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Tese de Doutorado
DOI
https://doi.org/10.11606/T.18.2021.tde-28012022-153209
Documento
Autor
Nome completo
Bruna Nayara Cardoso Silva
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Carlos, 2021
Orientador
Banca examinadora
Corbi, Juliano Jose (Presidente)
Carlos, Viviane Moschini
Jacobucci, Giuliano Buzá
Lustri, Wilton Rogerio
Rocha, Odete
Título em português
Macroinvertebrados aquáticos como bioindicadores do impacto do cultivo de cana-de-açúcar no Estado de São Paulo: estrutura da comunidade e toxicidade dos sedimentos
Palavras-chave em português
Chironomus sancticaroli
Atividade agrícola
Biomonitoramento
Métricas comunitárias
Teste de gerações
Uso e ocupação do solo
Resumo em português
Diversos estudos têm mostrado que os insumos utilizados na agricultura intensiva, como pesticidas e fertilizantes, podem causar modificações na estrutura de comunidades de macroinvertebrados aquáticos e no ciclo de vida de diferentes espécies. Diante disso, o presente trabalho tem como objetivos avaliar impactos da atividade canavieira na estrutura, diversidade taxonômica e funcional da comunidade de macroinvertebrados aquáticos e a toxicidade dos sedimentos de córregos na espécie Chironomus sancticaroli. Para isso, foram realizadas três coletas de sedimento, em quatro córregos em área de cultivo de cana-de-açúcar e quatro em áreas de mata, localizados na região de São Carlos (SP). As amostras da comunidade de macroinvertebrados foram coletadas com uma rede em D, pelo método de varredura, triadas em laboratório e identificadas com estereoscópios. Foram realizados testes de toxicidade aguda, crônica e de gerações. A matéria orgânica e a concentração de metais foram quantificadas para todos os córregos e amostragens realizadas. Dada a elevada concentração de matéria orgânica nos sedimentos dos córregos em áreas ocupadas por cana-de-açúcar, foi realizado um teste crônico de longa duração, em que a matéria orgânica foi eliminada das amostras de sedimento dos córregos. As variáveis-resposta avaliadas foram mortalidade, comprimento das larvas, tamanho das asas, fecundidade potencial, emergência de adultos, machos e fêmeas. Os resultados obtidos evidenciaram que os cultivos de cana-de-açúcar resultaram em maiores concentrações de matéria orgânica e de metais no sedimento dos córregos inseridos nesta matriz agrícola. Estas alterações tiveram impactos negativos sobre a estrutura da comunidade de macroinvertebrados aquáticos, acarretando menor riqueza de espécies nos córregos dessas áreas e nos grupos funcionais, particularmente do grupo funcional dos fragmentadores, e o aumento dos coletores. Nos testes de toxicidade aguda, a sobrevivência de C. sancticaroli foi significativamente afetada pelo sedimento de áreas de cana-de-açúcar, ao passo que em exposições mais prolongadas (10 dias) não houve diferença nessa variável-resposta. No teste de gerações, o comprimento das larvas foi afetado pelo sedimento da cana-de-açúcar apenas nas gerações P e F1. Para o comprimento da asa das fêmeas e a fecundidade potencial, houve alterações nos ensaios a partir da geração F2, em larvas expostas aos sedimentos de áreas de cultivo de cana-de-açúcar. Quanto aos experimentos de remoção de matéria orgânica em ensaios crônicos de longa duração, os resultados mostraram que a retirada da matéria orgânica causou reduções na sobrevivência, no comprimento das larvas e na emergência de adultos de C. sancticaroli. Com isso, ressalta a importância de integrar as ferramentas da estrutura da comunidade de macroinvertebrados aquáticos com as ferramentas de testes ecotoxicológicos, de modo a fornecer informações complementares sobre a toxicidade dos sedimentos da cana-de-açúcar.
Título em inglês
Aquatic macroinvertebrates as bioindicators of the impact of sugarcane cultivation in the State of São Paulo: community structure and sediment toxicity
Palavras-chave em inglês
Chironomus sancticaroli
Agricultural activity
Biomonitoring
Community metrics
Generational test
Land use and occupation
Resumo em inglês
Several studies have shown that agricultural products, such as pesticides and fertilizers, are harmful and can cause changes in the aquatic macroinvertebrate community structure and the life cycle of some species of Chironomus. Therefore, this study aimed to evaluate the impacts of sugarcane cultivation in the structure, the taxonomic diversity and functional of aquatic macroinvertebrate community and toxicity of streams sediments in the Chironomus sancticaroli species. Three sediment collections were carried out in four streams in a sugarcane cultivation area and four in forest areas, located in municipalities in the region of São Carlos (SP). Macroinvertebrate community samples were collected with the aid of a D-shaped net, by the scanning method, selected and identified in the laboratory with the aid of stereomicroscope. Acute, chronic and generational toxicity tests were performed. Organic matter and metals concentration were quantified for all streams and samples performed. Given the high concentration of organic matter in stream sediments in areas occupied by sugarcane, a long-term chronic test was carried out, in which organic matter was eliminated from stream sediment samples. The evaluated response variables were mortality, larvae length, wing size, potential fecundity, adult emergence, males and females. The results obtained showed that sugarcane resulted in higher concentrations of organic matter and metals in the sediment of streams inserted in this agricultural matrix. These changes had negative impacts on the structure aquatic macroinvertebrate community, resulting in lower species richness in the streams in these areas and in the functional groups, particularly the functional group of the shredders, and the increase of the collectors. In acute toxicity tests, the survival of C. sancticaroli was significantly affected by sediment of sugarcane, whereas in longer exposures (10 days) there were no differences in this response variable. In the generation test, the length of the larvae was affected by sediments of sugarcane only in the P and F1 generations. For female wing length and potential fecundity, there were changes in the tests from the F2 generation onwards, in larvae exposed to sediments from sugarcane cultivation areas. As for the experiments of removal of organic matter in long-term chronic trials, the results showed that the removal of organic matter caused reductions in survival, length of larvae and emergence of adults of C. sancticaroli. This highlights the importance of integrating the tools of the structure aquatic macroinvertebrate community with the tools of ecotoxicological tests, in order to provide complementary information on the toxicity of sugarcane sediments.
 
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Data de Publicação
2022-02-10
 
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