CARACTERIZAÇÃO DA MACROFAUNA EDÁFICA NA INTERFACE SOLO-SERAPILHEIRA EM UMA ÁREA DE CAATINGA DO NORDESTE BRASILEIRO

CARACTERIZAÇÃO DA MACROFAUNA EDÁFICA NA INTERFACE SOLO-SERAPILHEIRA EM UMA ÁREA...

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ENCICLOPÉDIA BIOSFERA, Centro Científico Conhecer - Goiânia, v.10, n.19; p. 2014 2964

Francisco Jozineudo Pinheiro¹, Claudia Miranda Martins2 , Jamili Silva Fialho3

, Maria

Elizabeth Fernandes Correia4 , Paulo Cascon2

¹Mestrando em Ecologia e Recursos Naturais da Universidade Federal do Ceará

²Professor do Departamento de Biologia da Universidade do Ceará, Fortaleza-

Ceará claudia.miranda.martins@gmail.com paulocascon@gmail.com

³Professora da Faculdade de Educação, Ciências e Letras do Sertão Central da

Universidade Estadual do Ceará 4Pesquisadora da Embrapa Agrobiologia

A macrofauna de invertebrados do solo compreende grupos de organismos que habitam a interface solo-serapilheira promovendo serviços ecológicos ao ecossistema. Objetivou-se caracterizar a macrofauna edáfica na interface soloserapilheira em área localizada no semiárido para conhecer os táxons presentes e suas contribuições para a manutenção e estruturação do solo. Foram retiradas 28 amostras de solo e de serapilheira no período seco e no período chuvoso sob a copa de árvores nativas da caatinga. O tamanho das amostras de solo e serapilheira foi de 25 cm x 25 cm, sendo que as amostras de solo foram retiradas a 10 cm de profundidade. A macrofauna foi retirada no local de coleta e armazenada em frascos com solução de álcool 70%, para posterior identificação em grandes grupos. Foram calculados riqueza, abundância, índices de Shannon e Pielou. Foram amostrados 847 indivíduos distribuídos em 27 táxons. Os grupos que mais se destacaram foram Formicidae, Gastropoda, Araneae, Pseudoscorpionida e Coleoptera. O solo no período chuvoso obteve os maiores valores de abundância, riqueza, diversidade e uniformidade, seguido por serapilheira no período chuvoso. A abundância e riqueza da macrofauna foram maiores no solo que na serapilheira no período chuvoso e maiores na serapilheira que no solo no período seco. PALAVRAS-CHAVE: diversidade de organismos, macroinvertebrados do solo, semiárido.

The macrofauna of soil invertebrates comprise groups of organisms that inhabit the soil-litter interface promoting ecological ecosystem services. This study aimed to characterize the soil macrofauna in the soil-litter interface in an area located in the semiarid region to known the taxa present and their contributions to the maintenance and soil structure. 28 samples of soil and litter were removed in the dry season and

ENCICLOPÉDIA BIOSFERA, Centro Científico Conhecer - Goiânia, v.10, n.19; p. 2014 2965 in the rainy season under the canopy of trees native to the caatinga. The size of the litter and soil samples was 25 cm x 25 cm, and soil samples were taken at 10 cm depth. The macrofauna was removed at the site of collection and stored in vials with a solution of alcohol 70 %, for later identification in large groups. Richness, abundance, and Shannon and pielou indexes were calculated. 847 individuals belonging to 27 taxa were sampled. The more representative groups were Formicidae, Gastropoda, Araneae, Coleoptera and Pseudoscorpionida. The soil in the rainy season presented the highest values of abundance, richness, diversity and uniformity, followed by litter during the rainy season. The abundance and richness of macrofauna were higher in soil than in litter during the rainy season and higher in litter than in soil during the dry season. KEYWORDS: diversity of organisms, macroinvertebrate soil, semiarid.

O sistema solo-serapilheira é o habitat natural de uma biota variada, que inclui tanto micro-organismos, quanto animais invertebrados. A interface soloserapilheira possui uma infinidade de microambientes com disponibilidade de alimento e condições microclimáticas específicas, criando habitats particulares, favorecendo a diversidade de invertebrados edáficos (LAVELLE, 1996).

A fauna do solo é caracterizada pelos invertebrados que vivem no solo ou passam parte do seu ciclo de vida nele (BATISTA et al., 2014). Esse conjunto de organismos responsáveis por inúmeras funções no solo é chamado de biota do solo ou fauna edáfica e apresenta uma grande variedade de tamanhos e metabolismos (CORREIA & OLIVEIRA, 2000).

O tamanho corporal é o critério mais utilizado para classificação da fauna edáfica, porque relaciona o tamanho do tubo digestivo e do aparelho bucal, porém outros fatores também são considerados, como por exemplo, mobilidade, hábito alimentar e função que desempenham no solo (MELO et al., 2009). Em relação ao tamanho corporal a fauna edáfica é classificada em três grupos: microfauna (4µm- 100µm), mesofauna (100µm-2 m) e macrofauna (2 m-20 m) (SWIFT et al., 1979).

Os invertebrados da macrofauna edáfica, conhecidos como engenheiros do ecossistema, escavam o solo com eficiência, produzem estruturas organominerais, depositam cropólitos e fezes e criam uma grande variedade de poros (buracos, galerias, ninhos e câmaras) desta maneira afetando profundamente a estrutura do solo (STORK & EGGLETON, 1992; LAVELLE, 1996). As estruturas criadas por esses organismos auxiliam em processos do solo como: mineralização de carbono e nitrogênio, desnitrificação e fixação de nitrogênio, circulação da água e entrada de ar, afetando os processos biogeoquímicos (LAVELLE, 1996). As atividades desses macroinvertebrados conseguem refletir e causar mudanças no ambiente pelo seu comportamento, densidade e diversidade (LAVELLE, 1997). A fauna edáfica atua na interface solo-serapilheira incorporando nutrientes através da ingestão e deposição de materiais (CORREIA & OLIVEIRA, 2000).

A qualidade e a quantidade do material decíduo, especialmente em ambientes tropicais, podem afetar as populações da macrofauna do solo, resultando em uma mobilização diferencial dos nutrientes, com consequências para a ciclagem de nutrientes e a fertilidade do solo (WARREN & ZOU, 2002). A macrofauna do solo afeta a decomposição de resíduos vegetais diretamente através da ingestão,

ENCICLOPÉDIA BIOSFERA, Centro Científico Conhecer - Goiânia, v.10, n.19; p. 2014 2966 trituração e redistribuição da matéria orgânica e, indiretamente, atuam sobre a dinâmica de fungos e bactérias (GIZZI et al., 2009), e são altamente dependentes da umidade (PEREIRA et al., 2012). Na serapilheira e nos primeiros centímetros do solo, ocorrem intensa decomposição e ciclagem de nutrientes e são os invertebrados saprófagos os principais agentes dessas transformações (DIAS et al., 2006). Diante desses pressupostos, o objetivo do trabalho foi caracterizar a fauna edáfica na interface solo-serapilheira em área de caatinga para conhecer os táxons presentes e suas contribuições para a manutenção e estruturação do solo.

Área de estudo

O estudo foi desenvolvido no município de Pentecoste, situado a 3º 47' 34" de latitude sul e a 39° 16’ 13’’ de longitude oeste de Greenwich a uma altitude de 60 m. As amostras foram coletadas em uma área de Caatinga na Fazenda Experimental Vale do Curu (FEVC) pertencente ao Centro de Ciências Agrárias da Universidade Federal do Ceará, município de Pentecoste-CE. A vegetação da área é do tipo Caatinga arbustiva densa (IPECE, 2013). Os solos são classificados como Aluviais, Bruno não Cálcicos, Litólicos, Planossolos Solódicos e Podzólicos Vermelho- Amarelo (IPECE, 2013). O De acordo com a classificação de Köppen, o clima da região é semiárido (Bsh’i), com temperatura média variando de 26°C a 28°C. Ocorrência de duas estações climáticas, sendo uma seca, que vai geralmente de maio a dezembro, e outra chuvosa, de janeiro a abril (Figura 1), e precipitação anual de 817,7 m (IPECE, 2013).

Coleta de dados

A amostragem de macrofauna do solo foi realizada utilizando o método

“Tropical Soil Biology and Fertility” (TSBF) proposto por ANDERSON & INGRAM (1993) que consiste em retirar blocos de solo de 25 cm por 25 cm na camada de 0 a 10 cm de profundidade. Foi traçada uma linha reta a partir de 10 metros de distância da borda da área e escolhidos indivíduos das espécies vegetais de interesse, mais próximas em relação à linha traçada, com uma distância mínima de 10 metros de um indivíduo a outro, para evitar influências entre elas. Foram consideradas espécies vegetais com mais de 3 metros de altura e copa formada. Foram coletadas 56 amostras de solo e 56 de serapilheira nos mesmos pontos, sendo 28 amostras no período seco (novembro/2013) e 28 no período chuvoso (maio/2014), sob a copa de espécies vegetais nativas de grande ocorrência na área: jurema (Mimosa tenuiflora), sabiá (Mimosa caesalpiniifolia), imburana (Commiphora leptophloeos) e marmeleiro (Croton sonderianus). Essas amostras foram acondicionadas em sacos plásticos e feita a triagem dos invertebrados no local, conservando-os em recipientes plásticos de 200 mL com álcool a 70% para posterior identificação sob lupa estereoscópia no Laboratório de Zoologia Experimental do Departamento de Biologia da Universidade Federal do Ceará. Os invertebrados foram identificados em níveis de grandes grupos taxonômicos classe, ordem ou família de acordo com GALLO et al. (1988) e DINDAL (1990). Os dados climáticos do período de coleta, de agosto de 2013 a julho de 2014, foram obtidos da estação meteorológica da FEVC (Figura 1).

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FIGURA 1: Pluviosidade mensal entre agosto de 2013 a julho de 2014 na FEVC- Pentecoste-CE. Os pontos circulados indicam os períodos de coleta.

A riqueza foi determinada pelo número de táxons encontrados e a abundância pelo número total de indivíduos de cada táxon. Os valores de riqueza de Serapilheira Chuvoso (SRC) com Serapilheira Seco (SRS), Solo Chuvoso (SC) com Solo Seco (S); abundância Serapilheira Chuvoso (SRC) com Serapilheira Seco (SRS), Solo Chuvoso (SC) com Solo Seco (S), foram analisados estatisticamente através do teste t de student no Programa R (R, 2011) para verificar a significância dessas diferenças. A diversidade dos grupos da macrofauna do solo, que expressa a relação entre o número de grupos e a distribuição do número de indivíduos entre os grupos, foi estimada utilizando o índice de Shannon-Weaver (H’) e a uniformidade dos grupos de acordo com o índice de uniformidade de Pielou (J). O índice de Shannon-Weaver (H) é indicado para cálculos de diversidade da biologia do solo porque considera a riqueza das espécies e sua abundância relativa (MAGURRAN, 2004). O índice de uniformidade de Pielou (J) é um índice de equabilidade ou uniformidade, onde a uniformidade representa o padrão de distribuição dos indivíduos entre as espécies (MAGURRAN, 2004). Os índices foram rodados no programa PAST (HAMMER et al., 2001).

Foram amostrados 847 indivíduos distribuídos em 27 táxons da macrofauna de invertebrados edáficos, sendo que 12 táxons foram amostrados somente no período chuvoso, 1 somente no período seco e 14 em ambos os períodos. O grupo Formicidae foi o mais abundante, seguido por Gastropoda, Araneae, Pseudoscorpionida, Acari, Coleoptera e Oligochaeta (Tabela 1). Em pesquisa realizada em mata de restinga no Rio de Janeiro por SILVA et al. (2013) observaram que o táxon Formicidae foi o de maior ocorrência em ambos os períodos. As formigas são animais com alta capacidade de mobilidade e foram observadas explorando grandes áreas do ambiente. Avaliando macrofauna do solo em áreas agrícolas e em recuperação em Pinheiral-RJ, VARGAS et al. (2013) observaram ser o grupo Formicidae o mais freqüente. O mesmo resultado foi obtido por PEREIRA et al. (2012) e BATISTA et al. (2014) em diferentes ambientes. Com o aumento da umidade no período chuvoso a oferta de alimento aumenta, levando a altas taxas de

ENCICLOPÉDIA BIOSFERA, Centro Científico Conhecer - Goiânia, v.10, n.19; p. 2014 2968 reprodução e uma maior atividade de forrageamento das formigas que buscam armazenar alimento no período chuvoso para utilizarem no período seco quando a oferta é drasticamente reduzida. Em relação aos períodos amostrados Formicidade se destacou como mais abundante no período chuvoso, corroborando com os dados relatados por VARGAS et al. (2013).

TABELA 1: Táxons mais representativos e quantidade de indivíduos da macrofauna edáfica em ambiente semiárido.

Táxon Indivíduos

Total Serapilheira Solo

Formicidae 516 32 484 Gastropoda 57 4 13 Outros** 3 21 12 Araneae 29 2 7 Pseudoscorpionida 27 19 8 Acari* 2 17 5 Coleoptera 20 7 13 Oligochaeta 20 - 20 Larva Formicidae 19 19 - Isoptera 18 16 2 Larva Coleoptera 18 1 17 Embioptera 17 3 14 Larva Lepidoptera 14 5 9 Chilopoda 14 4 10 Blattodea 12 9 3 Diplopoda 1 - 1 Total 847 219 628

Legenda: *O táxon Acari pertence à mesofauna do solo, mas como o número de organismos amostrados está dentro dos critérios estabelecidos >10 para presença na tabela, foi incluído. **Em outros foram incluídos os táxons com menos de 10 indivíduos.

Em relação à funcionalidade, Formicidae e Isoptera são considerados engenheiros do solo; Araneae, Chilopoda e Pseudoscorpionida predadores; Isoptera, Diplopoda e larvas de Coleoptera decompositores; Olighochaeta engenheiro do solo e decompositor; Blattodea, Coleoptera e Gastropoda como outros grupos sem função conhecida (BECK & GASPAROTTO, 2000; TARRÁ et al., 2012). A representatividade de alguns grupos está relacionada a uma maior disponibilidade de alimento, sobretudo para os predadores como Pseudoscorpionida (pseudoscorpiões), que em geral são atraídos pela abundância de presas, neste caso, na serapilheira devido ao acúmulo de material vegetal (AGUIAR & BÜHRNHEIM, 2011). Isoptera (cupins), Formicidae (formigas) e Coleoptera (besouros) exercem atividades que promovem modificações na estrutura do solo, além de atuarem como predadores (SILVA & AMARAL, 2013). Os cupins (Isoptera) possuem muitas de suas colônias na superfície e alimentam-se de material vegetal como madeira e folhas acumulados na superfície do solo, o que justifica sua abundância na serapilheira (DONOVAN et al., 2001). Os grupos larva de Coleoptera, Isoptera, Formicidae, Diplopoda e Oligochaeta

ENCICLOPÉDIA BIOSFERA, Centro Científico Conhecer - Goiânia, v.10, n.19; p. 2014 2969 apresentam preferência por habitarem a camada superficial do solo (BATISTA et al., 2014), o que explica a existência desses grupos na camada de 0 a 10 cm no solo. Os táxons de maior abundância na serapilheira ocorrem devido à necessidade destes grupos se alimentarem dela, por ser mais rica em carbono e nitrogênio em comparação ao solo (SILVA et al., 2012). Além disso, a serapilheira é habitat de organismos que são presas de macroinvertebrados encontrados nesse ambiente (SILVA et al., 2012).

Em relação a abundância 71,3% dos indivíduos foram amostrados no SC e 19,2% na SRC (Figura 2). O teste t mostrou que a diferença de abundância entre SRC e SRS é significativa com (p<0,05), já entre SC e S não foi significativo (p>0,05), possivelmente devido à proximidade do local de coleta de uma das amostras a uma colônia de formigas superestimou a abundância no solo. Apesar disso, o grupo formicidae foi encontrado na maioria das mostras. As formigas (formicidae) podem ocupar várias posições na cadeia trófica, causando efeitos variados ao ambiente, construem suas colônias sob o solo propicia a serem mais abundantes nesse ambiente (SILVA et al., 2012).

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