Edaphic variables conditioning the habitat of oribatid mites in Luvic Phaeozems under forest plantations (Buenos Aires, Argentina)

Abstract

The soil is a complex three-dimensional habitat and any changes in its structure and porosity are likely to affect the type and abundance of soil biota. Oribatid mites play an important role in the decomposition and mineralization of soil organic matter and their abundance depends on diverse soil parameters, including soil texture, organic matter content, pH, moisture, and the pore system. The aim of the present work is to analyze some of the edaphic variables that condition the habitat of oribatid mites in Luvic Phaeozems under Pinus radiata (site P) and Eucalyptus globulus (site E) plantations, in the Southeast of Buenos Aires, Argentina. Bulk density, penetration resistance, pH, moisture, pore system parameters, and oribatid abundance and species composition were analyzed. Site E had a greater total porosity than site P. The high tortuosity of the pores in both sites generates a complex habitat architecture for the development of oribatid mites. In both sites, oribatids of 70-400 μm in size predominated and were more abundant in site E. A positive correlation between the abundance of oribatids and the pore size in both sites was observed. In site E this correlation was lower for 70-600 µm (R = 0.13) or negative for 70-400 µm (R = -0.78). Therefore, the oribatid abundance could be explained by a greater complexity of the structure of the organic horizon, lower bulk density and lower penetration resistance. These conditions favor the mineralization of organic matter, and therefore food availability. On the other hand, in site P, oribatid abundance is mainly influenced by the porous system, which conditions the access to food, competition between organisms and refuge from predators. Two new species were registered for Argentina: Mesotritia elegantula and Acrogalumna longipluma.

https://doi.org/10.3232/SJSS.2020.V10.N1.01
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References

Alvarez MF, Osterrieth M, Bernava Laborde V y Montti L. 2008. Estabilidad morfología y rugosidad de agregados de Argiudoles típicos sometidos a distintos usos: su rol como indicadores de calidad física de suelos, Buenos Aires, Argentina. C. Suelo. 26(2): 115-129.

Alvarez MF, Osterrieth M and del Río JL. 2011. Organic matter fractionation in aggregates typical Argiudolls southeastern Buenos Aires and its relation to different soil uses. A preliminary study Environmental Earth Sciences. 65(2): 505-515.

Alvarez MF, Osterrieth M y Cooper M. 2013. Cambios de porosidad inducidos por la actividad hortícola en Argiudoles típicos de agroecosistemas del sudeste bonaerense y su relación con el hábitat de la mesofauna. Un estudio preliminar. Resúmenes III Congreso de Ecología y Biología de Suelos. Río Cuarto, Córdoba 39p.

Alvarez MF, Osterrieth M and Cooper M. 2018. Changes in the porosity induced by tillage in typical Argiudolls of southeastern Buenos Aires Province, Argentina and its relationship with the living space of the mesofauna: a preliminary study. Environmental Earth Science. 77-134.

Anderson JM. 1975. Diversity and trophic relationship of some soil animals in decomposing leaf litter. Journal of Animal Ecology. 44(2): 475-495.

Anderson JM. 1988. Spatiotemporal effects of invertebrates on soil processes. Bio.l Fertil. Soils. 6: 216-227.

Balogh J & Balogh P. 1988. Oribatid mites of the Neotropical Region I. Elsevier Science Publishing Amsterdam.

Balogh J & Balogh P. 1990. Oribatid mites of the Neotropical Region I. Elsevier Science Publishing Amsterdam.

Balogh J & Balogh P. 1992. The oribatid mite genera of the Word. Hungarian Natural History Museum Budapest.

Bardgett RD. 2002. Causes and consequences of biological diversity in soil. Zoology. 105: 367-374.

Bedano JC, Cantú MP and Doucet ME. 2008. Influence of three different land management practices on soil mite (Arachnida: Acari) densities in relation to a natural soil. Applied Soil Ecology. 32: 293-304.

Bedano JC, Arolfo R y Domínguez A. 2008. La mesofauna edáfica como indicadora de la degradación del suelo. Resúmenes XXI Congreso Argentino de la Ciencia del Suelo.

Behan-Pelletier VM. 1999. Oribatid mite biodiversity in agroecosystems: role for bioindication. Agriculture Ecosystem and Enviroment. 74: 411-423.

Bernava Laborde V, Narciso EN, Alvarez MF, Martínez PA. 2013. Evaluación de calidad de suelos a través de mesofauna y estabilidad estructural en huertas agroecológicas y convencionales del sudeste bonaerense. Resúmenes III Congreso de Ecología y Biología de Suelos. Río Cuarto, Córdoba. 17p.

Blake GR & Hartge KH. 1986. Bulk density. In: Klute A (Ed). Methods of Soil Analysis. Part 1. Physical and Mineralogical Methods. 2nd ed. American Society of Agronomy. Madison, WI. pp 363-375.

Borrelli NL. 2001. Minerales, biominerales y su relación con las propiedades físico-químicas de Argiudoles Típicos afectados por prácticas agrícolas en Laguna de Los Padres, Buenos Aires. Tesis de grado. FCEyN. Universidad Nacional de Mar del Plata.

Bosch-Serra AD, Yagüe R, Poch RM, Molnera M, Junyent B and Boixadera J. 2017. Aggregate strength in calcareous soil fertilized with pig slurries. European Journal of Soil Science. 68: 449-461.

Bouma J, Jongerius A, Boersma O, Jager A and Schoonderbeek D. 1977. The function of different types of macropores during saturated flow through four swelling soil horizons. Soil Sci. Soc. Am. J. 41: 945-950.

Bradford JM. 1986. Penetrability.In: Klute A (Ed). Methods of Soil Analysis. Part 1. Physical and Mineralogical Methods. 2nd ed. American Society of Agronomy, Madison. WI pp. 463-478.

Busscher WJ, Bauer PJ, Camp CR and Sojka RE. 1997. Correction of cone index for soil water content differences in a coastal plain soil. Soil Tillage Research. 43: 205-217.

Delgado S, Alliaume F, García Préchac, F and Hernández J. 2006. Efecto de las plantaciones de Eucalyptus sp. sobre el recurso suelo en Uruguay. Agrociencia. 10: 95-107.

Downes BJ, Lake PS, Schreiber ESG and Glaister A. 1998. Habitat structure and regulation of local species diversity in a stony upland stream. Ecological Monographs. 68: 237-257.

Ducarme XD, Andre HM, Wauthy G and Lebrun P. 2004. Are there real endogeic species in temperate forest mites?. Pedobiologia. 48:139-147.

Duhour A, Costa C, Momo F, Falco L and Malacalza L. 2009. Response of earthworm communities to soil disturbance: Fractal dimension of soil and species’ rank-abundance curves. Appl. Soil Ecol. 43: 83-88.

Elliott ET, Anderson RV, Coleman DC and Cole CV. 1980. Habitable Pore Space and Microbial Trophic Interactions. Oikos. 35(3): 327-335.

Estrade JR, Anger C, Bertrand M and Richard G. 2010. Tillage and soil ecology: partners for sustainable agriculture. Soil Tillage Res. 111: 33-40.

Fenn ME, Huntington TG, McLaughlin SB, Eagar C, Gomez A and Cook RB. 2006. Status of soil acidification in North. America Journal of Forest Sciences. 52: 3-13.

Frank D and Finckh M. 1997. Impactos de las plantaciones de pino oregon sobre la vegetación y el suelo en la zona centro-sur de Chile. Revista Chilena de Historia Natural. 70: 191-211.

Fredes NA. 2013. Mesofauna de talares bonaerenses Aspectos sistemáticos ecológicos y efecto de la fragmentación y uso del hábitat. Tesis Doctoral, FCEyN-Universidad Nacional de Mar del Plata, Buenos Aires, Argentina.

Gaitán JJ, Penón, EA y Costa MC. 2007. Distribución de raíces finas de Eucalyptus globulus ssp Maidenii y su relación con algunas propiedades del suelo Ciência Florestal 15 33-41

Hansen RA and Coleman DC. 1998. Litter complexity and composition are determinants of the diversity and species composition of oribatid mites (Acari: Oribatida) in litterbags. Applied Soil Ecology. 9: 17-23.

Hansen RA. 2000. Effects of habitat complexity and composition on a diverse litter microarthropod assemblage. Ecology. 81: 1120-1132.

Hassink J, Boijwman LA, Zwart KB and Bruwsaard L. 1993. Relationships between habitable pore space soil biota and mineralization rates in grassland soils. Geoderma. 57:105-128.

Iglesias J, Galantini J y Santiago L. 2007. Cambios en la distribución y orientación de diferentes tamaños de poros. Sistemas productivos del S y SO bonaerense. Revista Técnica de Siembra Directa. 24-27.

INTA-EEA Rafaela. 1989. Degradación de los suelos por intensificación de la agricultura. Report of the Workshop organized by CONICET. 185 pp.

Jégou D, Schrader S, Diestel H and Cluzeau D. 2001. Morphological physical and biochemical characteristics of burrow walls formed by earthworms. Applied Soil Ecology. 17: 165-174.

Jobbágy EG, Vasallo M, Farley KA, Piñeiro G, Garbulsky MF, Nosetto MD,

Jackson RB y Paruelo JM. 2006. Forestación en pastizales: hacia una visión integral de sus oportunidades y costos ecológicos Agrociencia. 10: 109-124.

Kampichler C and Hauser M. 1993. Roughness of soil pore surface and its effect on available habitat space of microarthropods. Geoderma. 56: 223-232.

Kampichler C. 1999. Fractal concepts in studies of fauna. Geoderma. 88: 283-300.

Kay BD and VandenBygaart AJ. 2002. Conservation tillage and depth stratification of porosity and soil organic matter. Soil. Till. Res. 66: 107-118.

Kladivko EJ. 2001. Tillage systems and soil ecology. Soil Tillage Res. 61:

-76.

Lal R. 1991. Soil structure and sustainability. J. Sustain. Agric. I. 67-92.

Lamas M y Moreno G. 2000. Densidad del suelo. En: Conti M. (Ed). Principios de Edafología. 2ª ed. Editorial Facultad de Agronomía, Buenos Aires, Argentina. 446pp.

Langmaack M, Schrader S, Rapp-Bernhardt U and Kotzke K. 2002. Soil structure rehabilitation of arable soil degraded by compaction. Geoderma. 105:141-152.

Levy E, Fredes NA y Alvarez MF. 2015. Estudio preliminar de la fauna edáfica bajo dos coberturas forestales en Argiudoles típicos del sudeste bonaerense. Resúmenes IV Congreso de Ecología y Biología de Suelos. Esquel, Chubut. 51p.

Levy E, Fredes NA y Alvarez MF. 2017. Estudio de la distribución vertical de oribátidos edáficos (Acari:Oribatida) bajo forestaciones de pino y eucalipto. Resúmenes V Congreso de Ecología y Biología de Suelos. Luján.

Levy E. 2017. Distribución vertical de ácaros oribátidos edáficos bajo diferentes coberturas forestales en Argiudoles típicos del sudeste bonaerense. Tesis de grado FCEyN. Universidad Nacional de Mar del Plata.

MacNally R and Horrocks G. 2007. Inducing whole-assemblage change by experimental manipulation of habitat structure. Journal of Animal Ecology. 76: 643-650.

Martínez P, Osterrieth M, Fernández C, Casasola A y Bernava V. 1999. Pérdida de Diversidad de mesofauna en suelos (Argiudoles típicos) afectados por prácticas hortícolas en el sudeste de Buenos Aires, Argentina. XIV Congreso Latinoamericano de la Ciencia del Suelo, Pucón, Chile. CD-ROM: 4pp.

Martinez GA. 2001. La influencia de un paisaje heredado sobre el escurrimiento superficial en la Región Pampeana. En: Teruggi L. (Ed.). Workshop Manejo Integral de Cuencas Hidrográficas y Planificación Territorial Necochea, Buenos Aires. 47-55.

Montti LF. 2002. Efecto de las plantaciones de pinos y eucaliptus sobre las propiedades morfológicas físicas y químicas de los Argiudoles típicos en Sierra de los Padres BsAs. Tesis de grado. Universidad Nacional de Mar del Plata. 56pp.

Morse DR, Lawton JH, Dodson MM and Williamson MH. 1985. Fractal dimension of vegetation and the distribution of arthropod body lengths. Nature. 314: 731-733.

Murphy CP. 1986. Thin section preparation of soils and sediments. Rothamsted, AB. Academic Publishers. 149p.

Nielsen UN, Osler GHR, van der Wal R, Campbell CD and Burslem DF. 2008. Soil pore volume and the abundance of soils mites in two contrasting habitats. Soil Biology and Biochemeistry. 40:1538-1541.

Norton RA and Palmer SC. 1991. The distribution mechanisms and evolutionary significance of parthenogenesis in oribatid mites. In: Schuster R and Murphy PW (Eds.). The Acari-Reproduction development and life-history strategies. Chapman and Hall, London-New York: 107-136.

Noti MI, Andre HM and Dufrene M. 1996. Soil oribatid mite communities (Acari: Oribatida) from high Shaba (Zgire) in relation to vegetation. Applied Soil Ecology. 5: 81-96.

Oades J. 1993. The role of biology in the formation stabilization and degradation of soil structure Geoderma. 56: 377-400.

O’Brien ND, Attiwill PM and Weston CJ. 2003. Stability of soil organic

matter in Eucalyptus regnans forests and Pinus radiata plantations in south eastern Australia. Forest Ecology and Management. 185: 249-261.

Osterrieth ML and Cionchi JL. 1985. Estratigrafía del Cuaternario de Laguna de Los Padres, Provincia de Buenos Aires. 1st Jornadas Geológicas Bonaerenses. 41pp.

Osterrieth M, Fernandez C, Bilat Y, Martinez P y Martinez G. 1995. Interacción entre parámetros bióticos y abióticos en Argiudoles afectados por prácticas agrícolas en Laguna de los Padres, Buenos Aires. Resúmenes XV Cong. Arg. de la Ciencia del Suelo. 60-61.

Osterrieth M, Fernández C, Bilat Y, Martínez P, Martínez G y Trassens M. 1998. Geoecología de Argiudoles típicos afectados por prácticas hortícolas en la Llanura Pampeana Buenos Aires, Argentina. Resúmenes XVI Congreso Mundial de la Ciencia del Suelo. Montpellier, Francia. SIMP. 32 CD: 1-8.

Pande YD and Berthet P. 1975. Observations on the vertical distribution of soil Oribatei in a woodland soil. Transactions of the Royal Entomological Society of London. 127: 259-275.

Paruelo JM, Guerschman JP, Piñeiro G, Jobbagy EG, Verón SR, Baldi G y Baeza S. 2006. Cambios en el uso de la tierra en Argentina y Uruguay: marcos conceptuales para su análisis. Agrociencia. 10. 47-61.

Poch RM. 2005. Micromorfometría. En: Loaiza JC, Stoops G. Poch RM y Casamitjana M. (Eds). Manual de Micromorfología de suelos y técnicas complementarias. Fondo Editorial Pascual Bravo Medellín. Colombia. 384p.

Porta J, López-Acevedo M y Roquero C. 1999. Edafología Para la agricultura y el medio ambiente. Ed. Mundi-Prensa. España. 849 pp.

Poore MED y Fries C. 1987. Efectos ecológicos de los eucaliptos. FAO.

Rasband WS. 2014. ImageJ. 1997-2012: Bethesda. USA. US National Institutes of Health, retrieved October, 2018. from http://imagej.net/index.html.

Scampini E, Osterrieth M y Martinez P. 2000. Relación entre propiedades físico-químicas y mesofauna asociada de una bordura en Argiudoles de la Llanura Pampeana. Neotropica. 44(111-112): 3-12.

Schlatter JE y Otero L. 1995. Efecto de Pinus radiata sobre las características químico-nutritivas del suelo mineral superficial. Bosque. 16: 29-46.

Socarrás A. 2013. Mesofauna edáfica: indicador biológico de la calidad del suelo. Pastos y Forrajes. 6(1): 5-13.

Southwood TRE. 1980. Ecological Methods. 2nded. Chapman & Hall, New York. 524 pp.

Vreeken-Bruijs MJ, Hassink J and Brussaard L. 1998. Relationships of soil microarthropod biomass with organic matter and pore size distribution in soils under different land use. Soil Biol. and Bioch. 30: 97-106.

Vogel HJ. 2008. QuantIm4 Library for scientific image processing. Version 4. 01β.2010.2008: Helmhotz Germany UFZ – Helmholtz Center for Environmental Research. 49p.

World Reference Base for Soil Resources. 2015. International Soil Classification System for Naming Soils and Creating Legends for Soil Maps (Food and Agriculture Organization, Rome, 2015).

Young IM and Ritz K. 2000. Tillage habitat space and function of soil microbes. Soil Till. Res. 53: 201-213.