Influência das espécies arbóreas sobre a diversidade e atividade da fauna do solo em sistemas agroflorestais

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Campus Curitibanos, Programa de Pós-Graduação em Ecossistemas Agrícolas e Naturais, Curitibanos, 2019.

A fauna do solo é essencial para uma vasta gama de serviços que contribuem para o funcionamento de ecossistemas naturais. Existem evidências de um forte vínculo entre os organismos acima e abaixo do solo, destacando-se os impactos que os usos da terra podem ter no fornecimento de serviços ecossistêmicos. Dentre as espécies que apresentam tanto papel ecológico como econômico em sistemas produtivos no sul do Brasil, destacam-se a bracatinga, Mimosa scabrella, e a erva-mate, Ilex paraguariensis. Assim, o presente trabalho avaliou a influência destas espécies arbóreas na diversidade de grupos de fauna de solo em um Sistema Agroflorestal (SAF) localizado na Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC), Campus de Curitibanos. Para o alcance do objetivo proposto realizou-se a coleta e estudo da macrofauna e mesofauna edáficas associadas às espécies arbóreas em estudo, análise dos atributos físicos e químicos do solo e fluxo de CO2 no solo. As análises foram realizadas com espécimes isolados na paisagem (sem árvores vizinhas em um raio de 3m), e agrupados (próximos a outras espécies). Para amostragem dos organismos do solo, foram utilizados os métodos de escavação de monólitos e triagem manual, funil de Berlese e bait lamina. Adicionalmente, foram coletadas amostras do solo nas profundidades de 0 ? 5cm, 5 ? 10 cm, 10 ? 15cm e 15 ? 20cm, para análise dos atributos físicos e químicos e a determinação do fluxo de carbono no solo usando câmaras com analisadores de gás infravermelho. A determinação da riqueza e abundância, dominância da macro e mesofauna e similaridade entre as comunidades, foi realizada com os índices de Shannon-Winner, Índice de Dominância de Simpson (C), Índice de Uniformidade de Pielou (J) e o Índices de Similaridade entre Comunidades de Sorensen (Ss). Para a avaliar a influência da espécie arbórea e da proximidade de outras espécies vegetais sobre a atividade alimentar da fauna do solo, as características físico-químicas do solo e o fluxo de CO2 foi realizada Análise de Variância fatorial. Quando diferenças foram detetadas, as médias foram comparadas com o teste de Tukey a 5% de significância. Para comparar os parâmetros obtidos para cada espécie arbórea quando em isolamento e quando próximas a outras arvores foi usada ANOVA fatorial. Foi verificada a maior abundância de indivíduos e riqueza de espécies da macrofauna na área de Bracatinga Agrupada (BA) no inverno, enquanto que no verão, a maior abundância de indivíduos e riqueza de espécies foi verificada na área de Erva Mate Agrupada (EA). A mesofauna apresentou maiores valores de riqueza e abundância no inverno, na área de Bracatinga Isolada (BI) enquanto que, a menor abundância de indivíduos foi registrada para BA, e a menor riqueza de espécies para EI. O maior valor do índice de diversidade de Shannon (H?) foi encontrado na área de BI, enquanto que o menor foi para a área de EA, apresentando diferenças estatisticamente significativas entre os tratamentos. O índice de uniformidade de Pielou (J?) e o índice dominância de Simpson (D), não apresentaram diferenças estatísticas entre os tratamentos. O índice de similaridade de Jaccard, mostrou que os sistemas BI e BA, apresentaram maior similaridade entre as comunidades. A atividade alimentar da fauna do solo não apresentou diferenças estatísticas entre os tratamentos, porém, apresentou diferenças estatísticas significativas entre as épocas de coleta, sendo que a maior taxa de consumo foi verificada na área de BI no verão, e a menor taxa foi verificada na área de EA, no inverno. O fluxo de CO2 apresentou diferenças estatísticas entre as espécies, tipo de arborização, datas e na interação entre as espécies e arborização, sendo o maior valor verificado na área de BA no quarto dia de coleta, e o menor valor da média de emissão foi observado na área de BI no terceiro dia de coleta, realizadas no mês de maio de 2018. A interação entre os atributos físicos e a arborização mostraram diferenças estatísticas, sendo que a EI apresentou maior valor de densidade em relação a BI, a porosidade total mostrou maiores valores na área de EM, e para arborização a área de BA apresentou maiores valores. Os atributos químicos estudados não apresentaram diferenças estatísticas significativas entre as espécies ou o grau de arborização, exceto para P e Mg, onde a área de BI apresentou menor valor de P em relação as outras áreas e as áreas de BA e EA apresentaram maiores valores de Mg. Assim, podemos concluir que as espécies I. paraguariensis e M. scabrella contribuem de forma distinta para a diversidade de mesofauna edáfica e para atributos físicos do solo a exemplo da porosidade.<br>

Abstract : Soil fauna is essential for a wide range of services that contribute to the functioning of natural ecosystems. There is evidence of a strong link between above and below ground organisms, highlighting the impacts that land uses can have on the provision of ecosystem services. Among the species that present both ecological and economic role in productive systems in the south of Brazil, we can highlight the Bracatinga, Mimosa scabrella, and the yerba mate, Ilex paraguariensis. Thus, the present work evaluated the influence of these tree species on the diversity of soil fauna groups in an Agroforestry System (SAF) located at the Federal University of Santa Catarina (UFSC), Curitibanos Campus. In order to reach the proposed objective, we performed the collection and study of macrofauna and soil mesofauna associated to the tree species under study, physical and chemical attributes of the soil and CO2 flux in the soil. The analyzes were carried out with isolated specimens in the landscape (without neighboring trees within a radius of 3m), and grouped (close to other species). For sampling of soil organisms, the monoliths and manual sorting methods, Berlese funnel and bait lamina were used. In addition, soil samples were collected at depths of 0 - 5cm, 5 - 10cm, 10 - 15cm and 15 - 20cm, for analysis of physical and chemical attributes and determination of soil carbon flux using cameras with infrared gas analyzers. The determination of richness and abundance, dominance of the macro and mesofauna and similarity between the communities was performed with the Shannon-Winner indexes, Simpson Dominance Index (C), Pielou Uniformity Index (J) and Similarity Indexes between Sorensen Communities (Ss). In order to evaluate the influence of the tree species and the proximity of other plant species on the soil fauna food activity, soil physicochemical characteristics and CO2 flow, a factorial Variance Analysis was performed. When differences were detected, the means were compared with the Tukey test at 5% significance. To compare the parameters obtained for each tree species when in isolation and when close to other trees was used factorial ANOVA. The highest abundance of individuals and species richness of the macrofauna in the area of Bracatinga Agrupada (BA) in winter was verified, whereas in the summer, the greatest abundance of individuals and species richness was verified in the area of Erva Mate Agrupada (EA). The mesofauna presented higher values of richness and abundance in winter, in the isolated Bracatinga area (BI), whereas the lower abundance of individuals was recorded for BA, and the lowest species richness for IE. The highest value of the Shannon diversity index (H') was found in the BI area, while the lowest value was in the EA area, presenting statistically significant differences between the treatments. The Pielou uniformity index (J') and the Simpson dominance index (D) did not present statistical differences between the treatments. Jacquard?s similarity index showed that the BI and BA systems presented greater similarity between the communities. The food activity of the soil fauna did not present statistical differences between the treatments, however, it presented statistically significant differences between the collection seasons, and the highest consumption rate was verified in the BI area in the summer, and the lowest rate was verified in the area of EA in winter. The CO2 flux showed statistically significant differences among the species, type of arborization, dates and in the interaction between the species and afforestation, being the highest value verified in the area of BA on the fourth day of collection, and the lowest value of the average emission was observed in the area of BI on the third day of collection, held in May 2018. The interaction between the physical attributes and the afforestation showed statistical differences, with the EI having a higher density value in relation to BI, total porosity showed higher values in the MS area, and for afforestation the area of BA presented higher values. The chemical attributes studied did not present significant statistical differences between the species or the degree of afforestation, except for P and Mg, where the BI area presented lower p value in relation to the other areas and the areas of BA and EA presented higher values of Mg. Thus, we can conclude that the species I. paraguariensis and M. scabrella contribute distinctly to the diversity of edaphic mesofauna and to soil physical attributes such as porosity.