Влияние затеняющих деревьев на прилегающую ризосферу какао в молодой диверсифицированной агролесоводческой системе
Impacts of Shade Trees on the Adjacent Cacao Rhizosphere in a Young Diversified Agroforestry System
Jennifer E. Schmidt, Alana Firl, Hamran Hamran, Nur Insana Imaniar, Taylor M. Crow, Samantha J. Forbes
Аннотация (перевод)
Агролесоводческие системы какао открывают возможности для диверсификации источников дохода фермеров, увеличения биоразнообразия, связывания углерода и предоставления других важных экосистемных услуг. Однако на сегодняшний день в исследованиях основное внимание уделялось результатам интеграции затеняющих деревьев в масштабах поля и системы, а потенциальное воздействие на ризосферу соседних деревьев какао охарактеризовано не полностью. Взаимодействия на границе корень — почва тесно связаны со здоровьем и продуктивностью растений, поэтому важно понимать, как различные виды затеняющих деревьев могут влиять на плодородие почвы и микробные сообщества в ризосфере какао. Мы оценили влияние присутствия и видовой принадлежности соседних затеняющих деревьев на урожайность какао и физические, химические и биологические компоненты ризосферы какао в недавно созданной диверсифицированной агролесоводческой системе в Южном Сулавеси, Индонезия. Пошаговая регрессия выявила неожиданное и сильное влияние микробного разнообразия и состава сообщества на урожайность какао и уровень поражения плодов. Присутствие соседних затеняющих деревьев привело к увеличению содержания азота, фосфора и pH в ризосфере соседних деревьев какао без потерь урожая. В более долгосрочной перспективе такое повышение плодородия почвы в ризосфере, вероятно, повысит продуктивность какао и сформирует микробные сообщества, поскольку регрессионные модели показали, что именно азот и фосфор являются важными предикторами урожайности какао, а также разнообразия и состава микробиома. Однако ни присутствие, ни видовая принадлежность затеняющих деревьев напрямую не влияли на микробное разнообразие, состав сообществ или закономерности снижения сходства с расстоянием в масштабе поля на этом раннем этапе формирования. Эти результаты подчеркивают локально-специфические преимущества затеняющих деревьев в данном агроэкологическом контексте и указывают на ризосферу как на ключевое звено в косвенном влиянии затеняющих деревьев на здоровье и продуктивность какао в диверсифицированных системах.
Оригинальная аннотация
Cacao agroforestry systems offer the potential to diversify farmer income sources, enhance biodiversity, sequester carbon, and deliver other important ecosystem services. To date, however, studies have emphasized field- and system-scale outcomes of shade tree integration, and potential impacts on the rhizosphere of adjacent cacao trees have not been fully characterized. Interactions at the root–soil interface are closely linked to plant health and productivity, making it important to understand how diverse shade tree species may affect soil fertility and microbial communities in the cacao rhizosphere. We assessed the impacts of neighboring shade tree presence and identity on cacao yields and physical, chemical, and biological components of the cacao rhizosphere in a recently established diversified agroforestry system in South Sulawesi, Indonesia. Stepwise regression revealed surprising and strong impacts of microbial diversity and community composition on cacao yields and pod infection rates. The presence of neighboring shade trees increased nitrogen, phosphorus, and pH in the rhizosphere of nearby cacao trees without yield losses. Over a longer time horizon, these increases in rhizosphere soil fertility will likely increase cacao productivity and shape microbial communities, as regression models showed nitrogen and phosphorus in particular to be important predictors of cacao yields and microbiome diversity and composition. However, neither presence nor identity of shade trees directly affected microbial diversity, community composition, or field-scale distance-decay relationships at this early stage of establishment. These results highlight locally specific benefits of shade trees in this agroecological context and emphasize the rhizosphere as a key link in indirect impacts of shade trees on cacao health and productivity in diversified systems.
Идентификаторы
Canonical: https://research.holos.house/w/f2876c53-164f-4a7f-94bf-a41b462319be
DOI: 10.3390/agronomy12010195