impacts of tailings storage facilities did not increase with age, but is more likely to be an indication of the rehabilitation measures administered to the different tailings storage facilities. / Thesis (M. Environmental Science)--North-West University, Potchefstroom Campus, 2009.

South Africa is one of the most important mining countries in the world, hosting the world's largest reserves of platinum group metals (PGMs). Even though mining is clearly an important activity in South Africa, contributing approximately US$ 7.4 billion annually to the countries' gross domestic product (GDP), the costs to the environment are not insignificant. One of the most severe environmental aspects associated with mining is the storage of mineral waste on tailings storage facilities due to their impacts on air quality, ground water quality, aesthetics and land use. It is also unknown whether the environmental effects of tailings storage facilities increase or decrease over time. The aim of this study was to determine the ecotoxicity of platinum tailings storage facilities of different ages by means of soil physical and chemical analysis, earthworm ecotoxicological studies, dehydrogenase activity and soil mesofauna studies. Samples were obtained from three platinum tailings storage facilities of different ages of which two were already rehabilitated while the third was still operational at the time this study was performed. The latter was used as a negative control for the purpose of the study. Soil samples were physically and chemically analysed. Earthworm ecotoxicological studies were conducted to determine changes in biomass, reproduction, mortality, neutral red retention times and tissue metal concentrations. Dehydrogenase activity was determined before the introduction of earthworms and manure, after introductions of manure and after introductions of earthworms and manure. Soil mesofauna were extracted and identified in order to determine species richness, diversity, abundance and functional grouping. Soil chemical analysis indicated that concentrations of certain heavy metals, especially chrome (Cr), present in platinum tailings materials could have a potential effect on microorganisms, microbial processes and earthworms. Earthworm ecotoxicological results indicated that earthworms that bioaccumulated higher levels of heavy metals showed poor hatchability of cocoons. Dehydrogenase activity indicated that earthworms play a significant role in increasing the number and biomass of soil microbes because significant increases in dehydrogenase activity were noticed after the addition of earthworms to platinum tailings materials. Results from the earthworm ecotoxicological studies, dehydrogenase activity, and soil mesofauna composition indicated that environmental impacts of tailings storage facilities did not increase with age, but is more likely to be an indication of the rehabilitation measures administered to the different tailings storage facilities. / Thesis (M. Environmental Science)--North-West University, Potchefstroom Campus, 2009.

A avaliação das populações de ácaros e colêmbolos edáficos tem recebido atenção com vistas ao uso como indicadores biológicos da qualidade do solo devido às importantes funções desempenhadas por estes no solo. A análise do número, frequência e diversidade destes grupos em áreas sob cultivo agrícola, em comparação com áreas sob vegetações nativas podem indicar alterações ocorridas no solo. Com base nesta hipótese, este trabalho buscou avaliar qualitativa e quantitativamente a população de ácaros e colêmbolos presentes em uma área com o cultivo de Eucalyptus sp, uma área de mata nativa e outra de campo nativo, localizadas na Estação Experimental Agronômica da UFRGS, Eldorado do Sul – RS. Para isso, foram coletadas mensalmente, no período de janeiro a setembro de 2009, amostras de solo de três áreas. As amostras foram coletadas utilizando-se cilindros metálicos com 7,0 cm de diâmetro e 7,5 cm de altura, que eram introduzidos no solo e depois de retirados, eram envoltos em filme plástico de PVC e transportados em caixas de isopor até o laboratório de microbiologia da Faculdade de Agronomia da UFRGS. Para a extração dos ácaros e colêmbolos das amostras utilizou-se o método do funil de Berlese-Tullgren adaptado. Após eram recolhidos em frascos de vidro com líquido preservante (70% álcool e 1% glicerol). Após 168 horas de extração, todos os espécimes foram contados e identificados com auxílio de lupa e microscópio. Durante o período do estudo, nas três áreas foram capturados 1.314 ácaros e colêmbolos. O solo de área sob mata nativa apresentou o maior número de ácaros e colêmbolos em comparação com as demais áreas, mostrando que as diferentes coberturas vegetais podem influenciar na presença de indivíduos. Nas condições deste trabalho, a flutuação populacional de ácaros da família Oribatidae não foi afetada pelas diferentes coberturas vegetais do solo estudado não sendo um bom indicador da qualidade biológica do solo. A flutuação populacional dos ácaros das famílias Eupodidae e Pachygnathidae e dos colêmbolos da família Hypogastruridae podem ser indicados como bioindicadores de qualidade do solo. / The study of populations of mites and springtails edaphic has received attention in order to use as biological indicators of soil quality because of the important functions performed by them in the ground. The analysis of the number, frequency and diversity of these groups in areas under cultivation, compared with areas under native vegetation may indicate changes in the soil. Based on this hypothesis, this study sought to evaluate qualitatively and quantitatively the population of mites and springtails present in an area with growing Eucalyptus spp, a native forest and other native grassland, located at the Agronomic Experimental Station of UFRGS, Eldorado do Sul - RS. To do so, were collected monthly between January to September 2009, soil samples from three areas. Samples were collected using a metal cylinder with diameter 7.0 cm and 7.5 cm in height, which were introduced into the soil and once removed, were wrapped in PVC film and transported in coolers to the laboratory of Microbiology, Faculty of Agronomy. For the extraction of mites and springtails of the samples used the method of the Berlese-Tullgren funnel adapted. After they were collected in glass bottles with liquid preservative (70% alcohol and 1% glycerol). After 168 hours of extraction, all specimens were identified and counted with a magnifying glass and microscope. During the study period, three areas were captured 1314 mites and springtails. The land area under forest had the largest number of mites and springtails in comparison with other areas, showing that the different vegetation cover may influence the presence of individuals. In the present conditions, the population fluctuations of the mite family Oribatidae was not affected by different vegetation covers the soil studied was not a good indicator of soil biological quality. The mite population fluctuation of families and Eupodidae Pachygnathidae and Collembola family Hypogastruridae can be displayed as bioindicators of soil quality.

A avaliação das populações de ácaros e colêmbolos edáficos tem recebido atenção com vistas ao uso como indicadores biológicos da qualidade do solo devido às importantes funções desempenhadas por estes no solo. A análise do número, frequência e diversidade destes grupos em áreas sob cultivo agrícola, em comparação com áreas sob vegetações nativas podem indicar alterações ocorridas no solo. Com base nesta hipótese, este trabalho buscou avaliar qualitativa e quantitativamente a população de ácaros e colêmbolos presentes em uma área com o cultivo de Eucalyptus sp, uma área de mata nativa e outra de campo nativo, localizadas na Estação Experimental Agronômica da UFRGS, Eldorado do Sul – RS. Para isso, foram coletadas mensalmente, no período de janeiro a setembro de 2009, amostras de solo de três áreas. As amostras foram coletadas utilizando-se cilindros metálicos com 7,0 cm de diâmetro e 7,5 cm de altura, que eram introduzidos no solo e depois de retirados, eram envoltos em filme plástico de PVC e transportados em caixas de isopor até o laboratório de microbiologia da Faculdade de Agronomia da UFRGS. Para a extração dos ácaros e colêmbolos das amostras utilizou-se o método do funil de Berlese-Tullgren adaptado. Após eram recolhidos em frascos de vidro com líquido preservante (70% álcool e 1% glicerol). Após 168 horas de extração, todos os espécimes foram contados e identificados com auxílio de lupa e microscópio. Durante o período do estudo, nas três áreas foram capturados 1.314 ácaros e colêmbolos. O solo de área sob mata nativa apresentou o maior número de ácaros e colêmbolos em comparação com as demais áreas, mostrando que as diferentes coberturas vegetais podem influenciar na presença de indivíduos. Nas condições deste trabalho, a flutuação populacional de ácaros da família Oribatidae não foi afetada pelas diferentes coberturas vegetais do solo estudado não sendo um bom indicador da qualidade biológica do solo. A flutuação populacional dos ácaros das famílias Eupodidae e Pachygnathidae e dos colêmbolos da família Hypogastruridae podem ser indicados como bioindicadores de qualidade do solo. / The study of populations of mites and springtails edaphic has received attention in order to use as biological indicators of soil quality because of the important functions performed by them in the ground. The analysis of the number, frequency and diversity of these groups in areas under cultivation, compared with areas under native vegetation may indicate changes in the soil. Based on this hypothesis, this study sought to evaluate qualitatively and quantitatively the population of mites and springtails present in an area with growing Eucalyptus spp, a native forest and other native grassland, located at the Agronomic Experimental Station of UFRGS, Eldorado do Sul - RS. To do so, were collected monthly between January to September 2009, soil samples from three areas. Samples were collected using a metal cylinder with diameter 7.0 cm and 7.5 cm in height, which were introduced into the soil and once removed, were wrapped in PVC film and transported in coolers to the laboratory of Microbiology, Faculty of Agronomy. For the extraction of mites and springtails of the samples used the method of the Berlese-Tullgren funnel adapted. After they were collected in glass bottles with liquid preservative (70% alcohol and 1% glycerol). After 168 hours of extraction, all specimens were identified and counted with a magnifying glass and microscope. During the study period, three areas were captured 1314 mites and springtails. The land area under forest had the largest number of mites and springtails in comparison with other areas, showing that the different vegetation cover may influence the presence of individuals. In the present conditions, the population fluctuations of the mite family Oribatidae was not affected by different vegetation covers the soil studied was not a good indicator of soil biological quality. The mite population fluctuation of families and Eupodidae Pachygnathidae and Collembola family Hypogastruridae can be displayed as bioindicators of soil quality.

A avaliação das populações de ácaros e colêmbolos edáficos tem recebido atenção com vistas ao uso como indicadores biológicos da qualidade do solo devido às importantes funções desempenhadas por estes no solo. A análise do número, frequência e diversidade destes grupos em áreas sob cultivo agrícola, em comparação com áreas sob vegetações nativas podem indicar alterações ocorridas no solo. Com base nesta hipótese, este trabalho buscou avaliar qualitativa e quantitativamente a população de ácaros e colêmbolos presentes em uma área com o cultivo de Eucalyptus sp, uma área de mata nativa e outra de campo nativo, localizadas na Estação Experimental Agronômica da UFRGS, Eldorado do Sul – RS. Para isso, foram coletadas mensalmente, no período de janeiro a setembro de 2009, amostras de solo de três áreas. As amostras foram coletadas utilizando-se cilindros metálicos com 7,0 cm de diâmetro e 7,5 cm de altura, que eram introduzidos no solo e depois de retirados, eram envoltos em filme plástico de PVC e transportados em caixas de isopor até o laboratório de microbiologia da Faculdade de Agronomia da UFRGS. Para a extração dos ácaros e colêmbolos das amostras utilizou-se o método do funil de Berlese-Tullgren adaptado. Após eram recolhidos em frascos de vidro com líquido preservante (70% álcool e 1% glicerol). Após 168 horas de extração, todos os espécimes foram contados e identificados com auxílio de lupa e microscópio. Durante o período do estudo, nas três áreas foram capturados 1.314 ácaros e colêmbolos. O solo de área sob mata nativa apresentou o maior número de ácaros e colêmbolos em comparação com as demais áreas, mostrando que as diferentes coberturas vegetais podem influenciar na presença de indivíduos. Nas condições deste trabalho, a flutuação populacional de ácaros da família Oribatidae não foi afetada pelas diferentes coberturas vegetais do solo estudado não sendo um bom indicador da qualidade biológica do solo. A flutuação populacional dos ácaros das famílias Eupodidae e Pachygnathidae e dos colêmbolos da família Hypogastruridae podem ser indicados como bioindicadores de qualidade do solo. / The study of populations of mites and springtails edaphic has received attention in order to use as biological indicators of soil quality because of the important functions performed by them in the ground. The analysis of the number, frequency and diversity of these groups in areas under cultivation, compared with areas under native vegetation may indicate changes in the soil. Based on this hypothesis, this study sought to evaluate qualitatively and quantitatively the population of mites and springtails present in an area with growing Eucalyptus spp, a native forest and other native grassland, located at the Agronomic Experimental Station of UFRGS, Eldorado do Sul - RS. To do so, were collected monthly between January to September 2009, soil samples from three areas. Samples were collected using a metal cylinder with diameter 7.0 cm and 7.5 cm in height, which were introduced into the soil and once removed, were wrapped in PVC film and transported in coolers to the laboratory of Microbiology, Faculty of Agronomy. For the extraction of mites and springtails of the samples used the method of the Berlese-Tullgren funnel adapted. After they were collected in glass bottles with liquid preservative (70% alcohol and 1% glycerol). After 168 hours of extraction, all specimens were identified and counted with a magnifying glass and microscope. During the study period, three areas were captured 1314 mites and springtails. The land area under forest had the largest number of mites and springtails in comparison with other areas, showing that the different vegetation cover may influence the presence of individuals. In the present conditions, the population fluctuations of the mite family Oribatidae was not affected by different vegetation covers the soil studied was not a good indicator of soil biological quality. The mite population fluctuation of families and Eupodidae Pachygnathidae and Collembola family Hypogastruridae can be displayed as bioindicators of soil quality.

Submitted by Gabriela Lopes (gmachadolopesufpel@gmail.com) on 2018-02-08T11:38:37Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese de Doutorado - Ryan Noremberg Schubert.pdf: 1844986 bytes, checksum: 9552c9e13ac46ed98daf9680b0e24734 (MD5) / Approved for entry into archive by Aline Batista (alinehb.ufpel@gmail.com) on 2018-02-16T11:17:54Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Tese de Doutorado - Ryan Noremberg Schubert.pdf: 1844986 bytes, checksum: 9552c9e13ac46ed98daf9680b0e24734 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-02-16T11:17:54Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Tese de Doutorado - Ryan Noremberg Schubert.pdf: 1844986 bytes, checksum: 9552c9e13ac46ed98daf9680b0e24734 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2017-09-15 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / O objetivo deste trabalho foi estudar a fauna edáfica ocorrente no processo de vermicompostagem dos resíduos de erva-mate, borra de café, estercos bovino, equino e ovino, assim como, analisar química e fisicamente estes materiais. Estes substratos foram armazenados em vasos plásticos com capacidade de 10 litros, em bancadas horizontais em laboratório, utilizando-se um delineamento inteiramente casualizado, com cinco repetições, onde, após um período de estabilização, inoculou-se 150 minhocas da Califórnia (Eisenia foetida) em cada tratamento. Como ferramenta de análise dos dados, utilizou-se o programa estatístico DivEs® para o cálculo dos índices ecológicos de diversidade, dominância, equitabilidade e riqueza de espécies, utilizados para análises da mesofauna edáfica. Foram realizadas avaliações de macronutrientes, relação C/N, carbono orgânico, pH, densidade, umidade, contagem edáfica da mesofauna (ácaros e colêmbolos), da macrofauna (minhocas e casulos) e microorganismos (fungos totais, bactérias degradadoras de celulose e bactérias diazotróficas) além da respiração microbiana. Os resíduos estudados apresentaram resultados distintos entre si. Foi verificado uma superioridade numérica da mesofauna edáfica nos resíduos vegetais quando comparado com os de origem animal, havendo um predomínio de colêmbolos em todos os tratamentos avaliados (95%). Com relação a macrofauna, observou-se um maior número de casulos (n = 323) e minhocas (n = 236) ao final do processo de vermicompostagem, no esterco ovino. Ao longo da execução do experimento notou-se que somente no tratamento esterco bovino houve uma diminuição no desenvolvimento de bactérias degradadoras de celulose (de 6,6 x 1011 para 2,3 x 109 ), já para as bactérias diazotróficas, apenas no tratamento esterco equino ocorreu um aumento na sua população (de 6,0 x 103 para 9,5 x 107 ). Fungos totais mantiveram uma distribuição homogênea no decorrer das avaliações em todas as unidades experimentais. Na totalidade das amostras houve uma redução da respiração microbiana durante o processo de vermicompostagem, devido a maturação dos resíduos orgânicos. Observou-se uma diminuição da relação C/N, com destaque para os resíduos vegetais que apresentaram os maiores valores da mesma, entretanto, nestes resíduos foram verificados as menores concentrações dos macronutrientes P, K e Mg. Com exceção do esterco equino, o pH ajustou-se para valores recomendáveis ao final do experimento em todos os substratos. Os índices ecológicos de diversidade e equitabilidade mostraram um predomínio de organismos no esterco ovino. Diante dos resultados obtidos neste estudo, pode-se sugerir a utilização destes resíduos para a vermicompostagem, e recomendar o uso de seus vermicompostos como adubo orgânico com precauções. / The objective of this work was to study the edaphic fauna occurring in the vermicompost process of the residues of herb-checkmate, coffee drag, bovine, equine and ovine manure, as well as to analyze chemically and physically these materials. These substrates were stored in 10 liter plastic plots in horizontal laboratory benches, using a completely randomized design with five replications, where, after a stabilization period, 150 California worms (Eisenia foetida) in each treatment. As a tool for data analysis, the statistical software DivEs® were used to calculate the ecological indexes of diversity, dominance, equitability and species richness, used for analysis of the edaphic mesofauna. In this study different evaluations were made such as: macronutrients, C/N ratio, organic carbon, pH, density, humidity, counting of the edaphic mesofauna (mites and collembolans), macrofauna (worms and cocoons) and microorganisms (total fungi, cellulose-degrading bacteria and diazotrophic bacteria) and microbial respiration. The residues studied presented different results among themselves. It was verified a numerical superiority of the edaphic mesofauna in the vegetal residues when compared with the ones of animal origin, being a predominance of collembolans in all the evaluated treatments (n = 121864). With regard to macrofauna, a larger number of cocoons (n = 323) and earthworms (n = 236) were observed at the end of the vermicompost process in ovine manure. During the execution of the experiment it was noticed that only in the bovine manure treatment there was a decrease in the development of cellulose degrading bacteria (from 6.6 x 1011 to 2.3 x 109 ), already for the diazotrophic bacteria, only in the treatment equine manure occurred an increase in its population (from 6.0 x 103 to 9.5 x 107 ). Total fungi maintained a homogeneous distribution throughout the evaluations in all the experimental units. In all the samples there was a reduction of the microbial respiration during the vermicompost process due to the maturation of the organic residues. It was observed a decrease in the C/N ratio, with emphasis on the vegetable residues that presented the highest values of the same, however, in these residues were verified the lowest concentrations of the macronutrients P, K and Mg. With the exception of equine manure, the pH adjusted to values recommended at the end of the experiment on all substrates. The ecological indexes of diversity and equitability showed a predominance of organisms in ovine manure. Considering the results obtained in this study, we can suggest the use of these residues for vermicomposting, and recommend the use of their vermicompost as an organic fertilizer with the precautions.

Submitted by Claudia Rocha (claudia.rocha@udesc.br) on 2017-12-04T13:08:41Z No. of bitstreams: 1 PGCS15MA128.pdf: 1299017 bytes, checksum: c9080a00f46c534b9d0afc73165e1cb8 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-12-04T13:08:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PGCS15MA128.pdf: 1299017 bytes, checksum: c9080a00f46c534b9d0afc73165e1cb8 (MD5) Previous issue date: 2015-07-25 / Capes / Any inappropriate soil management, cause negative environmental impact on the diversity of soil fauna. This dissertation aimed to evaluate the influence of land use systems (LUS) on the morphological diversity of springtails, as well as its relationship with physical and chemical soil attributes. Were studied five LUS on the Plateau of Santa Catarina, Brazil: native forest (F), Eucalyptus plantation (Reu), perennial pasture (P), integrated crop-livestock (ILP) and no-tillage (PD), in two different seasons (winter and summer). The evaluation was performed by installing traps of type Pitfall traps per sampling grid (3 x 3). The same points were evaluated physical and chemical soil attributes. The morphotyping of the springtails consisted in observing five characteristics and each feature has been assigned a partial value of Eco-morphological index (EMI) for Biological Quality of Soil Index (QBS) modified. The data were subjected to multivariate analysis. In winter, the LUS (F) presented the highest abundance of morphotypes due the best values of Ca/Mg ratio, total organic carbon (TOC), bioporos, micropores and soil moisture in comparison to other LUS. ILP systems and PD already correlated with the Macropores. In the summer, again the F showed the highest abundance of morphotypes, however, the greatest diversity of levels of adaptation was found in PD. In summer, the F presented related to the TOC and micropores, while ILP and PD correlated with pH, bioporos and soil density. In winter, the value of QBS was greater in F, followed by Reu, P, PD and ILP, respectively, being smaller the higher the intensification of the LUS. In the summer, the QBS values were higher in F, followed by ILP, Reu, PD and P, respectively. The separation to the level of morphotypes proved an efficient alternative to indicate the level of intensification of land use, especially in combination with other explanatory environmental variables / Todo e qualquer manejo inadequado do solo, causa impacto ambiental negativo sobre a diversidade da fauna edáfica. A presente dissertação objetivou avaliar a influência de sistemas de uso e manejo do solo (SUS) sobre a diversidade morfológica de colêmbolos, bem como sua relação com atributos físicos e químicos do solo. Foram estudados cinco SUS no Planalto Catarinense, Brasil: floresta nativa (F), reflorestamento de eucalipto (Reu), pastagem perene (P), integração lavoura-pecuária (ILP) e plantio direto (PD), em duas épocas distintas (inverno e verão). A avaliação dos colêmbolos foi realizada instalando-se armadilhas do tipo Pitfall traps em um grid amostral (3 x 3). Nos mesmos pontos foram avaliados atributos físicos e químicos do solo. A morfotipagem dos colêmbolos consistiu na observação de cinco características e para cada característica foi atribuído um valor parcial do índice ecomorfológico (EMI) para a obtenção do Índice de Qualidade do Solo (QBS) modificado. Os dados foram submetidos a análises multivariadas. No inverno, o SUS F apresentou a maior abundância de morfotipos devido a melhores valores de relação Ca/Mg, carbono orgânico total (COT), bioporos, microporos e umidade do solo em comparação aos demais SUS. Já os sistemas ILP e PD se correlacionaram com o atributo macroporos. No verão, novamente a F apresentou maior abundância de morfotipos, porém, a maior diversidade de níveis de adaptação foi encontrada em PD. No verão, a F apresentou relação com o COT e microporos, enquanto ILP e PD se correlacionaram com pH, bioporos e densidade do solo. No inverno, o valor de QBS foi maior em F, seguido por Reu, P, PD e ILP, respectivamente, sendo menor quanto maior a intensificação do SUS. Já no verão, os valores de QBS foram maiores em F, seguido por ILP, Reu, PD e P, respectivamente. A separação ao nível de morfotipos se mostrou uma eficiente alternativa para indicar o nível de intensificação de uso do solo, principalmente em conjunto com outras variáveis ambientais explicativas

The soil is a complex system composed by live organisms, organic matter, gases, water and minerals parts that interact. In this sense, the soil organisms, besides inhabitants, are part of its composition. In the soil, the agricultural activity normally begin in a natural area, with several species of plants and animals living in equilibrium, may pass to a reduction of biodiversity, in function of agricultural practices. The present study was carried out in phases, aiming to evaluate and characterize the faunal composition, the population of nitrifying bacteria, and to develop a protocol to extract earthworms DNA. The faunal composition and nitrifying bacteria, population was done in an experiment with five years of no-till with the following treatments: a) witness (without lime); b) amount indicated by SMP method to pH 6.0 (100%), incorporated to soil in 20 cm depth; c) amount indicated by SMP method to pH 6.0 (100%), distributed in soil surface; d) half of the amount indicated by SMP method to pH 6.0 (50%), distributed in soil surface; and e) one quart of the amount indicated by SMP method to pH 6.0 (25%), distributed in soil surface. To evaluate the population of soil meso and macrofauna were collected samples in July (winter) and December (summer) of 2001. For epiedafic meso and macro organisms were installed traps for capture, and for euedafic macro organisms, were collected soil monoliths. The samples collected individually were placed in plastic bags, packed in thermo boxes and taken to Soil Biology Laboratory of UFSM Soils Department. Later, were performed separation, counting and classification of taxonomic groups in level of classes and order of the organisms? Were utilized the Shanon Diversity Index (H) to evaluate the population among the treatments and theTukey test (P=0.05) to compare the means of population in the different doses and mode of lime application. The doses and mode of lime application in no-till after 5 years were not a significant factor to affect the abundance and richness of soil fauna. The most representative population of organisms was Collembola. The quantitative determination of bacteria nitrifying population was performed with seeding of dispersed soil over a layer of silica gel and later addition of a mix composed of lime, alkaline silicates and an acid mixture, that became neutral forming a second layer of silica gel that contains the nutrients specific to the growth of the bacteria group studied. The experiment was performed in triplicates with 25 mg of soil samples per plaque. After 10 days of incubation in 28-30oC were done observations and counting of the colonies developed in each plaque, presuming that each bacteria formed one colony. The counting was done every 5 days for a period of 60 days. The application of 100% lime, incorporated or on soil surface, and 50% of lime on soil surface did not were significantly different in the number of colonies of nitrifying bacteria. The pH under 4.3 in the treatments witness and 25% of lime on soil surface affected negatively the bacteria population in depths 0-5 and 5-10 cm. To develop a protocol to extract DNA of earthworms, earthworms were collected in the experiment of doses and mode of lime application in the no-till system, in the experimental area of UFSM Soils Department. After visual characterization of identical groups, 10 individuals of each specie of Eisenia foetida and Pheretima spp were placed in alcohol 70% for later characterization after morphological patterns of each specie. Other 10 individuals were open and taken all materials from its interior. Before DNA extraction, the material stayed in sterilized water for 24 hours in refrigerator to eliminate any substances that may be stayed glued to the material. Later, the material was macerated and the DNA extracted. The DNA extracted was visualized in agarose gel 1.2%. The protocol developed was efficient to extract the DNA of Eisenia foetida and Pheretima spp. / O solo é um sistema complexo composto de seres vivos, ar, água, matéria orgânica e minerais que interagem. Neste sentido os organismos do solo, além de habitantes, são parte integrante de sua composição. No solo, a atividade agrícola que geralmente inicia como área natural, com muitas espécies de plantas e animais convivendo em equilíbrio, pode passar a uma redução da biodiversidade, decorrentes das práticas culturais. O presente estudo foi realizado em três etapas visando avaliar e caracterizar a composição faunística, a população de bactérias nitrificadoras e desenvolver um protocolo de extração de DNA para oligoquetas. A avaliação faunística e da população de bactérias nitrificadoras foi realizada em um experimento com cinco anos de plantio direto com os seguintes tratamentos: A) testemunha (sem calcário); B) quantidade recomendada pelo método SMP para pH 6,0 (100%), incorporada ao solo na profundidade de 20 cm; C) quantidade recomendada pelo método SMP para pH 6,0 (100%), distribuída na superfície do solo; D) metade da quantidade recomendada pelo método SMP para pH 6,0 (50%), distribuída na superfície do solo; E) um quarto da quantidade recomendada pelo método SMP para pH 6,0 (25%), distribuída na superfície do solo. Para avaliação da população da meso e macrofauna, foram coletadas amostras em julho (inverno) e dezembro (verão) de 2001. Para meso e macro organismos epiedáficos foram instaladas armadilhas de captura, e para macrorganismos euedáficos foram coletados monólitos de solos. As amostras coletadas foram, acondicionadas em caixas de isopor e levadas ao Laboratório de Biologia do Solo do Departamento de Solos da UFSM. Posteriormente, foi realizada a separação, contagem e classificação de grupos taxonômicos em nível de classe e ordem. Utilizou-se o índice de diversidade de Shannon (H) para avaliação das populações e para comparação, as médias nos diferentes tratamentos entre as doses e modos e aplicação de calcário através do teste Tukey a 5%. As doses e modo de aplicação de calcário em sistema de plantio direto após 5 anos foram fatores menos determinantes do que as condições climáticas (inverno-verão) na abundância e riqueza da fauna edáfica. A população de organismo mais representativa foi de colembola. A determinação quantitativa de população de bactérias nitrificadoras foi através da semeadura do solo dispersado sobre uma camada de sílica gel e posterior adição de uma mistura composta por calcário, silicatos alcalinos e uma mistura ácida, que contem os nutrientes específicos para o desenvolvimento do grupo bacteriano em estudo. O experimento foi realizado em plaqueamento triplicado com 25 mg de amostra de solo por placa. Após 10 dias de incubação a 28-30o C foram realizadas observações e contagens das colônias desenvolvidas nas placas, realizadas a cada 5 dias por um período de 60 dias. As aplicações de calcário 100% na superfície, 100% incorporada e 50% na superfície não diferiram significativamente no número de colônias de bactérias nitrificadoras. O pH inferior a 4,3 nos tratamentos 0% e 25% de calcário na superfície diminuiu a população de bactérias nitrificadoras. As oligoquetas, para o trabalho de desenvolvimento de um protocolo de extração de DNA, foram coletadas no experimento citado acima. Após caracterização visual de grupos idênticos, 10 indivíduos de cada espécie de Eisenia foetida e Pheretima sp. foram caracterizadas segundo padrões morfológicos. Outros 10 indivíduos foram abertos e retirado todo o material existente no seu interior. Posteriormente o material foi submetido à maceração e extração do DNA. O DNA extraído foi visualizado em gel de agarose 1,2%. O protocolo desenvolvido foi eficiente para extração de DNA em Eisenia foetida e Pheretima sp.

As modificações ambientais provocadas pela humanidade, em especial pela agricultura, têm sido motivo de preocupação e estudos por todo o mundo. Nesse sentido, os solos figuram como um dos compartimentos ambientais mais impactados pelo uso de agrotóxicos, produtos amplamente utilizados na agricultura moderna. O objetivo deste trabalho foi avaliar se e como os agrotóxicos Score® 250 EC (i.a. difenoconazol) e Kraft® 36 EC (i.a. abamectina), isolados e em mistura, afetam a flora (germinação e crescimento do tomate - Lycopersicon lycopersicum), as comunidades microbianas do solo (biomassa microbiana em carbono, respiração, quociente metabólico e enzima β-glucosidase) e os enquitreídeos (reprodução de Enchytraeus crypticus em diferentes densidades e a relação trófica entre estes e os microrganismos), ao longo do tempo após a contaminação do solo. Em relação aos parâmetros microbianos, a despeito de algumas variações em decorrência da presença dos agrotóxicos, os indicadores das funções gerais do sistema edáfico não foram grandemente prejudicados, expressando uma redundância funcional. Não obstante, o solo-controle apresentou maior estabilidade em relação às variações dos parâmetros, sugerindo que os microrganismos presentes neste solo apresentaram uma maior robustez e estabilidade ao longo do tempo. Em relação aos testes com E. crypticus, os índices de reprodução não foram significativamente alterados em função da ação dos agrotóxicos, mas ratificou-se a importância dos microrganismos na dieta dos mesmos, haja vista as correlações entre o tamanho das comunidades microbianas e as taxas de crescimento dos enquitreídeos. Com relação ao crescimento e germinação do tomate, puderam ser observados valores maiores de altura e massa seca das plântulas em relação ao controle. Em contrapartida, observou-se uma possível melhor tendência de crescimento das plântulas no solo controle ao longo do tempo. Por fim, considerando a complexa problemática brasileira em relação ao uso de agrotóxicos, reiterou-se a importância do cumprimento das recomendações de aplicação de ambos os agrotóxicos avaliados por parte dos agricultores e recomendou-se a iniciativa de diminuição progressiva da sua utilização. / Environmental changes caused by humanity, especially by agriculture, have been a cause for concern throughout the world. The soils are one of the environmental compartments most impacted by the use of pesticides, which are widely used in modern agriculture. This research aimed at evaluating whether and how the insecticide Kraft® 36 EC (a.i. abamectin) and the fungicide Score® 250 EC (a.i. difenoconazole), isolated and in mixture, affect: a) the soil microbial communities (microbial biomass carbon, respiration, metabolic quotient and β-glucosidase enzyme); b) enchytraeid worms (reproduction of Enchytraeus crypticus in different densities and their trophic relation with microorganisms); and c) the flora (emergence and growth of tomato - Lycopersicon lycopersicum), over 84 days after contamination. The microbial indicators were not greatly impaired and expressed a functional redundancy, despite some variations due to the presence of pesticides. Nevertheless, the control group presented a greater stability than the contaminated ones, suggesting a greater robustness and stability of microorganisms over time, which are important factors for a better quality of the soil. In relation to E. crypticus tests, the importance of microorganisms on their diet was ratified, since positive correlations between the size of microbial communities and the enchytraeids rate of increase were observed. The different densities of E. crypticus were not significantly influenced by the effects of pesticides on the microorganisms. With respect to the growth and germination of tomato, higher values of height and dry mass of the seedlings were observed in contaminated groups. On the other hand, a higher growth tendency of the seedlings in the control soil was observed over time. Finally, considering the complexity of the Brazilian pesticide issue, we emphasize the importance of compliance of the recommendations on pesticides application and reinforce the initiative of decreasing their use.

Submitted by Katiane Souza (katyane.souza@gmail.com) on 2016-05-12T14:09:26Z No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 1764591 bytes, checksum: 8c79fbd17f4301ebf5fb2c42a5a71c72 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-12T14:09:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 1764591 bytes, checksum: 8c79fbd17f4301ebf5fb2c42a5a71c72 (MD5) Previous issue date: 2006-03-30 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Nutrient cycling is fundamental to forest maintenance, and involves the deposition of organic material, its decomposition and nutrient release for reabsorption by superior plants. These processes are regulated by biotic and abiotic factors that determine the environmental sustainability. This study had the objectives to determine the monthly litter production and the time necessary to the accumulated litter to disappear, characterize the process of decomposition, evaluate the microbial activity and the effect of climatic and soil conditions on it, determine the fluctuations of the microorganisms and mesofauna communities in a Caatinga forest site, and, finally, analyze liter quality in order to identify the different phases of the process of organic matter decomposition and nutrient enrichment. Field work was carried out at the RPPN of the Fazenda Tamanduá, located in Santa Terezinha (PB), from October 2003 to September 2004 (period 1 = P1) and from October 2004 to September 2005 (period 2 = P2) in seven transects systematically located in the RPPN area. Litter production were estimated from monthly litter collection from 20 1mx1m collector boxes randomly distributes in the transects. The collected litter was fractioned into leaves, stems, reproductive structures and miscellany, and then dried and weighed. Every three months the deposited litter on the soil was collected from 0,5mx0,5m frames, dried and weighed, to calculate the decomposition factor (K) and the time required to 50 and 95% of litter decomposition. The rate of litter decomposition was estimated in nylon bags with 30g of dried litter. These 480 nylon bags were divided equitably and placed around the 20 collector boxes. Every month, one nylon bag from each collector bag was recovered from the field and the litter inside was taken out, cleaned and weighed to determine its weight loss. Diurnal and nocturnal microbial activity was measured by means of soil respiration. Macronutrients composition of the deposited litter and in the litter inside the nylon bag was determined. Litter production during P1 and P2 was 1290.9 kg ha-1 and 1947.5 kg ha-1, respectively, totaling 3238.5 kg ha-1. Leaf, stem, reproductive structure and miscellany fractions corresponded to 64.14, 23.48, 10.9 and 1.46% of total litter production, respectively. More litter deposition was observed in the beginning of the dry season. The values of the coefficient of litter decomposition were 1.1 and 1.4 for P1 and P2, respectively, and mean a fast nutrient transfer from litter to soil. The time required to 50 and 95% litter decomposition was 229.9 and 996.4 days, respectively, in P1, and 178.8 and 770.1 days, respectively, in P2. Initial litter weight loss in nylon bags was fast due to the degradation of labile composts by microorganisms, and decreased afterward due to the more resistant and more lignified materials of the remaining litter. Fungi population was larger than the bacteria population, favored by soil water availability. Mesofauna was mainly represented by Diptera’s 67.24% of the total number of counted mesofauna individuals or of the total biomass of mesofauna individuals and Acarine’s (53.49%), in P1 and P2, respectively. The low values of Shannon (0.38) and Pielou (0.15) indexes denoted the distribution heterogeneity of the mesofauna representatives. The order of macronutrient concentrations in the accumulated litter was as follow: N > Ca > S > K > Mg > P. Litter P content was higher than the expected for dry tropical forests. / A ciclagem de nutrientes, fundamental para a manutenção das florestas, envolve desde a deposição de material orgânico, sua decomposição e disponibilidade de nutrientes para os vegetais superiores. Todos esse processos são regulados por fatores bióticos e abióticos que determinam a sustentabilidade do ambiente. Este trabalho teve como objetivos determinar a produção mensal de serapilheira e o tempo necessário para o desaparecimento da serapilheira acumulada; caracterizar o processo de decomposição; avaliar a atividade microbiana e a influência das condições edafoclimáticas durante esse processo; conhecer as flutuações das comunidades de microrganismos e da mesofauna do solo em área de caatinga e, por último, analisar a qualidade da serapilheira a fim de identificar as diferentes fases do processo de decomposição e concentração de nutrientes. O trabalho foi desenvolvido na RPPN pertencente à Fazenda Tamanduá, localizada no município de Santa Terezinha (PB), durante dois anos, sendo o período 1 compreendido de outubro/2003 a setembro/2004 e o período 2 compreendido de outubro/2004 a setembro/2005. Foram demarcados sete transectos, onde foram realizadas todas as avaliações. Para a produção da serapilheira, foram distribuídas 20 caixas coletoras de 1m x 1m, sendo mensalmente coletado todo o material precipitado, que foi separado nas seguintes frações: folhas, galhos, estruturas reprodutivas e miscelânea; depois foi seco em estufa e pesado. A cada três meses foi coletada a serapilheira acumulada no solo, utilizando-se uma moldura metálica de 0,50 m x 0,50 m. Todo o material acumulado na moldura foi retirado, seco em estufa e pesado, calculando-se assim o fator de decomposição K e o tempo necessário para decompor 50% e 95% da serapilheira. Na avaliação da taxa de decomposição da serapilheira, utilizou-se sacola de náilon contendo cada uma 30g de serapilheira previamente seca. Próximo de cada caixa coletora foram distribuídas 24 sacolas de náilon contendo serapilheira, totalizando 480 sacolas. Mensalmente foram coletadas 20 sacolas, sendo o material retirado, limpo e pesado para avaliar a perda de peso em relação ao inicial. Paralelamente, avaliou-se no campo, a atividade microbiana, medida pela respiração edáfica, nos turnos diurno e noturno. Determinou-se também a qualidade química da serapilheira depositada e a que foi decomposta nas sacolas de náilon, quanto à concentração dos macronutrientes. A produção de serapilheira durante o período 1 de estudo foi de 1290,95 kg ha-1 e 1947,56 kg ha-1 no período 2, totalizando 3.238,51 kg ha-1, sendo a fração folhas predominante na serapilheira devolvida ao solo com 64,14%, seguida da fração galhos (23,48%), estruturas reprodutivas (10,92%) e miscelânea (1,46%). A maior deposição ocorreu no início da estação seca, caracterizando a sazonalidade. Os coeficientes de decomposição (K) de 1,1 para o período 1 e, 1,4 para o período 2, indicam uma transferência mais rápida dos nutrientes contidos na serapilheira para o solo. O tempo necessário para decompor 50% e 95% da serapilheira foi de 229,9 dias e 996,4 dias, respectivamente, período 1. No período 2, o tempo de meia vida foi de 178,8 e 770,15 dias para decompor 95%.A maior perda de peso da serapilheira acondicionada nas sacolas de náilon ocorreram no início do período de exposição, resultado da degradação dos compostos lábeis pelos microrganismos, sendo a velocidade do processo diminuída ao longo do tempo, devido a permanência das partes mais resistentes e lignificadas da serapilheira. Quanto a microbiota, a maior população foi de fungos, em relação à de bactérias, estimulado, principalmente, pelas condições favoráveis na disponibilidade hídrica do solo. Os grupos predominantes da mesofauna foram Díptera com 67,24% no período 1 e Acarine com 53,49% no período 2. Os baixos valores nos índices de Shannon (0,38) e de Pielou (0,15), indicaram uma baixa uniformidade na distribuição dos indivíduos. Quanto à composição química da serapilheira, a serapilheira depositada apresentou concentração de nutrientes na seguinte ordem: N > Ca > > S > K > Mg > P, sendo os teores de P encontrados na serapilheira considerados elevados para florestas tropicais secas.