Evaluación estacional del efecto de los nidos de Camponotus punctulatus sobre la biomasa y la actividad microbiana en una pastura subtropical de Argentina

Autores/as

  • Marina Gonzalez-Polo Centro de Estudios e Investigaciones, Universidad Nacional de Quilmes, Argentina
  • Patricia J. Folgarait Centro de Estudios e Investigaciones, Universidad Nacional de Quilmes, Argentina
  • Alicia Martínez Dpto de Biología, Fac. de Cs. Exactas y Nat., Univ. de Buenos Aires, Ciudad Universitaria, Argentina

Palabras clave:

hormigas, Setaria sphacelata, enzimas del suelo, descomposición, Noreste argentino

Resumen

Las hormigas son importantes fuentes de perturbación en el suelo al generar cambios físicos y químicos que pueden afectar a los microorganismos. Camponotus punctulatus, una hormiga nativa de Argentina, construye nidos de gran tamaño en situaciones de perturbación agrícola. Estos hormigueros presentan una mayor concentración de nutrientes en comparación con el suelo control. Determinamos si la alta concentración de nutrientes puede deberse a un aumento de la descomposición y mineralización, producto de la mayor abundancia y actividad de los microorganismos en el hormiguero. Además, documentamos las variaciones estacionales de la biomasa y actividad microbiana, con la hipótesis de mayor biomasa y actividad microbiana en las épocas del año con mayor temperatura y humedad. Colectamos seis muestras pareadas (en el hormiguero y afuera de éste) en cinco épocas diferentes a lo largo de un año, en una pastura de Setaria sphacelata en Corrientes, Argentina. En cada muestreo enterramos bolsas de descomposición (1 μm de poro) con Setaria sphacelata y retiramos las enterradas en el muestreo anterior. Se cuantificó la biomasa microbiana, la actividad microbiana (deshidrogenasa total y fúngica) y la actividad celulasa de las muestras de suelo, y la descomposición microbiana de las bolsas de descomposición. Un Análisis de Componentes Principales indicó que los hormigueros se caracterizaban por una menor actividad deshidrogenasa durante todas las épocas muestreadas en comparación con el suelo alejado de su influencia. Sin embargo, la descomposición fue significativamente más alta en el hormiguero en los períodos enero-abril y abril-julio. La comparación de la actividad deshidrogenasa total y la fúngica mostró que había una mayor proporción de actividad bacteriana en los hormigueros. La biomasa y la actividad de los microorganismos, así como la descomposición, variaron estacionalmente. El pico de actividad microbiana fue en enero, mientras que se registró mayor biomasa microbiana durante los meses de invierno. La descomposición se correlacionó positivamente con la actividad deshidrogenasa y celulasa, pero negativamente con la biomasa microbiana en ambos micrositios. Nuestros resultados sugieren que la biomasa microbiana refleja principalmente los microorganismos inactivos (ya que se correlacionó negativamente con la descomposición), mientras que la actividad deshidrogenasa se propone como un buen indicador del estado de los microorganismos del suelo. La mayor proporción de la actividad bacteriana en el hormiguero podría contribuir a explicar el aumento de los nutrientes en ese micrositio (entre otras posibilidades que se discuten); sin embargo, son necesarios más estudios al respecto.

Citas

ALEXANDER, DB. 1998. Bacteria and Archaea. Pp. 44-71 en: DM Sylvia; JJ Fuhrmann; PG Hartel & DA Zuberer (eds). Principles and applications of soil microbiology. Prentice Hall. Upper Saddle River.

AUSTIN, A & PM VITOUSEK. 2000. Precipitation, decomposition and litter decomposability of Metrosideros polymorpha in native forests on Hawai’i. J. Ecol. 88:129-138.

BARDGETT, RD; DK LEEMANS; R COOK & PJ HOBBS. 1997. Seasonality of the soil biota of grazed and ungrazed hill grasslands. Soil Biol. Biochem. 29:1285-1294.

BEARE, M; RW PARMELEE; PF HENDRIX; W CHENG; DC COLEMAN & DA CROSSLEY. 1992. Microbial and faunal interactions and effects on litter nitrogen and decomposition agroecosystems. Ecol. Monogr. 62:569-591.

BROWN, MJF & KG HUMAN. 1997. Effects of harvester ants on plant species distribution and abundance in a serpentine grassland. Oecologia 112:237-243.

BURNS, RG. 1978. Soil enzymes. Academic Press. Londres.

CARNEVALLI, R. 1994. Fitogeografía de la provincia de Corrientes, Argentina. Gobierno de la provincia de Corrientes-INTA. Corrientes.

COUTEAUX, MM; P BOTTER & B BREG. 1995. Litter decomposition, climate and litter quality. Trends Ecol. Evol. 10:63-66.

CULVER, DC & AJ BEATTIE. 1983. Effects of ant mounds on soil chemistry and vegetation patterns in a Colorado montane meadow. Ecology 64:485-492.

CZERWINSKI, Z; H JAKUBCZYK & J PETAL. 1969. The in-fluence of ants of the genus Myrmica on the physico-chemical and microbiological properties os soil within the compass of anthills in the Strzeleckie meadows. Polish Journal of Soil Science 2:51-58.

CZERWINSKI, Z; H JAKUBCZYK & J PETAL. 1971. Influence of anthills on the meadow soils. Pedobiologia 1:277-285.

DALAL, RC. 1998. Soil microbial biomass - what do the numbers really mean? Aust. J. Exp. Agr. 36:649-665.

DANIEL, WW. 1990. Applied nonparametric statistics. 2da edn. PWS-Kent. Boston.

DAUBER, J & V WOLTERS. 2000. Microbial activity and functional diversity in the mounds of three different ant species. Soil Biol. Biochem. 32:93-99.

DILLY, O & JC MUNCH. 1996. Microbial biomass content, basal respiration and enzyme activities during the course of decomposition leaf litter in a black alder (Alnus glutinosa (L) Gaertn.) forest. Soil Biol. Biochem. 28:1073-1081.

ELDRIGE, DJ. 1993. Effects of ants on sandy soils in semi-arid Eastern Australia: local distribution of nest entrance and their effects on infiltration of water. Aust. J. Soil Res. 31:509-518.

ERIKSSON, KEL; RA BLANCHETTE & P ANDER. 1990. Biodegradation of cellulose. Pp. 89-180 en: KEL Eriksson; RA Blanchette & P Ander (eds). Microbial and enzymatic degradation of wood and wood components. Springer-Verlag. Nueva York.

FIORETTO, A; S PAPA; G SORRENTINO & A FUGGI. 2001. Decomposition of Cistus incanus leaf litter in a Mediterranean maquis ecosystem: mass loss, microbial enzyme activity and nutrient changes. Soil Biol. Biochem. 33:311-321.

FOLGARAIT, PJ. 1998. Ant biodiversity and its relationship to ecosystem functioning: a review. Biodiv. Conserv. 7:1221-1244.

FOLGARAIT, PJ; S PERELMAN; N GOROSITO; R PIZZIO & J FERNÁNDEZ. 2002. Effects of Camponotus punctulatus ants on plant community composition and soil properties across land-use histories. Plant Ecol. 163:1-13.

FRANKENBERGER, WT & WA DICK. 1983. Relationships between enzyme activities and microbial growth and activity indices in soil. Soil Sci. Soc. Am. J. 47:945-951.

GHOLZ, HL; DA WEDIN; SM SMITHERMAN; ME HARMON & WL PARTONS. 2000. Long-term dynamics of pine and hardwood litter in contrasting environments: toward a global model of decomposition. Glob. Change Biol. 6:751-765.

GONZALEZ-POLO, M. 2001. Variación estacional de la comunidad microbiana y la descomposición vegetal de Setaria sphacelata en hormigueros de Camponotus punctulatus. Tesis de Licenciatura, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Universidad de Buenos Aires, Buenos Aires.

GRANT, RF & P ROCHETTE. 1994. Soil microbial respiration at different water potentials and temperature: theory and mathematical modeling. Soil Sci. Soc. Am. J. 58:1681-1690.

GUNADI, B; HA VERHOEF & JJM BEDAUX. 1998. Seasonal dynamics of decomposition of coniferous leaf litter in a forest plantation (Pinus merkusii) in Central Java, Indonesia. Soil Biol. Biochem. 30:845-852.

GUPTA, VVSR; MM ROPER; JA KIRKEGAARD & JF ANGUS. 1994. Changes in microbial biomass and organic matter levels during the first year of modified tillage and stubble management practices on a red earth. Aust. J. Soil Res. 32:1339- 1354.

INGHAM, RE; JA TROFYMOW; ER INGHAM & DC COLEMAN. 1985. Interactions of bacteria, fungi, and their nematode grazers: effects on nutrient cycling and plant growth. Ecol. Monogr. 55:119- 140.

JAKUBCZYK, H; Z CZERWINKI & J PETAL. 1972. Ants as agents of soil habitat changes. Ekol. Pol. 20:153- 161.

JENKINSON, DS & JN LADD. 1981. Microbial biomass in soil, measurement and turnover. Pp. 415-472 en: EA Paul & JN Ladd (eds). Soil biochemistry. Marcel Dekker. Nueva York.

JENKINSON, DS & DS POWLSON. 1976. The effects of biocidal treatments on metabolism in soil. Soil Biol. Biochem. 8:209-213.

JONES, CG; JH LAWTON & M SHACHAK. 1994. Organisms as ecosystem engineers. Oikos 69:373- 386.

KRISTIANSEN, SM & W AMELUNG. 2001. Abandoned anthills of Formica polyctena and soil heterogeneity in a temperate deciduos forest: morphology and organic matter composition. Eur. J. Soil Sci. 52:335-365.

LAVELLE, P; C GILOT; C FRAGOSO & B PASHANASI. 1994. Soil fauna and sustainable land use. Pp. 291-308 en: I Szabolcs & D Greenland (eds). Soil resilience and sustainable land use. CAB International. Wallingford.

LEVAN, MA & EL STONE. 1983. Soil modification by colonies of black meadow ants in a New York old field. Soil Sci. Soc. Am. J. 47:1192-1195.

LOBRY DE BRUYN, LA & AJ CONACHER. 1994. The bioturbation activity of ants in agriculture and naturally vegetated habitats in semi-arid environments. Aust. J. Soil Res. 32:555-570.

MCCUNE, B & JM MEFFORD. 1997. Multivariate analysis of ecological data. Version 3.0. MjM Software Desing. Gleneden Beach.

MCGINGLEY, MA; SS DHILLION & JC NEUMANN. 1994. Environmental heterogeneity and seedling establishment: ant-plant-microbe interactions. Ecology 8:607-615.

MEENTEMEYER, V. 1978. Macroclimate and lignin control of litter decomposition rates. Ecology 59:465-472.

NKEM, JN; LA LOBRY DE BRUYN; CD GRANT & NR HULUGALLE. 2000. The impact of ant bioturbation and foraging activities on surrounding soil properties. Pedobiologia 44:609-621.

ÖHLINGER, R. 1988. Dehydrogenase activity with substrate TTC. Pp. 241-243 en: F Schinner; R Öhlinger; E Kandeler & R Manrgesin (eds). Methods in soil biology. Springer. Berlin.

PARIS, CI. 2001. La biodiversidad de la mesofauna del suelo de los tacurúes y su rol en la descomposición de Setaria sphacelata. Tesis de Licenciatura, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Universidad de Buenos Aires, Buenos Aires.

PAUL, EA & LE CLARK. 1989. Soil microbiology and biochemistry. Academic Press. San Diego.

PEREGO, J. 1996. Guía de pasturas tropicales-subtropicales cultivadas para la provincia de Misiones. INTA Centro Regional Misiones-EEA Cerro Azul. Cerro Azul.

PURNELL, MF & NM HEIN. 1969. Los suelos de la Estación Experimental Agropecuaria de Mercedes, provincia de Corrientes. INTA. Concepción del Uruguay.

ROGERS, BF & RL TATE III. 2001. Temporal analysis of the soil microbial community along a toposequence in Pineland soils. Soil Biol. Biochem. 33:1389-1401.

SANTOS, PF; J PHILLIPS & WG WHITFORD. 1981. The role of mites and nematodes in early stages of buried litter decomposition in a desert. Ecology 62:664-669.

SCHNÜRER, J; M CLARHOLM & T ROSSWALL. 1985. Microbial biomass and activity in an agricultural soil with different organic matter contents. Soil Biol. Biochem. 17:611-618.

SHUIJIN, H & HC BRUGGEN. 1998. Efficiencies of chloroform fumigation in soil: effects of physiological states of bacterias. Soil Biol. Biochem. 30:1841-1844.

SPARLING, GP. 1997. Soil microbial biomass, activity and nutrient cycling as indicators of soil health. Pp. 97-119 en: C Pankhurtst; BM Doube & VVSR Gupta (eds). Biological indicators of soil health. CAB International. Oxon.

TOYOTA, K; K KITZ & IM YOUNG. 1996. Survival of bacterial and fungal populations following chloroform-fumigation: effects of soil matric potential and bulk density. Soil Biol. Biochem. 28:1545-1547.

VITOUSEK, PM; DR TURNER; WJ PARTON & RL SANFORD. 1994. Litter decomposition on the Mauna Loa matrix: patterns, mechanism, and models. Ecology 75:418-429.

VOSSBRINCK, CR; DC COLEMAN & TA WOOLLEY. 1979. Abiotic and biotic factors in litter decomposition in a semiarid grassland. Ecology 60:265-271.

WARDLE, DA. 1999. How soil food webs make plants grow. Trends Ecol. Evol. 14:418-420.

WAGNER, D; MJF BROWN & DM GORDON. 1997. Harvester ant nests, soil biota and soil chemistry. Oecologia 112:232-236.

Descargas

Publicado

2004-12-01

Cómo citar

Gonzalez-Polo, M., Folgarait, P. J., & Martínez, A. (2004). Evaluación estacional del efecto de los nidos de Camponotus punctulatus sobre la biomasa y la actividad microbiana en una pastura subtropical de Argentina. Ecología Austral, 14(2), 149–163. Recuperado a partir de https://ojs.ecologiaaustral.com.ar/index.php/Ecologia_Austral/article/view/1488

Número

Sección

Artículos