Биологические показатели здоровья почвы чувствительны к регулированию затенения деревьями в молодой производственной системе какао (Theobroma cacao L.)
Biological soil health indicators are sensitive to shade tree management in a young cacao (Theobroma cacao L.) production system
Anna M. Visscher, Eduardo Somarriba Chávez, Carlos Caicedo, Leider Tinoco, Mirjam Pulleman
Аннотация (перевод)
Агролесоводческие системы какао могут давать важные преимущества, такие как сокращение выбросов парниковых газов, регуляция микроклимата и улучшение здоровья почвы. Выбор видов деревьев для агролесоводческих систем какао является критически важным шагом, влияющим на урожайность какао, а также на экологическую и экономическую устойчивость производственной системы. Однако влияние различных видов деревьев на почвенные процессы и функции изучено слабо. Мы оценили ряд показателей здоровья почвы в пятилетнем агролесоводческом эксперименте, расположенном в эквадорской Амазонии. Следующие варианты обработки: "контроль" (монокультура какао), "древесина" (какао с Cedrelinga cateniformis Ducke; бобовое дерево), "плодовые" (какао с Bactris gasipaes), "азотфиксация" (какао с Erythrina velutina Wild) и "смешанный" (какао с C. cateniformis + E. velutina) были повторены 3 раза в рандомизированных блоках. Эксперимент проводился по органической технологии с низким уровнем внесения внешних ресурсов. Мы отобрали образцы почвы, опада и листьев деревьев какао на двух разных расстояниях (~2 m и ~ 6 m) от теневого дерева. Были измерены биологические (потенциальное дыхание почвы, а также численность, богатство и разнообразие Шеннона макрофауны), химические (pH, CEC, общий C и N, макро- и микроэлементы и Cd) и физические (объемная плотность и влагоемкость) показатели здоровья почвы. Кроме того, мы проанализировали содержание питательных веществ и Cd в листьях и опаде какао. Результаты показали положительное влияние вариантов обработки "древесина" и "смешанный" на биологические показатели здоровья почвы, главным образом на численность дождевых червей и потенциальное дыхание, по сравнению с монокультурой какао. Влияние вариантов обработки на потенциальное дыхание продемонстрировало различные тенденции в опаде и в почве, что указывает на то, что влияние теневых деревьев на дыхание опада не переносится напрямую на дыхание почвы. Физические и химические показатели почвы, включая доступный Cd, который не имеет значения в контексте нормативов безопасности пищевых продуктов, не выявили никаких различий между вариантами обработки. Через пять лет после закладки опыта достоверных различий в урожайности между контролем и любым из вариантов с теневыми деревьями обнаружено не было.
Оригинальная аннотация
Cacao agroforestry systems can offer important benefits, such as greenhouse gas mitigation, microclimate regulation and improved soil health. The selection of tree species for cacao agroforestry systems is a critical step impacting cacao yields, as well as the environmental and economic sustainability of the production system. However, the effects of different tree species on soil processes and functions have been poorly studied. We assessed a series of soil health indicators in a five-year-old agroforestry trial located in the Ecuadorian Amazon. The following treatments: "control" (cacao monoculture), "timber" (cacao with Cedrelinga cateniformis Ducke; a leguminous tree), "fruit" (cacao with Bactris gasipaes), "N-fix" (cacao with Erythrina velutina Wild) and "mixed" (cacao with C. cateniformis + E. velutina) were replicated 3 times in randomized blocks. The experiment was managed organically with low levels of external inputs. We collected soil, litter and leaf samples of cacao trees at two different distances (~2 m and ~ 6 m) from the shade tree. Biological (potential soil respiration, and macrofauna abundance, richness and Shannon diversity), chemical (pH, CEC, total C and N, macro and micronutrients and Cd), and physical (bulk density and water holding capacity) soil health indicators were measured. Additionally, we analysed nutrients and Cd in cacao leaves and litter. Results showed positive effects of the "timber" and "mixed" treatments on biological soil health indicators, primarily earthworm abundance and potential respiration, as compared to cacao monocultures. Treatment effects on potential respiration showed different trends in litter versus soil, indicating that effects of shade trees on litter respiration do not transfer directly to soil respiration. Physical and chemical soil indicators, including available Cd which is irrelevant in the context of food safety regulations, did not show any differences among the treatments. Five years after establishment, no significant differences in yields were found among the control and any of the shade tree treatments.
Идентификаторы
Canonical: https://research.holos.house/w/a62e1c25-9fb8-4f8e-9528-a8337c54091d
DOI: 10.60692/jna5c-pv350