Genetic variation in Rhizophagus irregularis influences soil carbon fluxes in tropical soils under cassava (Manihot esculenta Crantz) cultivation

Abstract

Cerrar la brecha entre la producción de alimentos actual y la necesaria, mitigando al mismo tiempo las emisiones antropogénicas de carbono a la atmósfera, es una de las principales limitaciones para la agricultura sostenible. Los hongos micorrícicos arbusculares (AMF) actúan como estabilizadores de la estructura del suelo mediante la agregación física y química de este, encapsulando el carbono orgánico dentro de los agregados y protegiéndolo de la actividad microbiana. Aquí y en estudios de campo anteriores hemos observado diferencias muy grandes en el rendimiento de la yuca cuando se inocula con diversos aislados de Rhizophagus irregularis, lo que sugiere que la dinámica del carbono bajo el suelo podría ser impulsada en gran medida por el hongo. Llevamos a cabo un ensayo de campo en Colombia, Kenia y Tanzania para evaluar el efecto de diferentes aislados de Rhizophagus irregularis sobre la dinámica del carbono, la acumulación (agregación del suelo) y las emisiones a la atmósfera (respiración del suelo) en suelos bajo cultivos comerciales de yuca. Se tomaron muestras de suelo en la capa superior y en el subsuelo para determinar la fracción de tamaño de los agregados del suelo (en Colombia). La respiración del suelo se midió directamente en el campo mediante analizadores de gases infrarrojos (IRGA). Los resultados mostraron que la agregación y la respiración del suelo fueron significativamente afectadas por la simbiosis AMF-Yuca. El tamaño de las partículas aumentó de forma diferencial entre los distintos tratamientos. Se observó un aumento de los agregados de tamaño medio a 10 y 30 cm de profundidad y de los agregados de tamaño pequeño a 30 cm de profundidad. La respiración del suelo fue mayor en algunos tratamientos. Sin embargo, esto no se correlacionó con la agregación del suelo y depende de la ubicación del experimento. Estos resultados muestran el potencial del uso de AMF como una alternativa para reducir la emisión de carbono mediante el aumento del secuestro de carbono mientras se incrementa la producción de alimentos. (Texto tomado de la fuente)

Closing the gap between current and required food production, while mitigating anthropogenic carbon emissions to the atmosphere, is a major constraint to sustainable agriculture. Arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) act as stabilizers of soil structure through physical and chemical soil aggregation by encapsulating organic carbon within aggregates and protecting it from microbial activity. Here and in previous field studies we have observed very large differences in cassava yield when inoculated with diverse isolates of Rhizophagus irregularis, suggesting that carbon dynamics belowground could be greatly driven by the fungus. We carried out a field trials in Colombia, Kenya and Tanzania to evaluate the effect of different isolates of Rhizophagus irregularis on both carbon dynamics, accumulation (soil aggregation and carbon stocks) and emissions to the atmosphere (soil respiration) in soils under commercial cassava crops. Soil samples at topsoil and subsoil were taken to determine soil aggregate size fraction (in Colombia). Soil respiration was directly measured in the field by infrared gas analysers means. Results showed that soil aggregation and soil respiration were significantly affected by AMF-cassava symbiosis. Particle size increased differentially among different treatments. Increases in medium size aggregates at 10 and 30 cm depth and small size aggregates at 30 cm depth were observed. Soil respiration was found to be greater in some treatments. However, this was not correlated with soil aggregation and depends on experiment location. These results show the potential of using AMF as an alternative to reduce carbon emission by increasing Carbon sink while increasing food production.