Avaliação da função habitat do solo de sistemas de uso para as minhocas em dois biomas brasileiros

Abstract

Resumo: A intensificação da agricultura tem sido acompanhada pelo aumento no uso de agrotóxicos, cujos resíduos, presentes nos solos agrícolas, apresentam potencial ecotoxicológico. Dentre os organismos edáficos, as minhocas destacam-se por sua sensibilidade às condições do solo e ao manejo adotado, além de desempenharem funções essenciais na manutenção dos processos ecossistêmicos. Os ensaios ecotoxicológicos padronizados da ISO e da ABNT permitem avaliar o impacto de diversas substâncias em espécies edáficas, porém esses métodos precisam ser melhor adaptados para os solos tropicais e subtropicais. Neste trabalho, investigou se a sobrevivência, desenvolvimento e reprodução de duas espécies de minhocas (Pontoscolex corethrurus e Perionyx excavatus), em ensaios padrão usando solos de três sistemas de uso e manejo: lavouras anuais sob plantio direto, culturas anuais sob plantio convencional (ambas sem uso de agrotóxicos) e floresta ombrófila mista nativa. Como controle, foi utilizado o solo artificial tropical (SAT) padrão para ensaios ecotoxicológicos. No segundo capítulo, avaliar diferentes espécies de minhocas (incluindo Eisenia andrei) como bioindicadoras da qualidade do solo, através de ensaios ecotoxicológicos padronizados. Os solos eram provenientes de áreas de vegetação nativa e sistemas agrícolas no bioma Cerrado e Mata Atlântica, e tinham condições químicas e físicas diferentes, incluindo níveis diferentes de resíduos de agrotóxicos. No primeiro capítulo, a espécie P. corethrurus ganhou peso, especialmente no plantio convencional, diferindo dos demais sistemas, porém, quase não houve reprodução neste sistema (1 casulo), enquanto no solo de plantio direto e floresta encontraram-se mais juvenis e casulos (8,2 e 21 e 9,6 e 16,4, respectivamente), mas sem diferença significativa entre os sistemas de manejo. No SAT, a alta condutividade (1,18 mS cm-1) levou à morte de todos os indivíduos inoculados. Com P. excavatus, a alta condutividade do SAT afetou negativamente a reprodução, em comparação aos solos naturais, onde não houve diferença na reprodução entre os sistemas de manejo. A P. excavatus apresenta-se como útil para ensaios de reprodução, por ter baixa mortalidade e alta reprodução em diferentes manejos do solo. No segundo capítulo, os níveis residuais dos agrotóxicos no solo estiveram relacionados com os atributos químicos e com a granulometria do solo, mas não foram iguais para todos os agrotóxicos avaliados. Além disso, observou-se relação entre diferentes agrotóxicos e a reprodução e sobrevivência das minhocas. Em particular, a reprodução de P. corethrurus esteve positivamente relacionada com os residuais de três agrotóxicos e o glifosato esteve negativamente associado à reprodução de todas as minhocas. A espécie P. excavatus mostrou uma boa reprodução nos solos estudados, gerando mais juvenis em comparação a espécie padrão E. andrei, possibilitando ser um bom substituto para a espécie padrão em condições tropicais. Inclusive, deve-se explorar a possibilidade de reduzir a duração do ensaio de 56 dias para um tempo menor (possivelmente 42 dias), considerando a alta reprodução dessa espécie e o alto número de juvenis gerados. Não obstante, formas mais eficazes de quantificar os casulos dessa espécie são necessárias

Abstract: The intensification of agriculture has been accompanied by an increased use of pesticides, whose residues, present in agricultural soils, exhibit ecotoxicological potential. Among soil organisms, earthworms stand out due to their sensitivity to soil conditions and management practices, in addition to playing essential roles in maintaining ecosystem processes. Standardized ecotoxicological tests by ISO and ABNT allow the assessment of the impact of various substances on edaphic species; however, these methods must be better adapted to tropical and subtropical soils. In this study, we investigated the survival, growth, and reproduction of two earthworm species (Pontoscolex corethrurus and Perionyx excavatus) in standard tests using soils from three land use and management systems: annual crops under no-tillage, annual crops under conventional tillage (both without pesticide application), and native mixed ombrophilous forest. As a control, standard Tropical Artificial Soil (TAS) was used in accordance with ecotoxicological testing protocols. We also evaluated different earthworm species (including Eisenia andrei) as bioindicators of soil quality through standardized ecotoxicological assays. Soils were collected from native vegetation areas and agricultural systems in the Cerrado and Atlantic Forest biomes, and presented varying chemical and physical properties, including differing levels of pesticide residues. P. corethrurus exhibited weight gain, particularly in conventional tillage soil, differing from other systems; however, reproduction in this system was nearly absent (only one cocoon), whereas juvenile and cocoon production was observed in no-tillage and forest soils (8.2 and 21; and 9.6 and 16.4, respectively), with no significant difference among the management systems. In TAS, the high electrical conductivity (1.18 mS cm?¹) resulted in the mortality of all inoculated individuals. For P. excavatus, the high conductivity of TAS negatively affected reproduction when compared to natural soils, although no significant differences in reproduction were observed among the different land management systems. P. excavatus proved to be useful for reproduction tests due to its low mortality and high reproductive output across soil management conditions. Residual pesticide levels in the soils were associated with soil chemical attributes and particle size distribution, although the behavior varied among the pesticides evaluated. Additionally, both positive and negative relationships were observed between different pesticides and earthworm survival and reproduction. Notably, P. corethrurus reproduction was positively associated with residues of three pesticides, while glyphosate was negatively correlated with the reproduction of all tested earthworm species. P. excavatus showed strong reproductive performance in the tested soils, producing more juveniles compared to the standard species E. andrei, supporting its use as a suitable substitute under tropical conditions. Furthermore, shortening the test duration from 56 to potentially 42 days should be considered, given the high reproductive rate and large number of juveniles produced by this species. Nonetheless, more efficient methods for quantifying cocoons of this species are needed