MODIFICATION OF ROOT DENSITY IN POT EXPERIMENTS WITH TWO TROPICAL EARTHWORM SPECIES

Acta Zoológica Mexicana (n.s.) Número Especial 2: 241-259 (2010)

MODIFICATION OF ROOT DENSITY IN POT EXPERIMENTS WITH TWO TROPICAL EARTHWORM SPECIES

George G. Brown, André Kretzschmar & José C. Patrón

ABSTRACT

Three greenhouse experiments were performed to assess the role of two common tropical geophagous endogeic earthworm species, Pontoscolex corethrurus and Polypheretima elongata, on root density of several plant species in two soil types, a clayey Andosol and a sandy Alfisol, from Veracruz, Mexico. The equivalent of about 12 kg dry soil were placed into 20 l plastic pots and 3-14 individuals were inoculated to pots planted with common beans (Phaseolus vulgaris), Brachiaria decumbens pasture grass under four P fertilization regimes (0, 1.6, 8.4 and 10 kg P ha-1) and maize (Zea mays) with or without surface residues. Pots received only one species of earthworms (either P. corethrurus or P. elongata). At harvest, the pots were cut in half and a transparent plastic sheet (overheads) used to draw root and earthworm structures (burrows, casts) in vertical and horizontal (every 5 cm) planes. The drawings were scanned, binarized and submitted to image analysis techniques to determine the density of roots, casts and burrows. Root density was generally higher and there was a trend for more even distribution of roots in the soil, both horizontally and vertically, in the presence of earthworms. Nevertheless, few relationships were observed between root density and shoot biomass or the density of earthworm casts and burrows. A more diffuse (less aggregated) root distribution due to earthworms may aid plants in resistance to stress, although the induced changes in the root system may not necessarily lead to greater yields.

RESUMEN

Se realizaron tres experimentos de invernadero para evaluar el efecto de dos lombrices de tierra geófagas comunes en los trópicos, Pontoscolex corethrurus y Polypheretima elongata, sobre la densidad de raíces de diversas plantas, en dos suelos, un Andosol arcilloso y un Alfisol arenoso, ambos del estado de Veracruz, México. Se colocaron 12 kg de suelo (peso seco equivalente) en cubetas de plástico de 20 l y se añadieron 3-14 lombrices en cubetas sembradas con frijoles (Phaseolus vulgaris), Brachiaria decumbens (pasto) bajo cuatro regimenes de fertilización fosfatada (0, 1.6, 8.4 y 10 kg P ha-1) o maíz (Zea mays) con o sin residuos superficiales. Cada cubeta recibió apenas una especie de lombriz (P. corethrurus o P. elongata). En la cosecha, se cortaron las cubetas a la mitad y se dibujaron las estructuras de lombrices de tierra (galerias, turrículos) y las raíces en los planos vertical y horizontal (a cada 5 cm). Los dibujos fueron escaneados, binarizados y sometidos a análisis de imágenes para determinar la densidad de raíces, turrículos y galerías. En presencia de lombrices, la densidad de raíces fue generalmente mayor y hubo una tendencia de una distribución mas homogénea en el suelo, tanto en los planos vertical como horizontal. Sin embargo, se encontraron pocas correlaciones entre la densidad de las raíces y la biomasa aérea o la densidad de estructuras de lombrices. Una distribución mas difusa (menos agregada) de las raíces debido a la actividad de las lombrices podría ayudar a las plantas aumentando su resistencia al estrés, pero los cambios en el sistema radicular no se reflejarán necesariamente en mejores cosechas.