ABSTRACT Soil macrofauna is an important indicator of soil quality, as it is sensitive to changes in the environment as a result of soil management, which includes soil chemical and physical properties and the diversity of cultivated species. This study aimed to evaluate the composition and structure of soil macrofauna under a no-tillage system in different crop sequences, with and without crop rotation, over two growing seasons: a rainy summer and a dry winter. The crop sequences were soybean/corn rotation in the summer and corn in the winter; soybean/corn rotation in the summer and sunn hemp in the winter; soybean monoculture in the summer and sunn hemp in the winter; and corn monoculture in the summer and corn monoculture in the winter growing season. The nutrient content of the crop residues left on the soil surface, soil chemical and physical properties, and soil macrofauna were determined. Functional plant groups (grasses or legumes) individually influenced the composition of soil macrofauna more significantly than the effect of crop sequence, with or without rotation, and growing season. Grasses favored an increased density of groups such as Oligochaeta, Isoptera, and Formicidae. In contrast, legumes contributed to the variation in the total density of individuals and Diplura and Coleoptera groups. Furthermore, the influence of functional plant groups (grasses or legumes) on the composition and density of soil macrofauna were related to soil chemical (P and N content) and physical properties (particulate organic carbon and soil moisture), which determined the composition of soil macrofauna groups.

RESUMO Estudos comparativos entre diferentes estratos de florestas em sucessão ecológica são importantes para entender a dinâmica florestal. O estudo avaliou aspectos florísticos, fitossociológicos e ecológicos entre os estratos adulto e regenerante de um fragmento urbano de floresta estacional semidecidual, em Jataí, Goiás. Nas últimas décadas, a vegetação que era tipicamente savânica tem se tornado uma floresta. As árvores adultas (diâmetro a altura do peito, DAP ≥ 5 cm) foram amostradas em 12 parcelas permanentes de 200m². Em cada uma delas, sub-parcelas de 25m² foram amostradas para o estrato regenerante, que compreendeu indivíduos com DAP < 5cm e altura ≥ 1m. Regenerantes tiveram maior riqueza (31 espécies), com duas espécies a mais do que os adultos. Houve baixa similaridade florística e estrutural entre os estratos, indicando uma substituição de espécies ao longo do tempo. A diversidade de Shannon foi significativamente menor para o estrato arbóreo (teste t), visto que apresentou baixa equabilidade, com dominância ecológica de poucas espécies. Ambos os estratos tiveram elevada proporção de espécies pioneiras, quando comparado com outros estudos. Zoocoria e espécies de ambientes florestais foram expressivamente mais abundantes no estrato regenerante. O estudo revelou um fragmento em franco processo de sucessão secundária e vulnerabilidade diante de pressões antrópicas, sendo importante os cuidados quanto à sua conservação.

ABSTRACT Comparative studies between different strata of forests in ecological succession are important to understand the forest dynamics. The study evaluated floristic, phytosociological and ecological aspects between the tree and regenerating strata of an urban fragment of semideciduous forest, in Jataí, Goiás state. In the last decades, the vegetation that was typically savanna has become a forest. Trees (diameter at breast height, DBH ≥ 5 cm) were sampled in 12 permanent 200m² plots. In each of them, 25m² sub-plots were sampled for the regenerant stratum, which comprised individuals with DBH <5cm and height ≥ 1m. Regenerants had greater richness (31 species), with two more species than adults. There was low floristic and structural similarity between the strata, indicating a replacement of species over time. Shannon’s diversity was significantly lower for the tree stratum (t test), since it presented low equability, with ecological dominance of few species. Both strata had a high proportion of pioneer species, when compared to other studies. Zoochory and species of forest environments were significantly more abundant in the regenerating stratum. The study revealed a fragment in a frank process of secondary succession and vulnerability in the face of anthropic pressures, with care regarding its conservation being important.

RESUMO O acúmulo e as transformações da matéria orgânica do solo são fundamentais para a manutenção e melhoria dos atributos químicos, físicos e biológicos do solo, e, consequentemente, para o funcionamento das florestas tropicais. O objetivo deste estudo foi avaliar a influência de florestas secundárias com diferentes estádios sucessionais na matéria orgânica do solo, nos estoques de carbono e nitrogênio e na fertilidade do solo. Foram selecionadas três áreas de Floresta Estacional Semidecidual, com diferentes estádios sucessionais, sendo estas: floresta em estádio inicial - FEI, floresta em estádio médio - MSF e floresta em estádio avançado - FEA, localizadas em Pinheiral, RJ. Foram determinados os valores de carbono e nitrogênio total, estoques de C e nitrogênio, isótopo δ13C (%°), fracionamento químico e granulométrico da matéria orgânica do solo e fertilidade do solo. Por meio dos valores do isótopo δ13C (%°) verificou-se que a maior parte do carbono do solo dos diferentes estádios sucessionais é oriunda das espécies florestais (plantas C3). As áreas com maior tempo de sucessão (FEM e FEA) promoveram maiores teores e estoques de carbono e nitrogênio, e carbono associado aos minerais em comparação à ISF. Adicionalmente, na FEA observaram-se aumentos dos teores de fósforo, ácido fúlvico, ácido húmico e redução dos valores de densidade do solo quando comparada as demais áreas. A FEM apresentou, de maneira geral, maior fertilidade do solo. Este estudo destaca a importância das florestas secundárias que, mesmo em fases iniciais de sucessão, possuem grande potencial em estocar e estabilizar carbono orgânico no solo.

ABSTRACT The accumulation and transformation of organic matter in the soil are fundamental for the maintenance and improvement of the chemical, physical, and biological attributes of the soil, and consequently, for the tropical forests functioning. The objective of this study was to evaluate the influence of secondary forests with different successional stages on soil organic matter, carbon and nitrogen stocks, and soil fertility. Three areas of seasonal semideciduous forest, located in Pinheiral - RJ, with different successional stages were selected: initial stage forest - ISF, medium stage forest - MSF, and advanced stage forest - ASF. The values of total carbon and nitrogen, C and N stocks, δ13C (‰) isotope, chemical and granulometric fractionation of soil organic matter, and soil fertility were determined. Based on the values of δ 13C (‰), it was verified that most of the soil carbon of the different successional stages comes from forest species (C3 plants). The areas with the highest succession time (MSF and ASF) possess higher levels of carbon and nitrogen contents and stocks, and carbon associated with minerals compared to ISF. In addition, ASF showed increased phosphorus, fulvic acid, humic acid, whereas soil density exhibited reduced values when compared to that of other areas. The MSF showed, in general, greater fertility of the soil. This study emphasizes the importance of secondary forests that, even in the initial stages of succession, have great potential to store and stabilize organic carbon in the soil.

RESUMO O Cerrado é o segundo maior bioma brasileiro, no qual são observadas diferentes feições fitofisionômicas, que podem ser influenciadas por fatores edáficos. Desta forma, este estudo objetivou avaliar a fertilidade e os atributos físicos do solo (análise granulométrica, densidade do solo - Ds e volume total de poros - VTP), os estoques de carbono e nitrogênio e as frações químicas da matéria orgânica do solo (MOS) em áreas de mata mesofítica, cerradão e cerradosensu stricto na estação ecológica de Pirapitinga - MG. O solo das áreas de estudo foi classificado como Latossolo Vermelho. Em cada uma das áreas avaliadas foram coletadas amostras nas camadas de 0-0,05; 0,05-0,1; 0,1-0,2 e 0,2-0,4 m. O delineamento utilizado foi inteiramente casualizado. As áreas de mata mesofítica e cerradão desenvolvem-se em solo com maiores teores de argila em comparação à área de cerrado sensu stricto, indicando que possivelmente solos mais argilosos têm maior capacidade de retenção de água e fornecimento de nutrientes para atender mais adequadamente à demanda dessas vegetações com maior porte. A área de mata mesofítica por apresentar maior deposição de resíduos vegetais e estar em solo de textura argilosa está proporcionando em algumas camadas do solo maiores teores de C orgânico e substâncias húmicas, desencadeando menores valores de densidade do solo, maior volume total de poros e maior disponibilidade de P em relação às demais fitofisionomias estudadas. No entanto, as áreas de cerradão e cerradosensu stricto apresentam maiores valores de Mg, K, pH e menores valores de H+Al e Al em comparação à área de mata mesofítica, o que pode sugerir que estas fitofisionomias se estabelecem preferencialmente nos solos mais férteis do bioma Cerrado. A relação entre a fração ácido húmico e fração ácido fúlvico indica que a vegetação de mata mesofítica apresenta em relação à vegetação de cerradão e cerrado sensu stricto matéria orgânica do solo de melhor qualidade, que permite o estabelecimento de atributos físicos e químicos favoráveis ao desenvolvimento de plantas. Os maiores estoques de carbono são verificados nas vegetações de maior porte, cerradão e mata mesofítica. Entretanto, o maior teor e estoque de nitrogênio do solo ocorrem na área de cerrado sensu stricto.

ABSTRACT Cerrado biome is the second largest Brazilian biome, where different phyto-physiognomical features are observed, which may be influenced by soil factors. Thus, this study aimed to evaluate soil physical and fertility properties (particle size analysis, bulk density - BD and total pore volume - TPV), carbon and nitrogen stocks and chemical fractions of soil organic matter (SOM ) in areas of mesophytic forest, Cerrado and Cerrado sensu stricto in the ecological station of Pirapitinga, Minas Gerais state. The soil was classified as Oxisol and soil samples were collected from the layers 0-0.05, 0.05-0.1, 0.1-0.2, and 0.2-0.4 m. The experimental design was completely randomized. Areas of mesophytic forest and cerrado grow in soil with higher clay compared to the Cerrado sensu stricto, indicating that possibly more clayey soils have higher water holding capacity and nutrient supply to attend the demand more appropriately with larger vegetations. The mesophytic forest area by presenting high waste disposal of plant and be in the clayey soil is in some layers providing higher levels of soil organic C and humic substances, triggering lower values of bulk density, greater total porosity and availability of P in relation to other vegetation types studied. However, the closed areas and Cerrado sensu stricto have higher amounts of Mg, K, and lower pH, H + Al and Al compared to mesophitic forest area, which may suggest that these phytophysiognomies settle preferentially in the most fertile soils of Cerrado biome. The relationship between the humic acid and fulvic acid fraction indicates that the forest vegetation Mesophytic presents for vegetation of Cerrado and Cerrado sensu strictosoil organic matter of great quality, which allows the establishment of physical and chemical attributes favorable to the development of the plant. The largest stocks of carbon are verified in larger vegetation, cerrado and mesophytic forest. However, the higher grade and stock soil nitrogen occur in Cerradosensu stricto.

Os processos naturais que determinam os atributos do solo e da serapilheira são controlados por diversos fatores. Entretanto, pouca atenção tem sido dada para diferenciar o efeito de fatores ambientais de efeitos da estrutura espacial da área sobre a distribuição de atributos do solo e da serapilheira em ecossistemas tropicais em topografias heterogêneas. O objetivo deste estudo foi avaliar padrões de variação dos atributos químicos do solo e da serapilheira em uma área tropical que intercepta níveis distintos de incidência solar ao longo do ano, dado que sua topografia possui encostas predominantemente voltadas para direções geográficas opostas. Dados de solo (pH, C, N, P, H+Al, Ca, Mg, K, Al, Na, areia e silte) e serapilheira (N, K, Ca, P e Mg) foram coletados junto às coordenadas geográficas (para modelar a estrutura espacial) de 40 unidades amostrais estabelecidas em dois sítios compostos, respectivamente, de encostas voltadas para noroeste e sudeste (20 unidades em cada). Os atributos do solo e da serapilheira variaram mais entre encostas voltadas para orientações geográficas semelhantes do que entre encostas voltadas para orientações opostas. Tanto a incidência solar quanto a estrutura espacial da área foram relevantes para explicar os padrões detectados de variação do solo e da serapilheira. As contribuições individuais da incidência solar para explicar a variação dos atributos avaliados sugerem que esse e outros fatores ambientais podem ter papel particularmente relevante na determinação da distribuição do solo e da serapilheira em áreas tropicais com topografia heterogênea. Este estudo corrobora ainda que a estrutura espacial da área também tem papel importante na distribuição do solo e da serapilheira neste tipo de paisagem, o que parece consistente com a ação de mecanismos relacionados à movimentação da água nesses locais.

Natural processes that determine soil and plant litter properties are controlled by multiple factors. However, little attention has been given to distinguishing the effects of environmental factors from the effects of spatial structure of the area on the distribution of soil and litter properties in tropical ecosystems covering heterogeneous topographies. The aim of this study was to assess patterns of soil and litter variation in a tropical area that intercepts different levels of solar radiation throughout the year since its topography has slopes predominantly facing opposing geographic directions. Soil data (pH, C, N, P, H+Al, Ca, Mg, K, Al, Na, sand, and silt) and plant litter data (N, K, Ca, P, and Mg) were gathered together with the geographic coordinates (to model the spatial structure) of 40 sampling units established at two sites composed of slopes predominantly facing northwest and southeast (20 units each). Soil and litter chemical properties varied more among slopes within similar geographic orientations than between the slopes facing opposing directions. Both the incident solar radiation and the spatial structure of the area were relevant in explaining the patterns detected in variation of soil and plant litter. Individual contributions of incident solar radiation to explain the variation in the properties evaluated suggested that this and other environmental factors may play a particularly relevant role in determining soil and plant litter distribution in tropical areas with heterogeneous topography. Furthermore, this study corroborates that the spatial structure of the area also plays an important role in the distribution of soil and litter within this type of landscape, which appears to be consistent with the action of water movement mechanisms in such areas.

A fauna edáfica, pela sua diversidade e magnitude das funções que realiza no ambiente solo, pode refletir o estado de funcionamento dos ecossistemas. Neste sentido, este estudo teve como objetivo avaliar a atividade, composição estrutural e diversidade da comunidade da fauna do solo, em diferentes estádios sucessionais da Mata Atlântica, em Pinheiral - RJ. Para tanto, foram estudadas três áreas de Floresta Estacional Semidecidual Submontana em diferentes estádios sucessionais: Floresta em Estádio Inicial (FEI), Floresta em Estádio Médio (FEM) e Floresta em Estádio Avançado (FEA). Em cada área foi demarcada uma parcela de 30 m x 30 m. Para captura dos organismos epígeos da mesofauna e macrofauna, utilizaram-se armadilhas do tipo "pitfall-traps", sendo distribuídas, aleatoriamente, 10 armadilhas em cada área. Foram realizadas amostragens em abril e agosto de 2009. A atividade dos organismos (ind arm-1 dia-1) e os índices ecológicos de riqueza e equidade de Pielou foram calculados a partir da quantificação e identificação dos indivíduos amostrados. A partir da análise dos resultados, contatou-se que o mês de agosto, caracterizado com maior precipitação, influiu diretamente na atividade, composição estrutural e diversidade da fauna do solo. A estrutura populacional foi influenciada pelos estádios sucessionais, sendo que a atividade dos grupos Acari, Araneae, Diptera, Formicidae, Hymenoptera e Isopoda aumentou em função do avanço sucessional. A atividade total e o índice de riqueza média também responderam ao processo de sucessão. O grupo Entomobryomorpha foi o mais abundante em todas as áreas, sendo o responsável pelas variações do índice de Pielou. De maneira geral, verificaram-se maiores valores da atividade dos grupos, atividade total e riqueza média na FEA, e menores na FEI, confirmando, assim, o potencial uso desses organismos como indicadores da dinâmica sucessional em florestas secundárias.

The soil fauna, for its diversity and magnitude of the tasks that it carries out in the soil environment, may reflect the state of the ecosystem functioning. Therefore, this study aimed to evaluate the activity, the structural composition and the diversity of soil fauna community in different successional stages of Atlantic forest, in Pinheiral, RJ state. Thus, three areas of lower montane semi-deciduous forest in different succession stages were studied: Forest in initial stage (FIS), Forest in intermediate stage (FINS) and Forest in advanced stage (FAS). In each area, it was demarcated a plot of 30 m x 30 m. To capture the epigean organisms, mesofauna and macrofauna, 'pitfall-traps' were used, being distributed, randomly, 10 traps in each area. The samples were taken in April and August 2009. The activity of organisms (arm ind-1 day-1) and ecological index of the richness and evenness were calculated from the quantification and identification of individuals sampled. From the analysis of the results, it was noticed that August featured higher precipitation and directly influenced the activity, structural composition and diversity of soil fauna. The population structure was influenced by successional stages, and group activity Acari, Araneae, Diptera, Formicidae, Hymenoptera and Isopoda increased with advancing succession. Total activity and average wealth index also responded to the advancement of vegetation. The group Entomobryomorpha was the most abundant in all areas, being responsible for the variations of the index of evenness. In general, there were higher values of group activity, total activity and average wealth in FAS, and lower the FIS, thus confirming the potential use of these organisms as indicators of successional dynamics of secondary forests.

RESUMO Esse trabalho teve como objetivo avaliar as propriedades químicas e caracterizar a matéria orgânica de solos sob duas formações florestais periodicamente inundadas, na ilha da Marambaia, RJ. Essas formações apresentam diferenças quanto ao grau de saturação hídrica do solo, causada pela influência do lençol freático, sendo que na formação 1 (F1) o lençol apresenta-se mais próximo à superfície em comparação à formação 2 (F2). Amostras foram coletadas nas camadas 0,00-0,05, 0,05-0,10 e 0,10-0,20 m. As propriedades edáficas avaliadas foram: pH, H++Al+3; Ca+2, Mg+2, Na+, K+, P, N, carbono orgânico total (COT) e saturação por bases (V%); carbono da fração humina (C-HUM), carbono da fração ácido húmico (C-FAH) e carbono da fração ácido fúlvico (C-FAF). Valores estatisticamente superiores de pH foram observados para F1. Em F2 verificaram-se maiores valores de Mg+2, P, N e V%. Foi verificada correlação entre os teores de Mg+2, N, ácido húmico e ácido fúlvico em F1 com o lençol freático, e do lençol em F2 com os elementos Na+ e K+. A fração C-HUM foi a mais representativa do carbono orgânico total, seguida por C-FAH e C-FAF. Os teores de COT foram maiores na formação F1. A relação C/N foi menor em F2, com valores variando entre 9 e 12, e em F1 foram verificados maiores valores dessa relação, variando de 9 a 15. Dentre as vias de formação dos solos de constituição orgânicas, em ambas as áreas a principal via de acumulação da matéria orgânica é a de herança.

ABSTRACT This study aimed to evaluate and characterize the chemical properties of soil organic matter under two periodically flooded forest formations on the island of Marambaia, Rio de Janeiro. These formations differ on the degree of soil water saturation, caused by the influence of water table, and in the (F1) formation presents the water table nearer the surface compared to the (F2) formation. Samples were collected in layers from 0.00 to 0.05, 0.05-0.10 and 0.10-0.20 m. The soil properties evaluated were: pH, H+ + Al+3, Ca+2, Mg+2, Na+, K+, P, N, total organic carbon (TOC) and base saturation (V%), humin carbon fraction (C-HUM), carbon of humic acid fraction (HAF-C) and fulvic acid fraction carbon (FAF-C). Statistically higher pH values were observed for F1. In F2 there are higher values of Mg+2, P, N and V% value. Correlation was found between the concentrations of Mg+2, N, humic acid and fulvic acid with water table in F1, and water table in F2 with Na+ and K+. Fraction C-HUM was more representative of the total organic carbon, followed by C-HAF and C-FAF. The TOC levels were higher in F1. The C / N ratio was lower in F2, with values ranging between 9 and 12, and F1 were found higher values of this relationship, ranging from 9 to 15. Among the pathways of formation of organic soils in both areas it appears that the major route for organic matter accumulation is the inheritance route.

RESUMO A cobertura florestal possui importância dentro do contexto do balanço hídrico de determinado local, podendo alterar o mecanismo de entrada de água e nutrientes na superfície do solo. Apresenta-se o resultado de um estudo que visou quantificar a precipitação efetiva, a interceptação e a adição de nutrientes na precipitação interna e no escoamento pelo tronco em um remanescente florestal da Mata Atlântica com diferentes estádios sucessionais: floresta secundária em estádio inicial (FSEI), floresta secundária em estádio médio (FSEM) e floresta secundária em estádio avançado (FSEA). O estudo foi conduzido no município de Pinheiral - RJ, durante o período de abril de 2009 a março de 2010. Os valores de precipitação incidente, precipitação efetiva e de interceptação foram similares entre os três estádios avaliados. A área de FSEA apresentou maiores valores de Mg e P na adição de nutrientes via precipitação interna em relação às demais áreas avaliadas. O pH da água da precipitação interna não diferiu entre as áreas, mas foi mais elevado do que o pH da precipitação total. As três áreas avaliadas não apresentaram diferença quanto à adição de nutrientes via escoamento pelo tronco. A área FSEA apresentou uma tendência de maiores valores de adição de nutrientes via precipitação interna e escoamento pelo tronco.

ABSTRACT Forest cover has importance within the context of the water balance of a particular site and may alter the mechanism of entry of water and nutrients to the soil surface. The aim of this study was to quantify the net precipitation, interception, addition of nutrients in throughfall and stem flow in a forest in different stages of regeneration of Mata Atlântica: early-stage secondary forest (ESSF), intermediary stage secondary forest (ISSF) and advanced stage secondary forest (AESF). The study was conducted in Pinheiral, Rio de Janeiro state. The data collection was performed during the period of April 2009 to March 2010. The values of incident precipitation, effective precipitation and interception were similar among the three stages evaluated. The AESF area showed higher values of Mg and P in the addition of nutrients from throughfall compared with other areas assessed. The pH of the precipitation incident did not differ among areas, but was higher than the pH of rainfall. The three areas evaluated showed no difference in the addition of nutrients to flow through the trunk. The AESF area showed a trend of higher levels of addition of nutrients from throughfall precipitation and runoff from stemflow.

RESUMO O objetivo deste estudo foi quantificar os aportes de serapilheira e nutrientes e estimar a velocidade de decomposição da mesma, em áreas de mata mesofítica e cerradão na Estação Ecológica de Pirapitinga. Para a avaliação do aporte de serapilheira e dos nutrientes foram distribuídos aleatoriamente 10 coletores cônicos em uma gleba de 0,1 ha, em cada área de estudo, sendo as avaliações realizadas mensalmente. A decomposição da serapilheira nas áreas de estudo foi avaliada por uso de litter bags. A produção total de serapilheira foi de 2,50 e 2,92 Mg ha-1 ano-1 para as áreas de cerradão e mata mesofítica, respectivamente. A ordem de relevância do aporte de nutrientes foi nitrogênio > potássio > fósforo. A mata mesofítica apresentou distribuição mais homogênea da produção de serapilheira ao longo do ano e maiores valores de aporte total anual de serapilheira e nutrientes, os maiores valores de aporte foram observados na estação seca. O tempo de meia-vida de decomposição das folhas da serapilheira entre as áreas foi equivalente, cerca de 161 dias na área de mata mesofítica e 173 na área de cerradão.

ABSTRACT This study aimed to quantify the litter and nutrients amount and to estimate the decomposition rate in areas of mesophytic forest and 'Cerradão' in the Ecological Station of Pirapitinga. To evaluate litter and nutrients devolution 10 conic litter traps were randomly distributed in an area 0.1 ha in each area of study, with monthly evaluations. The litter decomposition in the areas of study was evaluated by using litter bags. The total production of litter was 2.50 and 2.92 Mg ha-1 yr-1 for mesophytic forest and 'Cerradão' areas, respectively. The nutrients devolution importance order was nitrogen> potassium> phosphorus. The mesophytic forest showed more homogeneous distribution of litter fall over the year and higher values of total annual litter and nutrients, the highest values were observed at the dry season. The half-life decomposition of leaf litter was equivalent between areas, about 161 days in the mesophytic forest area and 173 in 'Cerradão' area.