Formigas, cupins e a ciclagem de nutrientes em solos tropicais

Formigas, cupins e a ciclagem
de nutrientes em solos
tropicais
Dr. Leandro de Sousa Souto
leandrosouto@ufs.br
Núcleo de Ecologia, Laboratório de Entomologia
Universidade Federal de Sergipe - UFS

Solos Tropicais: Problema da baixa
fertilidade natural e sazonalidade
climática
Fotos: Frederico Neves

Ciclagem de Nutrientes
Entradas e saídas
Transferência planta-solo
Redistribuição interna
P
Ca
K
P
Ca
Mg
K
Mg
Na
Na
K
Lixiviação

Processamento Partículas de
M.O.

Desafio: Manter a ciclagem
constante ao longo do ano
• Biomassa de muitos táxons
decompositores decresce no período
seco...

Papel dos insetos sociais
• Indiferentes à sazonalidade

Cupins e a ciclagem de
nutrientes
• Ampla distribuição nas regiões tropical e
subtropical (32º N/ 32º S)
• Hábito alimentar: herbívoros a
decompositores, incluindo grande qtde. de
solo rico em M.O e fungos.

Como atuam
• Revolvimento do solo (Bioturbação)
• Inversão de horizontes
• Seletividade de partículas de solo
• Melhora a drenagem e aeração do solo
• Penetração de raízes
• Aceleram a produção de húmus e ciclagem de
elementos do solo

“Os reis da savana”
Odontotermes sp.
Photo: Public Library of Science

Influência em savanas
Imagem: Robert M. Pringle

Impacto na paisagem
Termiteiro em Quelinave -Moçambique
Gliptodonte
Foto: Carlos Schaefer

Impacto na vegetação:
murundus
• Microrrelevo em elevação com solo e vegetação
contrastante com o resto da paisagem
Resende et al. 2004
Foto: Sandro de Caires e Carlos Pacheco (Paracatu - MG).

Uso e ocupação do solo
• Moçambique - África
Foto: Carlos Schaefer

Solos tropicais e queimadas

Os remanescentes
• Na falta de minhocas nessas regiões áridas, térmitas
assumem o papel de enriquecimento do solo por meio
da reciclagem da biomassa vegetal morta pelas
queimadas…
Foto: Sam
Abell

Consumo de M.O e ciclagem
• Esterco de herbívoros
– Remoção de 25% de toda M.O de origem animal
(esterco)
– 12 kg N / ha/ano
– 2500 kg solo/ha/ano
– Maior volume na seca
Freymann et al. 2008

Formigas cortadeiras

Importância das formigas
• Revolvimento e aeração do solo, ciclagem de
nutrientes
Moreira (1988)
(Moreira et al. 2004)

Macro-agregação
de partículas de
solo
Acúmulo de
M.O no solo
Lixo com C altamente
recalcitrante
Facilitação de
raízes
Enriquecimento
do solo
Sousa-Souto et. al. (2007; 2008 e 2010 submetido)

A ciclagem é efetiva
• O lixo dos ninhos difere da
vegetação cortada
• Saúvas modificam as propriedades
fisico-químicas do solo
• A vegetação é beneficiada
• Qual a aplicabilidade disso

Bioprocessamento da Biomassa

Experimento de campo

Tempo de decomposição

Cálcio e Potássio

Fósforo e Razão lig./cel.

Sauveiros acumulam M.O. no solo
Soil Organic Matter (dag/kg)
Mat. Org.
10
Controle
Ant Sauveiro nest
8
6
4
2
Unburned Plot
0
0 2 203 804 1505 200 350 6
Profundidade (cm)
Log (Depth)
Sousa-Souto et. al. (2008)

• Sauveiros aumentam a fertilidade do
solo
0.8
0.6
Ca
Controle
Sauveiro
Ant nest
Unburned Plot
Mg
2.0
1.5
Área
Unburned
protegida
Plot
Controle
Sauveiro Ant nest
Calcium (cmol/dm-3)
0.4
0.2
Mg (mg/dm-3)
1.0
0.5
0.0
0.0
2 3 4 5 6
Log (Depth)
Profundidade (Log)
2 3 4 5 6
Profundidade
Log (Depth)
(Log)
Sousa-Souto et. al. (2008)

P
12
10
Área
Unburned
protegida
Plot
Controle
Ant Sauveiro nest
K
500
400
Controle
Sauveiro Ant nest
Área
Unburned
protegida
Plot
P (mg/dm-3)
8
6
4
K (mg/dm-3)
300
200
2
100
0
0
2 3 4 5 6
Profundidade Log (Depth) (Log)
2 3 4 5 6
Profundidade Log (Depth) (Log)
Sousa-Souto et. al. (2008)

Efeitos diretos e indiretos na
vegetação
Herbácea Echinolaena inflexa – CAPIM FLEXA (n = 10)
P
Ca
K
800 P > 0.05
1600 P > 0.05
16000 P > 0.001
1400
14000
600
1200
12000
1000
10000
mg/kg
400
mg/kg
800
mg/kg
8000
600
6000
200
400
4000
200
2000
0
Sauveiro
Controle
0
Sauveiro
Controle
0
Sauveiro
Controle

Efeitos diretos e indiretos na
vegetação
Lenhosa Solanum lycocarpum – LOBEIRA (n = 10)
P (p < 0.05)
1800
1600
1400
P (mg/gk)
1200
1000
800
600
400
200
0
Sauveiro
Controle

Marcadores radioativos
• Isótopos 15 N
15
N
15
N
Sternberg et al. 2007
15
N
15
N
15
N

Ciclagem por saúvas no tempo e no espaço
Sternberg et al. 2007

Ciclagem por saúvas no tempo e no espaço

Diferenças
• Isótopos 15 N e produção primária:
• Não detectado após 5 meses
• Efeito de longo prazo
• M.O utilizada é antiga

Conclusões
• Cupins e saúvas desempenham
importante papel na ciclagem de
nutrientes em solos tropicais
• Papel chave no período seco
• Diferença marcante saúvas x cupins:
– Ciclagem via Herbivoria x ciclagem via
decomposição
– Ciclagem a curto prazo x longo prazo

Descontaminação do solo

Uso do solo e conservação
• Aceleram a recuperação de áreas
degradadas
Neves et al. 2010

Implicações
• Papel desses organismos na recuperação de
áreas degradadas ou stress pós-fogo.
• Fornecer subsídios para políticas e estudos de
conservação de ecossistemas neotropicais
• Buscar aplicações na agricultura
(agroecossistemas)

Referências:
• MOREIRA, A. A.; FORTI, L. C.; ANDRADE, A. P.; BOARETTO, M. A.;
LOPES, J. F. S. Nest architecture of Atta laevigata (F. Smith, 1858)
(Hymenoptera: Formicidae). Studies on Neotropical Fauna and
Environment, v. 39, p. 109–116, 2004.
• RESENDE, I. L. M. et al. A comunidade vegetal e as características
abióticas de um campo de murundu em Uberlândia, MG. Acta Bot. Bras.,
Mar 2004, vol.18, p.9-17.
• SCHAEFER C E R 2001 Brazilian latosols and their B horizon
microstructure as long-term biotic constructs Australian Journal of Soil
Research 39 909–926
• SOUSA-SOUTO, L.; SCHOEREDER, J. H.; SCHAEFER, C. E. G. R.;
SILVA, W. L. Ant nests and soil nutrient availability: the negative impact of
fire. Journal of Tropical Ecology, v. 24, p. 639-646, 2008.
• SOUSA-SOUTO, L.; SCHOEREDER, J. H; SCHAEFER, C. E. Leaf-cutting
ants, seasonal burning and nutrient distribution in Cerrado vegetation.
Austral Ecology, v. 32, p. 758-765, 2007.
• STERNBERG, L.; GREEN, L.; MOREIRA, M. Z.; NEPSTAD, D.;
MARTINELLI, L. A.; VICTORIA, R. Root distribution in an Amazonian
seasonal forest as derived from 13C profiles. Plant and Soil, v.205, p. 45-

Obrigado!!!
• leandrosouto@ufs.br