Abstract This study presents a system to electro-neutralize agrochemicals in food and water samples based on the properties of a controlled electron trap, the related apparatus is protected under patent application (WO/2018/090110; INPI: BR 10 2016 0268486) / (PCT / BR 2017/050115). The efficacy of the system was verified as to the type, quantity, surface tension charge, temperature, pH and static energy loading of the electrolyte for both solid and liquid samples. It also took into consideration the retention and accumulation measurement of electric charges, verification of electrical potential differences and also accumulation by applying pulsed high voltage in according to the Daniell Cell method. The proposed technology is able to provide the electron-neutralization of acidic and alkaline chemicals and their toxic byproducts by modifying the pH of the liquid or solid medium. This is justified by the action of the electron trap using different polarities and electrodes in the range of 8 to 100 kV.

Resumo: As minhocas são frequentemente relacionadas a solos férteis e, também, bastante usadas como indicadores da qualidade ambiental. No entanto, para otimizar seu uso como bioindicadores, as populações de minhocas devem ser avaliadas juntamente com as variáveis ambientais e antropogênicas que regulam as suas comunidades. Esta revisão buscou identificar os atributos relacionados à amostragem de minhocas, físicos e químicos dos solos, e ambientais e antropogênicos avaliados em 124 estudos publicados que quantificaram a abundância de minhocas (>7.300 amostras) em 765 locais com diferentes tipos de clima, solos, uso da terra e sistemas de manejo no Brasil. Os atributos químicos e físicos do solo (exceto pH) foram menos relatados (≤50% dos estudos) do que outras variáveis ambientais, como data de coleta, altitude, temperatura, precipitação, tipo de solo e de clima, e uso do solo (>50% dos estudos). As minhocas foram raramente identificadas (24%) e poucos estudos (31%) mediram sua biomassa, embora a maioria tenha fornecido informações adequadas sobre o protocolo de amostragem. Com base na sua importância para a regulação das populações de minhocas, propõe-se um conjunto de variáveis que devem ser avaliadas no estudo de comunidades de minhocas e outros grupos da macrofauna do solo. Isso deve ajudar a guiar futuros estudos sobre minhocas no Brasil e em outros países, otimizar a coleta e a replicabilidade de dados, permitir comparações entre diferentes estudos e promover o uso de minhocas como bioindicadores da qualidade do solo.

Abstract: Earthworms are often related to fertile soils and are also frequently used as environmental quality indicators. However, to optimize their use as bioindicators, earthworm populations must be evaluated together with the environmental and anthropogenic variables regulating their communities. This review sought to identify the earthworm-sampling, soil chemical and physical, and environmental and anthropogenic attributes evaluated in 124 published studies that quantified earthworm abundance (>7,300 samples) in 765 sites with different types of climate, soils, land use, and management systems in Brazil. Soil chemical and physical attributes (except pH) were less reported (≤50% of studies) than other environmental variables such as sampling date, altitude, temperature, precipitation, climate and soil type, and land use (>50% of studies). Earthworms were rarely identified (24%) and few studies (31%) measured their biomass, although most provided adequate information on sampling protocol. Based on their importance in regulating earthworm populations, a set of variables is proposed to be evaluated when studying earthworm communities and other macrofauna groups. This should help guide future studies on earthworms in Brazil and other countries, optimize data collection and replicability, allow comparisons between different studies, and promote the use of earthworms as soil quality bioindicators.

ABSTRACT: Collembolan species are differently affected by soil tillage (conventional, minimum tillage, and no-tillage) and are known to modify plant growth. This study relies on the relationships between Collembola community structures and land use systems as a proxy for characterizing changes in soil quality. Thus, Collembola community structure (eco-morphological groups - edaphic, hemiedaphic and epigeic, and morphotypes) were examined in a no-tillage system and crop-livestock integration system to evaluate the discriminative power of the Collembola community structure and to determine which soil properties drives structural diversity. Thirty-eight morphotypes of Collembola were recorded in this study, 11 belonging to the edaphic eco-morphological group, 14 hemiedaphic, and 13 epigeic. The hemiedaphic and epigeic groups, in the no-tillage system, were more influenced by changes in soil properties (total organic carbon, particulate organic carbon, total N, Ca, Mg, moisture, bulk density) and mycelium length than the groups in the crop-livestock integration system (mycorrhizal inoculum potential, and soil properties as dehydrogenase, particulate organic carbon, Mg, sand). Collembola eco-morphological groups were better predictors for ecosystem functioning than Collembola density and can be used to distinguish differences between soil uses, reducing laboratory analysis time.

A aplicação de resíduos orgânicos em solos agrícolas não está isenta de riscos e pode afetar os invertebrados do solo. Foram realizados testes ecotoxicológicos de comportamento de fuga usando minhocas e colêmbolos para avaliar os efeitos de diferentes estratégias de fertilização na qualidade do solo e na sua função de habitat. Esses testes foram realizados em solos que receberam: chorume e fertilizantes químicos - a estratégia de fertilização convencional na região; lodo adicionado à estratégia convencional; e solo-referência, não fertilizado. Ambas as estratégias de fertilização contribuíram para mitigar a acidez do solo e não contribuíram para aumento do teor em metais pesados do solo. Os resultados dos testes de fuga não mostraram efeitos negativos dessas estratégias nos organismos do solo, quando se comparam com os do solo-referência. Contudo, quando as duas estratégias de fertilização foram comparadas entre si, obtiveram-se resultados diferentes. Os colêmbolos não evitaram os solos fertilizados com lodo em nenhuma das combinações testadas. No entanto, as minhocas evitaram os solos que receberam lodo desde maio de 2004 (DS1). Possivelmente, o comportamento de fuga das minhocas é mais sensível às características do solo (que não a textura, a matéria orgânica e o teor de metais pesados) do que o dos colêmbolos.

The application of organic wastes to agricultural soils is not risk-free and can affect soil invertebrates. Ecotoxicological tests based on the behavioral avoidance of earthworms and springtails were performed to evaluate effects of different fertilization strategies on soil quality and habitat function for soil organisms. These tests were performed in soils treated with: i) slurry and chemical fertilizers, according to the conventional fertilization management of the region, ii) conventional fertilization + sludge and iii) unfertilized reference soil. Both fertilization strategies contributed to soil acidity mitigation and caused no increase in soil heavy metal content. Avoidance test results showed no negative effects of these strategies on soil organisms, compared with the reference soil. However, results of the two fertilization managements differed: Springtails did not avoid soils fertilized with dairy sludge in any of the tested combinations. Earthworms avoided soils treated with sludge as of May 2004 (DS1), when compared with conventional fertilization. Possibly, the behavioral avoidance of earthworms is more sensitive to soil properties (other than texture, organic matter and heavy metal content) than springtails

Durante as últimas duas décadas, ecotoxicologistas de solo têm feito progressos ao utilizar conceitos básicos e avanços da zoologia e ecologia do solo. Os métodos existentes têm sido aplicados, e têm-se desenvolvido novas ferramentas para avaliar de que modo a contaminação química pode afetar o ecossistema terrestre, inclusive pela degradação ou destruição da qualidade do solo e dos habitats ou pela redução da biodiversidade edáfica. Os ecotoxicologistas de solo utilizam um conjunto de protocolos padronizados, originalmente desenvolvidos como testes de laboratório com compostos químicos simples como os pesticidas e, posteriormente, adaptados em termos de abordagens e métodos, para a avaliação de áreas contaminadas. No entanto, a relevância ecológica de algumas abordagens permanece questionável. Neste artigo, os autores discutem os recentes desafios para uma avaliação ecotoxicológica coerente do ecossistema solo em áreas contaminadas e apresentam recomendações de como integrar os efeitos das propriedades físicoquímicas do solo, as variações na diversidade de invertebrados do solo e, as interações entre organismos dos vários níveis tróficos. São analisadas novas abordagens e métodos de avaliação, usando-se exemplos de três continentes (particularmente o trabalho desenvolvido no Brasil), e são dadas recomendações de como aumentar a relevância ecológica na avaliação ecotoxicológica de áreas contaminadas.

Over the past two decades, soil ecotoxicologists have made strides in utilizing the basic concepts and advancements in soil zoology and ecology. They have applied the existing tools, and developed new ones to investigate how chemical contamination can affect soil ecosystems, including the degradation or destruction of soil quality and habitats or the diminishment of belowground biodiversity. Soil ecotoxicologists are applying a suite of standard protocols, originally developed as laboratory tests with single chemicals (e.g., pesticides), and further enhancing both the approaches and protocols for the assessment of contaminated lands. However, ecological relevance of some approaches remains unresolved. The authors discuss the main challenges for a coherent ecotoxicological assessment of soil ecosystems amid contaminated lands, and provide recommendations on how to integrate the effects of physical and chemical soil properties, the variations in the diversity of soil invertebrates, and the interactions among organisms of various trophic levels. The review examines new international approaches and test methods using examples from three continents (in particular research conducted in Brazil), and provides recommendations for improving ecological relevance of ecotoxicological investigations of contaminated lands.

Não existem informações sobre a diversidade de colêmbolos associados às florestas com Araucaria angustifolia (Bert.) O. Kuntze no Brasil. Este estudo teve o objetivo de avaliar o potencial da diversidade de famílias de colêmbolos como bioindicadores da qualidade do solo e para separar diferentes áreas com araucária, utilizando atributos químicos e microbiológicos do solo como variáveis explicativas. O estudo foi realizado em quatro áreas: 1. floresta nativa com predominância de araucária (NF); 2. reflorestamento de araucária (R); 3. reflorestamento de araucária submetido a incêndio acidental (RF); e 4. pastagem natural com araucárias nativas e ocorrência de incêndio acidental (NPF). Na captura dos organismos, utilizaram-se dez armadilhas, distribuídas ao acaso em cada área, nos mesmos pontos de coleta dos atributos químicos e microbiológicos do solo. O número de colêmbolos de cada família, extraído por armadilhas (abundância), o índice de diversidade de Shannon (H) e a riqueza de famílias foram submetidos à Análise de Variância (ANOVA). A abundância de cada família de Collembola foi submetida à Análise de Componentes Principais (ACP). Considerando as quatro áreas, foram identificadas oito famílias de colêmbolos (Brachystomellidae, Entomobryidae, Hypogastruridae, Isotomidae, Katiannidae, Paronellidae, Sminthuridae e Tomoceridae). A diversidade de famílias de colêmbolos foi maior nas áreas NF e R, em comparação com as áreas RF e NPF. Os atributos químicos e microbiológicos do solo foram eficientes como variáveis explicativas, pois auxiliaram na interpretação das modificações das famílias de colêmbolos. A ACP mostrou que a identificação ao nível de família de Collembola é suficiente para separar as áreas estudadas, além de indicar quais foram as famílias de colêmbolos mais associadas a cada área, o que possibilita sua utilização como bioindicadores de intervenções antrópicas, bem como da qualidade do solo.

There is no information about the diversity of springtails associated with Araucaria angustifolia (Bert.) O. Kuntze forests in Brazil. This study was carried out to evaluate the potential of springtail family diversity as a soil quality indicator and to separate different Araucaria areas, using soil chemical and microbiological attributes as explanatory variables. The study was conducted in four areas of: 1. native forest with predominance of Araucaria (NF); 2. Araucaria reforestation (R); 3. Araucaria reforestation burnt by an accidental fire (RF); and 4. native grass pasture with native Araucaria and burnt by an intense accidental fire (NPF). In the capture of the organisms, ten Araucaria trees were randomly selected and pitfall traps were distributed around the selected Araucaria trees, at the same sampling points as for soil chemical and microbiological attributes. The number of springtails of each family extracted per trap (abundance), Shannon's diversity index (H) and family richness in the different areas were evaluated by analysis of variance (ANOVA). The abundance of springtails of each family was analyzed by Principal Components Analysis (PCA). Eight springtail families (Brachystomellidae, Entomobryidae, Hypogastruridae, Isotomidae, Katiannidae, Paronellidae, Sminthuridae and Tomoceridae) were identified in the four areas. The diversity of springtail families was always higher in the NF and R areas, in comparison with RF and NPF. The soil chemical and microbiological attributes were effective as explanatory variables, and useful in the interpretation of modifications occurring in springtail families. The PCA showed that the identification at the family level for Collembola was sufficient to separate the four studied areas, and also indicated which springtail families were most associated with each area. This variable can therefore be considered an indicator of soil quality and anthropogenic disturbance in these forests.