Dokument:
Die Feinwurzelsysteme von vier
tropischen Nutzbäumen, ihre Nährstoffaufnahme und ihre
Interaktionen in einer agroforstlichen
Mischkultur in Zentral-Amazonien
| Titel: | Die Feinwurzelsysteme von vier tropischen Nutzbäumen, ihre Nährstoffaufnahme und ihre Interaktionen in einer agroforstlichen Mischkultur in Zentral-Amazonien | |||||||
| URL für Lesezeichen: | https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=2173 | |||||||
| URN (NBN): | urn:nbn:de:hbz:061-20020628-000173-9 | |||||||
| Kollektion: | Dissertationen | |||||||
| Sprache: | Deutsch | |||||||
| Dokumententyp: | Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation | |||||||
| Medientyp: | Text | |||||||
| Autor: | Emmerich, Susanne [Autor] | |||||||
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| Beitragende: | Prof. Dr. Lösch, Rainer [Gutachter] Prof. Dr. Alfermann, August-Wilhelm [Gutachter] Prof. Dr. Lieberei, Reinhard [Gutachter] | |||||||
| Stichwörter: | Bactris gasipaes, Theobroma grandiflorum,Bixa orellana, Bertholletia excelsa, Baumwurzeln, Agroforestry,Netztaschen, Nährstoffaufnahme, Landwirtschaft in den Tropen,MischkulturBactris gasipaes, Theobroma grandiflorum, Bixa orellana, Bertholletiaexcelsa, tree roots, Agroforestry, ingrowth bags, nutrient uptake,agriculture in the tropics, polyculture | |||||||
| Dewey Dezimal-Klassifikation: | 500 Naturwissenschaften und Mathematik » 570 Biowissenschaften; Biologie | |||||||
| Beschreibungen: | Unter den Klima- und Bodenbedingungen in Zentral-Amazonien können
gerodete Flächen nur wenige Jahre landwirtschaftlich genutzt werden.
Wichtig ist daher die Entwicklung und Optimierung landwirtschaftlicher
Pflanzsysteme, die eine nachhaltige Bewirtschaftung der Böden
ermöglichen. Dadurch wird der Nutzungsdruck auf bislang noch
unberührten Regenwald gemindert. Agroforstliche Mischkultursysteme
bestehend aus verschiedenen Nutzbäumen und krautigen Nutzpflanzen
sind unter den Bedingungen der feuchten Tropen besser geeignet für
die Aufrechterhaltung der Bodenfruchtbarkeit als Agrarsysteme mit
ausschließlich annuellen Nutzpflanzen.
In einem agroforstlichen Mischkultursystem in Zentral-Amazonien wurden
Untersuchungen an Wurzeln und Wurzelsystemen von vier tropischen
Nutzbäumen durchgeführt, 4-6 Jahre nach Ausbringung der
Pflanzen im Feld. Die vier Baumarten Bactris gasipaes (Pfirsichpalme,
pupunha), Bertholletia excelsa (Paranuss, castanha do Brasil), Theobroma
grandiflorum (Großblütiger Kakao, cupuaçu) und Bixa
orellana (Orleansbaum, urucum) sind in Amazonien beheimatetet und
für die Bauern der Region von wirtschaftlicher Bedeutung. Im
Pflanzsystem wurden zu verschiedenen Zeiten Bohrkerne in den Transekten
zwischen den Bäumen entnommen und die oberflächennahen
Grobwurzeln kartiert. Dadurch ließen sich die Wurzelbiomassen bzw.
die Wurzellängendichten der Baumarten, deren räumliche und
zeitliche Verteilung im Pflanzsystem und die Interaktionen der
Wurzelsysteme ermitteln. Mit lokalen Nährstoffangeboten in
Netztaschen (N, P, Mg) wurden die morphologische Plastizität der
vier Arten und ihre Nährstofflimitierung in der Mischkultur
experimentell untersucht. Für die meisten Nährstoffe (NO3-,
PO42-, SO42-, K, Mg, Ca, Fe) wurden unter nachgestellten Feldbedingungen
die Aufnahmeraten der Wurzeln aus Nährlösung z.T. bei
verschiedenen Konzentrationsstufen bestimmt. Die größte Wurzelbiomasse pro Baum bildet Bactris gasipaes, gefolgt von Bertholletia excelsa. Diese durchwurzelt jedoch ein weit größeres Bodenvolumen und erreicht eine sehr hohe Gesamtwurzellänge. Die Wurzelsysteme von Bixa orellana und Theobroma grandiflorum sind oberflächennah, das von Bactris gasipaes extrem oberflächennah ausgebildet, während sich Bertholletia excelsa auch tiefere Bodenschichten erschließt. Das Bixa orellana-Wurzelsystem wird durch Theobroma grandiflorum ausgegrenzt. Die Wurzelsysteme der Bactris gasipaes-Pflanzreihe überlappen mit der Hälfte der Wurzelsysteme der Nachbarbäume Theobroma grandiflorum und Bertholletia excelsa und konkurrieren um den im Stammbereich der Nachbarbäume ausgebrachten Dünger. Bertholletia excelsa profitiert durch die große Reichweite seines Wurzelsystems von der Düngung im Stammbereich der anderen Bäume und sollte mit seinem tiefer reichenden Wurzelsystem in der Lage sein Aus den Ergebnissen der Wurzeluntersuchungen lassen sich Empfehlungen für das Management der agroforstlichen Mischkultur ableiten. Zur Verminderung des Stickstoffverlustes durch Auswaschung und um die Verfügbarkeit für die dikotylen Baumarten zu erhöhen, empfiehlt sich eine Aufsplittung der Stickstoffdüngung in mehr als zwei Düngeereignisse im Jahr mit einer möglichst großflächigen Verteilung des Düngers. Auf eine Stickstoffdüngung von Bertholletia excelsa sollte verzichtet werden. Zur Vermeidung von Konkurrenz sollten Bertholletia excelsa und Theobroma grandiflorum möglichst außerhalb des bis an den Stamm grenzenden Bactris gasipaes-Wurzelsystems gedüngt werden. Der große Pflanzabstand zwischen Bertholletia excelsa und Theobroma grandiflorum kann reduziert werden oder alternativ annuelle oder semi-perennierende Nutzpflanzen ins Pflanzsystem eingebracht werden, um die Wurzellängendichte im Boden zu erhöhen. Extended deforestation of virgin rain forest in Central Amazon is mainly the result of clear cuttings for agricultural purposes. Under the climatic and soil conditions, these cleared areas can be used only for a few years. Development and optimising of agro-ecological production systems, which allow a sustainable land use, will reduce deforestation of virgin rain forest. Agroforestry systems with a mixture of useful trees and herbaceous crops are more suitable for maintaining the soil fertility than systems composed of annual crops only. Roots and root systems of 4 tropical useful trees were investigated in an agroforestry system in Manaus, Brazil: Bactris gasipaes (Peach palm, pupunha), Bertholletia excelsa (Brazil nut, castanha do Brasil), Theobroma grandiflorum (large-flowered Cacao, cupuaçu) and Bixa orellana (Orlean tree, urucum). Root biomass, root length density, root distribution, and root interactions were investigated by taking drill cores along transects and mapping of coarse roots. Root diameter, specific root length, and specific root area were determined. Morphological root plasticity of the species and nutrient limitation in the agroforestry system were examined with ingrowth bags containing soil enriched in specific nutrients (N, P, Mg). Nutrient uptake rates in hydroponic culture of soil grown plants were measured for anions (NO3-, PO42-, SO42-) and cations (K, Mg, Ca, Fe). Bactris gasipaes reached the highest root biomass per tree. In up to 50% of the area in the plant system Bactris gasipaes-roots were the dominating component of the total root biomass, overlapping root systems of neighbouring trees and competing with its neighbouring trees for applied fertilizer. 81 % of the roots were located in the upper 10 cm of the soil. The Bertholletia excelsa-root system explored the major part of the plant system soil, with a total length of up to 145 km per plant. Probably a large amount of Bertholletia excelsa-fine roots were located below the investigated soil depth of 40 cm. Obviously Bertholletia excelsa is able to recycle a part of the shifted nutrients through roots in greater depth. Theobroma grandiflorum and Bixa orellana had shallow root systems. The Theobroma grandiflorum-root system restricted the root growth of Bixa orellana. Bixa orellana explored nutrient enriched soil patches very efficiently with a high root length density and very fine roots. For the dicot species Recommendations for the management of the agroforestry system can be drawn from the results of the root investigations. A nitrogen-fertilization more often than twice a year, with an application on an area as large as possible, is recommended to minimize the risk of nutrient losses by leaching, and to increase the nutrient availability for the trees. Nitrogen fertilizer should not be applied in the stem area of Bertholletia excelsa excelsa to avoid the risk of fertilizer losses by leaching. To avoid competition with Bactris gasipaes, Bertholletia excelsa and Theobroma grandiflorum should be fertilized outside the Bactris gasipaes-root system, which reached up to the stem of its neighbouring trees. The actual large spacing between Theobroma grandiflorum and Bertholletia excelsa plants can be reduced. Alternatively, annual or semi-perennial plants can be planted in between the trees to increase the root length density in the depth. | |||||||
| Lizenz: |  Urheberrechtsschutz | |||||||
| Fachbereich / Einrichtung: | Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät » WE Biologie | |||||||
| Dokument erstellt am: | 28.06.2002 | |||||||
| Dateien geändert am: | 12.02.2007 | |||||||
| Promotionsantrag am: | 28.06.2002 | |||||||
| Datum der Promotion: | 28.06.2002 |
