Accessing the subterranean ant fauna (Hymenoptera: Formicidae) in native and modified subtropical landscapes in the Neotropics / Avaliação da mirmecofauna subterrânea (Hymenoptera: Formicidae) em paisagens nativas e modificadas na região subtropical do Neotrópico

Abstract: Several studies have characterized and delimited subterranean ant assemblages. Soil extraction, one of the methods employed to access this fauna, employs the removal of monoliths. One of the most widely used methods for the extraction of soil sampling is called TSBF (developed by the Tropical Soil Biology and Fertility Programme). This method provides relevant data about the species associated with the soil. In the present study we characterized assemblages of subterranean ants using the TSBF method in different subtropical areas of the Neotropics. We considered two sampling designs in different localities. The first design resulted in 315 TSBF samples obtained from layers at distinct depths. The second design resulted in 270 TSBF samples and 270 epigaeic pitfall trap samples. This material was used to delimit the species that occur exclusively in the subterranean stratum (TSBF) and that are not found on the soil surface. A total of 281 species were recorded. Of these, 57 can be considered subterranean, based on their occurrence in subterranean strata. We also verified that the highest occurrence of ants was in the first 10 cm of soil depth. Due to the importance of using methods that efficiently extract the subterranean ant fauna in studies, we suggest the TSBF method should be used to sample ants or to associate this method with epigaeic pitfall traps to delimit strictly subterranean assemblages in specific community stratification studies.

Resumo: Vários estudos têm caracterizado e delimitado assembleias de formigas subterrâneas. A extração de solo, um dos métodos utilizados para amostragem dessa fala, implica na remoção de monólitos. Um dos métodos mais utilizados na extração de monólitos é chamado TSBF (desenvolvido pelo Programa Tropical Soil Biology and Fertility). Esse método fornece dados extremamente relevantes sobre as espécies associadas ao solo. No presente estudo, nós caracterizamos as assembleias de formigas subterrâneas usando o método TSBF em diferentes áreas subtropicais do Neotrópico. Utilizamos dois delineamentos amostrais distintos. O primeiro delineamento resultou em 315 amostras de TSBF obtidas a partir da estratificação do solo. O segundo resultou em 270 amostras de TSBF mais 270 provenientes de armadilhas pitfall epigeicas. Esse material foi utilizado para delimitar espécies que ocorrem exclusivamente no estrato subterrâneo (TSBF) e não são encontradas na superfície do solo. Registramos um total de 281 espécies. Destas, 57 podem ser consideradas subterrâneas (baseado na ocorrência no respectivo estrato). Também verificamos que a maior ocorrência de formigas se deu nos primeiros 10 cm de profundidade. Devido à importância do uso de métodos que coletem eficientemente formigas subterrâneas, sugerimos o uso do método TSBF em estudos de estratificação de comunidades ou sua associação a armadilhas do tipo pitfall epigeica para delimitar assembleias estritamente subterrâneas.

Diversity of soil spiders in land use and management systems in Santa Catarina, Brazil / Diversidade de aranhas edáficas em sistemas de uso e manejo do solo em Santa Catarina, Brasil

Abstract: The ability of spiders to spread over contiguous areas (Arachnida: Araneae) is directly related to soil management conditions. The objective of this work was to study the effect of land use system (LUS) on the abundance and diversity of soil spider families and their relationship with soil physical and chemical properties. The evaluated LUS were: native forest, eucalyptus reforestation, pasture, crop-livestock integration, and no-tillage crop. Samples were collected in three municipalities of Southern Plateau of Santa Catarina, considered as true replicates, during winter and summer. A total of 270 samples was taken in each area and season. The sampling points were arranged in a grid of 3 × 3 m, spaced by 30 m. We evaluated soil physical, chemical, and microbiological attributes and the abundance and diversity of spider families, collected by soil monolith and soil traps. A total of 448 spiders were captured, 152 in winter and 296 in summer, distributed in 24 families and 52 species/morphospecies. There was a seasonality effect related to the land use systems and the highest Shannon-Wiener diversity index was recorded in the native forest in both sampling periods. Most families of spiders have a direct dependence on soil physical and chemical properties, such as microporosity, exchangeable aluminum, calcium, magnesium, and potassium during the winter. Organic matter, nitrogen, pH in water, weighted average diameter, soil density, and microbial biomass carbon exhibited dependence during the summer. Vegetation type and soil management are the factors that seem to affect most the occurrence of spiders. The families Theridiidae and Nemesiidae are dependent on sites with low human intervention.

Resumo: A capacidade de dispersão das aranhas em áreas contíguas (Arachnida, Araneae) está ligada diretamente às condições de manejo do solo. Objetivou-se com o presente trabalho estudar o efeito do sistema de uso do solo (SUS) sobre a abundância e diversidade das famílias de aranhas edáficas, bem como a relação dessas com os atributos físicos e químicos do solo. Os SUS avaliados foram: floresta nativa, reflorestamento de eucalipto, pastagem, integração lavoura-pecuária e lavoura com sistema plantio direto. As amostras foram coletadas em três municípios do Planalto Sul-Catarinense, considerados réplicas verdadeiras, durante o inverno e o verão. Um total de 270 amostras foi coletado em cada área e estação do ano. Os pontos de amostragem foram dispostos em uma grade de amostragem de 3 × 3 distanciados 30 m entre si. Foram avaliados atributos físicos, químicos e microbiológicos do solo e abundância e diversidade de famílias de aranhas, coletadas pelo método de monólitos e armadilhas de solo. Ao todo foram capturados 448 indivíduos, sendo 152 no inverno e 296 no verão, distribuídos em 24 famílias, 52 espécies/morfoespécies. Houve efeito da sazonalidade entre os sistemas de uso e a maior diversidade de Shannon-Wiener foi registrada em floresta nativa em ambas as épocas de amostragem. A maior parte das famílias de aranhas possui dependência direta dos atributos físicos e químicos do solo, como: microporosidade e alumínio trocável, cálcio, magnésio e potássio durante o inverno. Matéria orgânica, nitrogênio, pH em água, diâmetro médio ponderado, densidade do solo e carbono da biomassa microbiana apresentaram dependência durante o verão. O tipo de vegetação e o manejo são fatores que mais afetam a ocorrência de aranhas. As famílias Theridiidae e Nemesiidae são dependentes de locais com baixa intervenção antrópica.

Diversity of soil spiders in land use and management systems in Santa Catarina, Brazil

The ability of spiders to spread over contiguous areas (Arachnida: Araneae) is directly related to soil management conditions. The objective of this work was to study the effect of land use system (LUS) on the abundance and diversity of soil spider families and their relationship with soil physical and chemical properties. The evaluated LUS were: native forest, eucalyptus reforestation, pasture, crop-livestock integration, and no-tillage crop. Samples were collected in three municipalities of Southern Plateau of Santa Catarina, considered as true replicates, during winter and summer. A total of 270 samples was taken in each area and season. The sampling points were arranged in a grid of 3 x 3 m, spaced by 30 m. We evaluated soil physical, chemical, and microbiological attributes and the abundance and diversity of spider families, collected by soil monolith and soil traps. A total of 448 spiders were captured, 152 in winter and 296 in summer, distributed in 24 families and 52 species/morphospecies. There was a seasonality effect related to the land use systems and the highest Shannon-Wiener diversity index was recorded in the native forest in both sampling periods. Most families of spiders have a direct dependence on soil physical and chemical properties, such as microporosity, exchangeable aluminum, calcium, magnesium, and potassium during the winter. Organic matter, nitrogen, pH in water, weighted average diameter, soil density, and microbial biomass carbon exhibited dependence during the summer. Vegetation type and soil management are the factors that seem to affect most the occurrence of spiders. The families Theridiidae and Nemesiidae are dependent on sites with low human intervention.

Diversity of soil spiders in land use and management systems in Santa Catarina, Brazil

The ability of spiders to spread over contiguous areas (Arachnida: Araneae) is directly related to soil management conditions. The objective of this work was to study the effect of land use system (LUS) on the abundance and diversity of soil spider families and their relationship with soil physical and chemical properties. The evaluated LUS were: native forest, eucalyptus reforestation, pasture, crop-livestock integration, and no-tillage crop. Samples were collected in three municipalities of Southern Plateau of Santa Catarina, considered as true replicates, during winter and summer. A total of 270 samples was taken in each area and season. The sampling points were arranged in a grid of 3 x 3 m, spaced by 30 m. We evaluated soil physical, chemical, and microbiological attributes and the abundance and diversity of spider families, collected by soil monolith and soil traps. A total of 448 spiders were captured, 152 in winter and 296 in summer, distributed in 24 families and 52 species/morphospecies. There was a seasonality effect related to the land use systems and the highest Shannon-Wiener diversity index was recorded in the native forest in both sampling periods. Most families of spiders have a direct dependence on soil physical and chemical properties, such as microporosity, exchangeable aluminum, calcium, magnesium, and potassium during the winter. Organic matter, nitrogen, pH in water, weighted average diameter, soil density, and microbial biomass carbon exhibited dependence during the summer. Vegetation type and soil management are the factors that seem to affect most the occurrence of spiders. The families Theridiidae and Nemesiidae are dependent on sites with low human intervention.

A capacidade de dispersão das aranhas em áreas contíguas (Arachnida, Araneae) está ligada diretamente às condições de manejo do solo. Objetivou-se com o presente trabalho estudar o efeito do sistema de uso do solo (SUS) sobre a abundância e diversidade das famílias de aranhas edáficas, bem como a relação dessas com os atributos físicos e químicos do solo. Os SUS avaliados foram: floresta nativa, reflorestamento de eucalipto, pastagem, integração lavoura-pecuária e lavoura com sistema plantio direto. As amostras foram coletadas em três municípios do Planalto Sul-Catarinense, considerados réplicas verdadeiras, durante o inverno e o verão. Um total de 270 amostras foi coletado em cada área e estação do ano. Os pontos de amostragem foram dispostos em uma grade de amostragem de 3 × 3 distanciados 30 m entre si. Foram avaliados atributos físicos, químicos e microbiológicos do solo e abundância e diversidade de famílias de aranhas, coletadas pelo método de monólitos e armadilhas de solo. Ao todo foram capturados 448 indivíduos, sendo 152 no inverno e 296 no verão, distribuídos em 24 famílias, 52 espécies/morfoespécies. Houve efeito da sazonalidade entre os sistemas de uso e a maior diversidade de Shannon-Wiener foi registrada em floresta nativa em ambas as épocas de amostragem. A maior parte das famílias de aranhas possui dependência direta dos atributos físicos e químicos do solo, como: microporosidade e alumínio trocável, cálcio, magnésio e potássio durante o inverno. Matéria orgânica, nitrogênio, pH em água, diâmetro médio ponderado, densidade do solo e carbono da biomassa microbiana apresentaram dependência durante o verão. O tipo de vegetação e o manejo são fatores que mais afetam a ocorrência de aranhas. As famílias Theridiidae e Nemesiidae são dependentes de locais com baixa intervenção antrópica.

Intensificação do uso do solo pode afetar a biodiversidade de aranhas?

A fragmentação dos habitats aliada às práticas intensivas de manejo em áreas agrícolas podem levar a mudanças na estrutura da comunidade de aranhas edáficas. O objetivo do presente trabalho estudar o efeito do sistema de uso do solo (SUS) sobre a abundância e diversidade das famílias de aranhas edáficas, bem como a relação dessas com os atributos físicos e químicos do solo. Os SUS avaliados foram: floresta nativa (FN), reflorestamento de eucalipto (RE), pastagem perene (PA), integração lavoura-pecuária (ILP) e sistema plantio direto (PD). As amostras foram coletadas em uma grade de amostragem de 3 × 3, totalizando nove pontos, distanciados 30m entre si durante o inverno e verão, em três municípios do Leste catarinense, considerados réplicas verdadeiras. Foram avaliados atributos físicos e químicos do solo e abundância e diversidade de famílias de aranhas, coletadas pelo método de Tropical Soil Biology and Fertility (TSBF) e armadilhas de solo (Pitfall traps). Os resultados foram submetidos à Análise de Componentes Principais (ACP) a fim de verificar a relação entre os SUS a abundância de famílias de aranhas. Foram capturados ao todo 410 indivíduos distribuídos em 29 famílias, 43 gêneros e 6 espécies e um gênero não identificado. As armadilhas capturaram o maior número de indivíduos no verão (199) do que no inverno (132), ao passo que nos TSBFs foram capturados 32 e 47 indivíduos no verão e inverno, respectivamente. A ACP separou os SUS e identificou relação de algumas famílias de aranhas com manejos específicos nos dois métodos de amostragem. As famílias Lycosidae, Linyphiidae, Oxyopidae e Tetragnathidae são famílias mais bem adaptadas a ambientes com maior nível de intervenção antrópica e portanto, são potenciais indicadoras de locais impactados. Já as famílias Theridiidae e Oonopidae apresentaram maior sensibilidade às modificações causadas pelo manejo. A coleta com TSBF foi mais sensível para famílias de aranhas edáficas, ao passo que com Pitfall traps foram mais sensíveis para aranhas epigeicas. A utilização conjunta dos dois métodos de amostragem é recomendada para avaliação da biodiversidade de famílias de aranhas, como forma de minimizar as limitações amostrais

Spiders (Arachnida: Araneae) in agricultural land use systems in subtropical environments

Changes in land use management in agricultural areas can affect the biodiversity of spider families. This study aimed to evaluate spider diversity in different land use systems with capture by two sampling methods, and to identify soil properties that can modulate the occurrence of spiders. Five land use systems, representative of traditional agricultural areas, were evaluated in the west of Santa Catarina, Brazil, to establish a scale of land use intensity: native forest, eucalyptus reforestation areas, pastures, crop-livestock integration areas, and annual crops under no-tillage. The collection methods were manual from soil monoliths and soil traps. Altogether 479 individuals were captured, which were distributed among 20 families, 40 genera, and 8 species. Principal component analysis separated the land use systems and showed an association of spider families with land use in the two sampling methods. There was reduction in spider diversity as the intensity of land use increased. The manual collection method was more efficient for families of soil spiders, whereas traps were more efficient for epigeic spiders. The Lycosidae family was more resistant to environmental pressures, while Oonopidae and Amaurobiidae were more sensitive to environmental modifications. The differences in the spider communities were explained by the following soil properties: organic matter, mean weight-diameter of soil aggregates, and resistance to penetration, which were associated with the degree of anthropic intervention in the land use systems.

Spiders (Arachnida: Araneae) in agricultural land use systems in subtropical environments

Changes in land use management in agricultural areas can affect the biodiversity of spider families. This study aimed to evaluate spider diversity in different land use systems with capture by two sampling methods, and to identify soil properties that can modulate the occurrence of spiders. Five land use systems, representative of traditional agricultural areas, were evaluated in the west of Santa Catarina, Brazil, to establish a scale of land use intensity: native forest, eucalyptus reforestation areas, pastures, crop-livestock integration areas, and annual crops under no-tillage. The collection methods were manual from soil monoliths and soil traps. Altogether 479 individuals were captured, which were distributed among 20 families, 40 genera, and 8 species. Principal component analysis separated the land use systems and showed an association of spider families with land use in the two sampling methods. There was reduction in spider diversity as the intensity of land use increased. The manual collection method was more efficient for families of soil spiders, whereas traps were more efficient for epigeic spiders. The Lycosidae family was more resistant to environmental pressures, while Oonopidae and Amaurobiidae were more sensitive to environmental modifications. The differences in the spider communities were explained by the following soil properties: organic matter, mean weight-diameter of soil aggregates, and resistance to penetration, which were associated with the degree of anthropic intervention in the land use systems.

Intensificação do uso do solo pode afetar a biodiversidade de aranhas?

A fragmentação dos habitats aliada às práticas intensivas de manejo em áreas agrícolas podem levar a mudanças na estrutura da comunidade de aranhas edáficas. O objetivo do presente trabalho estudar o efeito do sistema de uso do solo (SUS) sobre a abundância e diversidade das famílias de aranhas edáficas, bem como a relação dessas com os atributos físicos e químicos do solo. Os SUS avaliados foram: floresta nativa (FN), reflorestamento de eucalipto (RE), pastagem perene (PA), integração lavoura-pecuária (ILP) e sistema plantio direto (PD). As amostras foram coletadas em uma grade de amostragem de 3 × 3, totalizando nove pontos, distanciados 30m entre si durante o inverno e verão, em três municípios do Leste catarinense, considerados réplicas verdadeiras. Foram avaliados atributos físicos e químicos do solo e abundância e diversidade de famílias de aranhas, coletadas pelo método de Tropical Soil Biology and Fertility (TSBF) e armadilhas de solo (Pitfall traps). Os resultados foram submetidos à Análise de Componentes Principais (ACP) a fim de verificar a relação entre os SUS a abundância de famílias de aranhas. Foram capturados ao todo 410 indivíduos distribuídos em 29 famílias, 43 gêneros e 6 espécies e um gênero não identificado. As armadilhas capturaram o maior número de indivíduos no verão (199) do que no inverno (132), ao passo que nos TSBFs foram capturados 32 e 47 indivíduos no verão e inverno, respectivamente. A ACP separou os SUS e identificou relação de algumas famílias de aranhas com manejos específicos nos dois métodos de amostragem. As famílias Lycosidae, Linyphiidae, Oxyopidae e Tetragnathidae são famílias mais bem adaptadas a ambientes com maior nível de intervenção antrópica e portanto, são potenciais indicadoras de locais impactados. Já as famílias Theridiidae e Oonopidae apresentaram maior sensibilidade às modificações causadas pelo manejo. A coleta com TSBF foi mais sensível para famílias de aranhas edáficas, ao passo que com Pitfall traps foram mais sensíveis para aranhas epigeicas. A utilização conjunta dos dois métodos de amostragem é recomendada para avaliação da biodiversidade de famílias de aranhas, como forma de minimizar as limitações amostrais

Changes in physical properties and organic carbon of a Kandiudox fertilized with manure / Atributos físicos e carbono orgânico de um Nitossolo Vermelho com aplicação de dejetos

ABSTRACT: Successive applications of pig slurry and poultry manure can improve the soil structure, according to the land use conditions and amounts applied. This study evaluated the effect of manure fertilization on the physical properties and organic carbon of a Rhodic Kandiudox. Treatments included land use and management and time of pig slurry and poultry litter application, namely: native forest (NF); yerba mate after 20 years of animal waste application (YM20); pasture after 15 years of application (P15); grassland after 20 years of manuring (PP20); grassland after 3 years of manuring (P3); pasture without application (P0), maize after 20 years of application (M20); and maize after 7 years of application (M7). Soil samples were collected in the 0-5, 5-10 and 10-20cm layers, in which density, porosity, aggregate stability, flocculation, penetration resistance, available water, and total clay content, total and particulate organic carbon, and C:N ratio were analyzed. The total organic carbon is sensitive to management and was not related to waste application, except in the 10-20cm layer of ryegrass pasture after three years of manuring. Reponses to waste application and land use and management systems were observed in the variables soil density and penetration resistance.

RESUMO: Aplicações sucessivas de dejeto líquido de suínos e cama de aviário podem melhorar a estrutura do solo conforme as condições de uso do solo e quantidades adicionadas. Neste estudo, avaliou-se o efeito da aplicação desses fertilizantes sobre os atributos físicos e teores de carbono orgânico de um Nitossolo Vermelho. Os tratamentos contemplam sistemas de uso e manejo do solo e tempo de aplicação de dejeto líquido de suínos e cama de aviário, a saber: mata nativa (MN), erva mate com 20 anos de aplicação de dejetos animais (EM20), pastagem com 15 anos de aplicação (P15), pastagem com 20 anos de aplicação (PP20), pastagem com 3 anos de aplicação (P3), pastagem sem aplicação (P0), milho com 20 anos de aplicação (M20) e milho com 7 anos de aplicação (M7). As amostras de solo foram coletadas nas camadas 0-5, 5-10 e 10-20cm, nas quais foram analisadas: densidade, porosidade, estabilidade de agregados, grau de floculação, resistência à penetração, água disponível, argila total e os teores de carbono orgânico total e particulado e relação C:N. O carbono orgânico total é sensível ao manejo e não teve relação com a adição de dejetos, exceto na camada de 10-20cm na pastagem de azevém 3 anos. A densidade do solo e a resistência à penetração foram as variáveis que tiveram relação com a adição de dejetos e sistemas de uso e manejo do solo.