Litter mixture effects on tropical tree seedling growth – a greenhouse experiment

Abstract

Decomposing litter provides critical nutrients for plants, particularly in nutrient-poor ecosystems such as tropical forests. We hypothesised that decomposing litter improves the performance of a variety of tropical tree seedlings, and that this litter effect varies depending on the species of litter present in litter mixtures. We addressed these hypotheses with a large pot experiment manipulating a range of different litter mixtures of contrasting quality and using seedlings of four tree species from the Amazonian forest of French Guiana. In contrast to our initial hypothesis, decomposing litter had either neutral or negative impacts on seedling growth, despite strongly different growth rates, biomass allocation patterns and leaf and root traits among tree species. Tree species varied in their responses to litter additions, which were further modified by species identity of the added litter. Our data show litter species-specific effects on growth, biomass allocation and leaf and root traits of tropical tree seedlings. These results suggest that a net nutrient release from decomposing litter does not necessarily improve tree seedling growth, even under nutrient-limiting conditions. In conclusion, litter layer composition may affect seedling establishment and recruitment success beyond litter-derived plant nutrient availability, which may contribute to tree species composition and dynamics in the studied tropical forest.

Major litterfall manipulation affects seedling growth and nutrient status in one of two species in a lowland forest in Panama

“…In Borneo, Brearley et al (2003) found that mixing leaf litter into pots of soil improved the growth of seedlings from three species of dipterocarp tree, and that this positive response was associated with increased nutrient availability to seedlings. In contrast, in French Guiana Coq et al (2012) found neutral and even negative effects of adding litter to pots of soil on the growth of seedlings from four species of tree. The authors proposed toxic effects of litter and enhancement of fungal pathogens amongst possible explanations for the lack of a positive effect of litter on seedling growth.…”

Species‐specific root proliferation of tree seedlings in tropical litter: do nutrients matter?

“…During seedling establishment in forests, early root growth and proliferation often occur in the litter layer. Few studies have investigated whether and how such processes are affected by litter type, in terms of litter species identity and decomposition stage (Coq et al , Lopez‐Iglesias et al , Bonanomi et al ). In this study, we combine litter characterization by proximate analyses, a widely used technique for compositional analysis of C pools (i.e.…”

O efeito da transposição na decomposição de folhas de diferentes espécies arbóreas entre a Floresta Ombrófila Densa de Terras Baixas e Montana do litoral norte do Estado de São Paulo

“…(ii) De acordo com a hipótese do Home Field Advantage, a interação entre a qualidade de uma serapilheira local e a sua comunidade decompositora provoca a especialização dos organismos do solo que passam a decompor um material vegetal produzido localmente, ao qual estão mais bem adaptados, com maior rapidez em relação a um material externo (GHOLZ et al, 2000;COQ et al, 2012). Dessa forma, devido a ocorrência do HFA, espera-se que a decomposição das espécies vegetais nos seus locais de origem seja maior do que a decomposição de espécies externas introduzidas a partir de outro ambiente, bem como espera-se que a decomposição das espécies vegetais seja maior nos seus locais de origem quando comparada a decomposição destas mesmas espécies em um local externo.…”

“…A hipótese do Home Field Advantage define que uma serapilheira será decomposta mais rapidamente na área de influência das espécies vegetais de onde deriva (home) do que sob a influência de outras espécies, sugerindo uma possível adaptação entre plantasdecompositores que resulta em uma maior eficiência na decomposição do material vegetal (GHOLZ et al, 2000;AYRES et al, 2009;MILCU;MANNING, 2011;COQ et al, 2012;GABRIEL-PEREZ et al, 2013;WANG et al, 2013). Sabe-se que esta adaptação ocorre através de interações relacionadas ao momento em que os decompositores necessitam acessar os compostos energéticos e nutrientes contidos na serapilheira adjacente, uma vez que este material consiste na principal fonte de recursos para a biota do solo, que precisa estar apta a degrada-lo (WARDLE; BONNER; NICHOLSON, 1997;NEGRETE-YANKELEVICH et al, 2008;TOWSEND et al, 2008;AYRES et al, 2009;COQ et al, 2011COQ et al, , 2012 No entanto, os mecanismos pelos quais este processo ocorre permanecem elusivos, devido à complexidade e multiplicidade de fatores espaciais e temporais que podem influenciar nas interações de afinidade entre organismos e a serapilheira (AUSTIN et al, 2014;CHOMEL et al, 2015). (CHAPIN III et al, 2002;RAHMAN et al, 2014).…”

“…Em linhas gerais, esta hipótese assume que a decomposição de uma determinada planta ocorrerá de forma mais rápida no seu local de origem quando comparada a decomposição desta mesma planta caso ela esteja em um local diferente de onde foi produzida, devido a interação entre a qualidade do material vegetal e os decompositores locais. Além disso, a decomposição de um material vegetal local será mais rápida do que a decomposição de um material vegetal externo introduzido a partir de um diferente ambiente, o que representa uma vantagem adaptativa local na decomposição sobre demais espécies vegetais externas (GHOLZ et al, 2000;AYRES et al, 2009;COQ et al, 2012;AUSTIN et al, 2014). Os mecanismos pelos quais o HFA ocorre consistem no fato de plantas apresentarem uma ampla variação interespecífica e intraespecífica na composição química de suas folhas, que representam a principal fonte de alimento para os organismos do solo.…”