The effect of inoculation of an indigenous bacteria on the early growth of Acacia farnesiana in a degraded area

Abstract

Restoration of native vegetation and fuelwood production are important environmental pending goals for Mexico, where years of wrong management practices resulted in ecosystemic degradation and fuelwood scarcity. In degraded areas, native rhizobial strains are often undetectable, therefore, the restoration of natural vegetation associated with an effective nodulation of the leguminous trees is mostly appropriate. Sinorhizobium americanum is a native nitrogen-fixing bacteria isolated from nodules of the native Acacia species in the region. Acacia farnesiana is a multipurpose leguminous shrub from Mexican seasonally dry tropical forests (SDTF). In this study we analyzed the effect of inoculation with S. americanum on A. farnesiana growth in a greenhouse and in a very degraded area and compared with non-inoculated seedlings. In a greenhouse, we measured the biomass dry weight of different parts of the plant, using destructive sampling after 15, 20, 30, 45 and 120 days of growth. We also calculated the relative growth rate (RGR) and the resources allocation (root/shoot weight ratio and root length/root dry weight) of seedlings. In a degraded area we measured the seedling length and survival and calculated the RGR. In the greenhouse and in the degraded area, the inoculation positively affected the growth of seedlings. However in the greenhouse, the inoculation did not have effect on resource allocation patterns. Therefore, the inoculation with Sinorhizobium americanum could improve the A. farnesiana growth and the re-establishment of important plant-soil interactions in degraded areas, being a recommendable technique for land restoration and the improvement of fuelwood production.

Restauração da vegetação nativa e produção de lenha são importantes metas ambientais pendentes para o México, onde anos de práticas de manejo equivocadas provocaram degradação ecossistêmica e escassez de lenha. Nessas áreas degradadas, estirpes de rizóbio nativas são muitas vezes indetectáveis e, portanto, a restauração da vegetação natural, associada com uma nodulação efetiva das árvores leguminosas é mais adequada. Sinorhizobium americanum é uma bactéria fixadora de nitrogênio isolada de nódulos de espécies nativas de Acácias na região do experimento de campo. Acacia farnesiana é um arbusto leguminoso com múltiplos usos, nativo das florestas tropicais estacionalmente secas do México. Neste estudo, analisamos o efeito da inoculação com S. americanum sobre o crescimento de A. farnesiana em estufa em uma área muito degradada e comparamos com mudas sem inoculação. Na estufa, medimos o peso da biomassa seca das diferentes partes da planta, utilizando amostragem destrutiva após 15, 20, 30, 45 e 120 dias de crescimento. Também calculamos a taxa de crescimento relativo (TCR) e a alocação de recursos (peso seco da raiz / peso seco da parte aérea e comprimento de raiz / peso seco de raiz). Em uma área degradada, medimos o comprimento e a sobrevivência das mudas e calculamos a TCR. Tanto na estufa quanto na área degradada a inoculação aumentou o crescimento das mudas. No entanto, na estufa, a inoculação não teve nenhum efeito sobre os padrões de alocação de recursos. Portanto, a inoculação com Sinorhizobium americanum poderia melhorar o crescimento de A. farnesiana e o re-estabelecimento de interações importantes solo-planta em áreas degradadas, sendo uma técnica recomendável para a restauração e para aumentar a produção de lenha.