Ácaros como bioindicadores da qualidade do solo em áreas de expansão da cultura da soja no Rio Grande do Sul | Mites as soil quality bioindicators of soybean expansion areas in the Rio Grande do Sul state

The land-use change from native vegetation to pasture and subsequent from pasture to crop production (e.g., soybean cultivation) is economically necessary. However, it can cause soil degradation at the same time. The demand for food increases the need for soybean agricultural expansion to places that do not have favorable conditions for soybean cultivation. One of the impacts facing land-use change is related to the abundance and diversity of edaphic organisms, particularly mites. In addition, the land use change can modify the soil’s organic carbon stocks. In this study, five regions with different ages of land-use change were evaluated to measure the relationships among land-use change, mites, and soil organic carbon. The land-uses such as i) Atlantic Forest (MA) – Atlantic Forest fragment in the I and II regions, ii) Native field (CN) – Pampa biome in the II, III, IV, and V regions, iii) Cultivated pasture (PC) – extensive pastureland, and iv) Soybean (SO) – soybean cultivated under the no-tillage system in all regions were measured. This study tested the hypotheses that mites are biological indicators of land-use change for soybean agricultural expansion and indicators of organic carbon adding to the soil. The sampling was done in the top-soil layer (i.e., 0-10 cm depth) and mites were extracted using a Berlese-Tullgren Funnel and identified to the trophic family level. In the samples, soil organic carbon content was measured. The ecological indexes such as ShannonWeaver diversity (H’), Margalef biodiversity and Pielou equability index were carried out. In addition, multivariate statistical analyses of clustering and principal components were performed. In the five regions, 18 taxa were identified. The number of families ranged from 3 to 12. The Sarcoptiformes was the mite group with the highest abundance (70.6%), followed by Mesostigmata (26.4%), and Prostigmata (2.96%). In general, the ecological indexes were better under MA. Without considering MA, Pielou’s equability was higher under SO with older historic land-use change. The agricultural expansion for soybean cultivation in different regions of Rio Grande do Sul state reduced the diversity of edaphic mites when compared to the native vegetation. The principal component analysis indicated stability in the older region where organisms were ordered by land use and physical and chemical attributes, while in the II and IV regions, organisms were ordered only by land use. Soil organic carbon stocks influenced the density of soil mites as well as the land-use change for soybean agricultural expansion altered soil carbon stock over time. Finally, sandy soils impacted the soil carbon and mites’ density.

A mudança do uso do solo, com a vegetação nativa sendo substituída por áreas de pastagem, com subsequente alteração por lavouras de produção de grãos, como no caso da soja, apesar de economicamente necessária, resultam na degradação do solo. A demanda por alimentos gera a necessidade da expansão destas mudanças a locais que não apresentam características propícias ao cultivo deste grão. Um dos impactos decorrentes da mudança do uso do solo está relacionado à abundância e diversidade de organismos edáficos, particularmente nos ácaros. Outra alteração que ocorre perante mudanças de uso do solo refere-se às concentrações de carbono orgânico nos solos submetidos às modificações. Para avaliar estas relações, neste trabalho, avaliaram-se cinco regiões, no estado do Rio Grande do Sul (RS), com diferentes tempos de conversão, com os seguintes usos do solo: i) Mata (MA) – fragmento de Mata Atlântica, nas regiões I e II; ii) Campo Nativo (CN) – área nativa, referência do Bioma Pampa das regiões II, III, IV e V; iii) Pastagem Cultiva (PC), manejada em sistema de pastejo e cultivada de forma extensiva e iv) Soja (SO), área de cultivo da soja em plantio direto. As hipóteses deste trabalho são de que os ácaros podem ser indicadores biológicos de mudanças do uso do solo pelo cultivo da soja, e que também são bioindicadores de incorporação de carbono orgânico no solo. As coletas foram efetuadas na camada superficial do solo, havendo a extração dos ácaros através de Funil de Berlese-Tullgren e identificação dos mesmos a nível trófico de família. Nestas amostras foram analisados teores de C no solo. Os índices ecológicos efetuados foram índice de diversidade de Shannon-Weaver (H’), índice de biodiversidade de Margalef e Índice de Equabilidade de Pielou (J). Concomitante a isto, análises de estatística multivariada de agrupamento e componente principais foram empregadas. Foram identificados 18 táxons nas cinco regiões analisadas, sendo que o número de famílias variou de 3 a 12. O grupo de ácaros com maior abundância foi de Sarcoptiformes, com 70,6%, seguido de Mesostigmatas, com 26,4% e Prostigmata, com 2,96%. Os Índices ecológicos foram melhores em MN e, em sua ausência, a equabilidade de Pielou foi maior em SO das regiões com transição de uso do solo mais antigas. A expansão do cultivo da soja em diferentes regiões do Estado influenciou na diversidade de ácaros edáficos, pois os índices ecológicos foram maiores em usos do solo de mata nativa, nas regiões de expansão da soja mais antigas. A análise de componentes principais indicou estabilidade na região mais antiga, com organismos sendo ordenados segundo usos do solo e atributos químicos e físicos, enquanto que as Regiões II e IV apresentaram padrão ordenado somente pelo uso do solo. Os estoques de carbono orgânico do solo influenciaram a densidade dos ácaros edáficos, assim como a conversão dos usos do solo naturais para cultivo da soja, alterou os estoques de carbono ao longo do tempo. Solos arenosos influenciaram na concentração de carbono e na densidade de ácaros.