INFLUENCIA DE LA HERBIVORÍA Y LA APERTURA DE CLAROS SOBRE EL CRECIMIENTO TOTAL DE Brosimum alicastrum (Moraceae) / Influence of herbivory and gap-openness on whole-plant growth of Brosimum alicastrum (Moraceae)

RESUMEN El crecimiento compensatorio y las defensas vegetales son respuestas para lidiar con la herbivoría y la luz. El estudio de la influencia de los componentes morfo-fisiológicos, de la asignación de biomasa y de la defensa vegetal podría arrojar información que ayude a entender estas respuestas. Se evaluaron los efectos de la herbivoría y la apertura de claros sobre el crecimiento, los componentes morfo-fisiológicos, la asignación de biomasa y las defensas químicas y físicas en plántulas de Brosimum alicastrum en una selva mediana subcaducifolia. Se utilizó un diseño anidado con sitios de sotobosque y claros (n = 3 en cada uno) y dentro de ellos plántulas sometidas a tres tratamientos de herbivoría: control (n = 10), simulada (n = 10) y natural (n = 10). Se registró a lo largo de seis meses la influencia de la herbivoría sobre el crecimiento (biomasa, área foliar, altura, diámetro y producción de hojas), la producción de fenoles y la dureza foliar. Se halló un crecimiento compensatorio (todas las variables de crecimiento) con la herbivoría natural, subcompensatorio (biomasa, altura y diámetro) con la simulada, y sobrecompensatorio (producción de hojas) con la herbivoría natural sólo en claros. Los componentes morfológicos como el cociente del área foliar (LAR) y el área foliar específica (SLA) fueron mayores bajo claros y el fisiológico, como la tasa de asimilación neta (NAR), en sotobosque. La proporción de biomasa en sotobosque fue mayor hacia hojas y tallos y en claros más alta hacia raíces. La herbivoría fue mayor en claros y los fenoles foliares en sotobosque. No se encontró una relación (compromiso) entre las defensas y el crecimiento, sólo una tendencia negativa con los fenoles bajo condiciones limitantes de recursos, como ocurre en el sotobosque.

ABSTRACT Compensatory plant growth and plant defense are responses to deal with herbivory and light availability. The research focused on compensatory growth responses explained through the influence of morphological and physiological components of plant growth, allocation mass, and plant defense could clarify such process. We studied the effects of herbivory and gap-openness on compensatory growth responses, morphological and physiological components, allocation mass, and chemical defenses in seedlings of Brosimum alicastrum in a subhumid tropical forest. We used a nested design with understory and gap-openness site (n = 3 each) within each replicated site seedling belong to three herbivory treatments (n = 10 each): control, simulated, and natural; and along six months we studied the influence of leaf herbivory on plant growth (mass, leaf area, height, diameter, and leaf production) and production of phenols and leaf toughness. We recorded compensatory growth responses (all plant growth variables) with natural herbivory, subcompensatory (mass, height, and diameter) with simulated and, overcompensatory (leaf production) with natural herbivory although only under gap-openness. We found a higher leaf area ratio (LAR) and specific leaf area (SLA) (both morphological components) under gap-openness and high values of net assimilation rate (NAR) on understory. The mass proportion was highest in leaves and stems on the understory and higher in roots under gap-openness. Leafherbivory was highest under gap-openness while the phenols of the leaves on understory. We did not find a relationship (trade-off) between defense with plant growth, but it was possible to underline a negative pattern of the leaf phenols under limiting resources environment such as understory.

Establishment of Mimosa biuncifera (Fabaceae) inoculated with arbuscular mycorrhizal fungi in greenhouse and field drought conditions / Establecimiento de Mimosa biuncifera (Fabaceae) inoculada con hongos micorrízicos arbusculares en invernadero y campo, en condiciones de sequía

AbstractMexico is dominated by arid or semi-arid ecosystems, predominantly characterized as xeric shrublands. These areas are frequently deteriorated due to agriculture or over-grazing by livestock (sheep and goats). The vegetation type mainly consists of thorny plant species, and among these, the dominant one in overgrazed areas is catclaw (Mimosa biuncifera). This is a nurse plant that facilitates establishment of other vegetation and promotes plant succession. Catclaw plants form a mutualistic association with arbuscular mycorrhizal fungi (AMF), which improves uptake of nutrients and water. The objective of this study was to determine the effect of inoculating catclaw plants with native AMF and starting their growth under a low water availability treatment in a greenhouse, and later transplanting them to field conditions of drought and deterioration. Field plants were evaluated according to their survivorship and growth. The seeds of catclaw plants and soil with AMF spores were collected in the Mezquital Valley of Hidalgo State, in Central Mexico. Seedlings were grown in individual pots in a greenhouse. The experimental design consisted of two levels of pot irrigation, wet (W) and dry (D), as well as the presence (M+) or absence (M-) of AMF inoculum, with 20 replicates for each treatment. The following plant parameters were recorded every week: height, number of leaves and pinnae, and mean diameter of coverage. After 20 weeks in the greenhouse, determination was made of fresh and dry biomass, relative growth rate (RGR), root/shoot ratio, real evapotranspiration (RET), water-use efficiency (WUE), and percentage of mycorrhizal colonization. The remaining plants growing under the dry treatment (M+ and M-) were then transplanted to a semi-arid locality in the Mezquital Valley. During one year, monthly records were kept of their height, number of leaves, mean diameter of coverage and survival. Results showed that compared to greenhouse plants under other treatments, those under the wet mycorrhizal (WM+) treatment were taller, had more pinnae, and were characterized by greater coverage, faster RGR, and greater fresh and dry biomass. Moreover, inoculated plants (WM+ and DM+) showed higher WUE than those uninoculated (WM- and DM-, respectively). After one year in field conditions, there was a higher survival rate for previously inoculated versus uninoculated plants. Hence, mycorrhization of M. biuncifera with native AMF inoculum increased plant efficiency in biomass production, thus favoring establishment and survival in field conditions. We concluded that inoculation of catclaw plants is recommendable for revegetation programs in deteriorated semi-arid zones. Rev. Biol. Trop. 64 (2): 791-803. Epub 2016 June 01.

ResumenMás de la mitad del territorio mexicano está dominado por ecosistemas áridos y semiáridos. El principal tipo de vegetación de estos ambientes son matorrales xerófilos y normalmente están deteriorados por agricultura y sobrepastoreo de ovejas y cabras inducido por la actividad humana. Las plantas espinosas dominan en estas zonas, como el gatuño (Mimosa biuncifera Benth., Fabaceae), que es una planta nodriza que promueve la sucesión vegetal. Las plantas de gatuño forman junto con hongos micorrizógenos arbusculares (HMA), una asociación mutualista llamada micorriza arbuscular que mejora la captación vegetal de nutrimentos y agua. El objetivo de este trabajo fue determinar el efecto de la inoculación con HMA nativos en plantas de gatuño, para evaluar su crecimiento y establecimiento bajo un tratamiento de baja disponibilidad hídrica, tanto en condiciones de invernadero como de campo. Para esto, se recolectaron semillas de Mimosa biuncifera y suelo con esporas de HMA en el Valle del Mezquital, estado de Hidalgo, en el Centro de México. Las plántulas fueron cultivadas en macetas individuales en condiciones de invernadero bajo un diseño experimental que consistió en dos tratamientos de riego de las macetas, húmedo (W) y seco (D), y dos tratamientos de inoculación: con y sin inóculo de HMA (M+, M-). Cada tratamiento tuvo 20 repeticiones. Semanalmente se registró altura, diámetro medio de la cobertura y número de hojas y pinnas de las plantas. Después de 20 semanas, se determinaron biomasa húmeda y seca, tasa relativa de crecimiento (TRC), proporción raíz vástago, evapotranspiración real, eficiencia en el uso del agua (WUE) y porcentaje de colonización micorrícica. Posteriormente, los individuos del tratamiento seco (M+ y M-) fueron trasplantados a una localidad semiárida en el Valle del Mezquital, donde la altura, número de hojas y supervivencia fueron registrados mensualmente durante un año. Los resultados muestran que las plantas en el tratamiento húmedo y micorrizado (WM+) tuvieron una mayor altura, cobertura vegetal, biomasa húmeda y seca, TRC y más pinnas que las plantas de los otros tratamientos; también los tratamientos micorrizados (WM+ y DM+) tuvieron mayor WUE que la plantas sin inóculo (M-). En condiciones de campo, después de un año, la supervivencia de las plantas M+ fue mayor que en los testigos. Se concluyó que la micorrización de M. biuncifera con inóculo nativo incrementa su eficiencia en la producción de biomasa y favorece el establecimiento y supervivencia en condiciones de campo. Finalmente, se recomienda la inoculación de plantas de gatuño con HMA en programas de revegetación de zonas semiáridas deterioradas.

Evaluación del establecimiento de ryegrass (Lolium sp.) en potreros de kikuyo (Pennisetum clandestinum) usando la metodología de cero labranza / Evaluation of ryegrass (Lolium sp.) establishment in kikuyu grass (Pennisetum clandestinum ) paddocks using zero tillage / Avaliação do estabelecimento de ryegrass (Lolium sp.) em piquetes de quicuio (Pennisetum clandestinum) utilizando a metodologia de zero labrança

La siembra de ryegrass puede estar limitada por la carencia de maquinaria en las explotaciones ganaderas. El objetivo de este estudio fue evaluar el establecimiento de tres genotipos de ryegrass (Lolium sp.) -anual diploide, anual tetraploide, e híbrido tetraploide- en pasturas de kikuyo (Pennisetum clandestinum) con siembra basada en cero labranza. La primera evaluación agronómica del ryegrass se hizo 60 dias luego de la siembra y luego cada 35 días, hasta el cuarto pastoreo. Para el análisis de la información se empleó un modelo lineal mixto con genotipo del forraje, topografía, y número de corte como efectos fijos. El efecto aleatorio fue finca. La biomasa y el porcentaje de establecimiento fueron mejores en la zona alta (terreno plano) (p<0,05) del potrero en los tres genotipos evaluados. La biomasa del ryegrass anual diploide fue superior en la zona alta y de ladera (p<0,05). Relación hoja/tallo, altura, longitud, y ancho de la última hoja completamente elongada presentaron diferencia estadística significativa (p<0,05) entre los diferentes cortes y en todos los genotipos, evidenciando que el crecimiento del pasto aumenta con el número de cortes, siempre y cuando se haga un manejo racional del pastoreo. Los resultados de este trabajo permiten concluir que la mayor adaptación del ryegrass diploide impacta positivamente la biomasa producida con cero labranza y en asociación con kikuyo.

Ryegrass seeding may be limited by the lack of farming machinery. The aim of this study was to evaluate the establishment of three ryegrass (Lolium sp.) genotypes (annual diploid, annual tetraploid, and hybrid tetraploid) in kikuyu grass pastures (Pennisetum clandestinum) with seeding based on zero tillage. The first agronomic evaluation of ryegrass was conducted 60 days after seeding and then every 35 days until the fourth grazing. For data analysis we used a linear mixed model with grass genotype, topography, and number of cuts as fixed effects. The random effect was the farm. Biomass and establishment percentage were better in the high area (flat terrain) for the three genotypes (p<0.05). Biomass of annual diploid ryegrass was higher in the high and slope area (p<0.05). The leaf/stem ratio, height, length, and width of the last and fully elongated leaf were statistically significant (p<0.05) between the different cuts for all genotypes, showing that grass growth increases with the number of cuts when rational grazing management is provided. The results of this study support the conclusion that greater adaptation of diploid ryegrass associated with Kikuyu grass positively impacts biomass production under zero tillage.

A cultura do ryegrass pode ver-se limitada pela carência de maquinaria agrícola nas empresas criadouros de gado. O objetivo deste trabalho foi avaliar o estabelecimento de três genótipos de ryegrass (Lolium sp.) -anual diploide, anual tetraploide e hibrido tetraploide- em piquetes estabelecidos previamente com quicuio (Pennisetum clandestinum), sob uma metodologia de cultivo baseado em zero labrança. A primeira medição agronômica nos piquetes semeados com o ryegrass realizou-se aos 60 dias de cultivo e após cada 35 dias, ate a quarta vez que o piquete foi pastejado. Para a analise da informação empregou-se um modelo lineal misto, no qual os efeitos fixos foram: o genótipo do ryegrass, a topografia e o numero de corte e o efeito aleatório foi à fazenda. Nos três genótipos avaliados, a biomase e a porcentagem de estabelecimento mostraram um melhor comportamento na zona alta (piquete plano) (p<0,05). A biomase foi superior no ryegrass anual diploide na zona alta e de ladeira (p<0,05). A relação folha/talho, a altura, a longitude e o comprimento da ultima folha completamente estendida, apresentaram diferencia significativa (p<0,05) entre as diferentes safras e em todos os genótipos, demonstrando assim que o crescimento do ryegrass aumenta com o numero de cortes, sempre e quando se realize um manejo racional de pastejo. Os resultados obtidos no presente trabalho permitem concluir que a maior adaptação do ryegrass diploide é uma característica que impacta positivamente a biomase produzida sob a metodologia de cultura avaliada, em associação com o pasto quicuio.