Effects of defoliation on growth characteristics and N, P, K content in an alder/maize agroforestry system

Abstract

The effects of defoliation on the growth characteristics and N, P, K content of potted alder (Alnus acuminata) and companion maize (Zea mays) grown outdoors in sole and mixed cropping were examined. Alnus seedlings were subjected to 0, 25, 50 and 75% repeated artificial defoliation. Defoliation reduced the height and diameter, and stem, leaf, root and nodule biomass in Alnus. Alnus showed higher, albeit mostly not significant (P > 0.05), growth performance in mixed culture than in sole culture. However, the biomass of Alnus nodules was significantly lower in mixed compared to sole culture. Defoliation increased Alnus leaf N, P, K and nodule P and K concentrations, but decreased nodule N concentration and also significantly reduced both leaf and nodule total N, P, K content. In contrast, defoliation of Alnus increased the height, biomass and total N, P, K content in companion maize crop. The most severe defoliation treatment (75%) increased maize height by 57%, total biomass by 209%, and shoot total N, P, K by 209%, 238% and 208%, respectively compared to maize grown in association with non-defoliated trees. However, maize grown in sole culture showed significantly higher height, biomass and total shoot N, P, K content than did maize intercropped with Alnus. Results of this study indicate that defoliation of Alnus may not only influence the performance of the species, but it may also have significant effects on the performance of associated plants with important bearing in nutrient cycling in agroforestry.

Key words: Alnus acuminata, companion crops, herbivory, nodulation, nutrient cycling

RÉSUMÉ

Les effets de la défoliation sur les caractéristiques de croissance et les contenues en N, P, K de l'aulne d'appartement (Alnus acuminata) et le compagnon de maïs (Zea mays) plantés dehors en monoculture et culture croisée étaient examinés. Les semis d'Alnus étaient sujets a 0, 25, 50 et 75% de défoliation artificielle répétée. La défoliation a réduit la hauteur et le diamètre, et la biomasse de tige, de feuille, de racine et de nodule en Alnus. L'Alnus a montré bien que principalement non significatif (P<0,05), la performance de croissance en culture croisée élevée qu'en monoculture. Cependant, la biomasse de nodules d'Alnus était significativement basse en culture croisée comparée à la monoculture. La défoliation a augmenté le N, P, K de feuille d'Alnus et les concentrations en P et K de nodule, mais a réduit la concentration en N du nodule et a aussi significativement réduit le contenu total en N, P, K de la feuille et du nodule. En contre parti, la défoliation d'Alnus a augmenté la hauteur, la biomasse et le contenu total en N, P, K dans le compagnon de plante de maïs. Le traitement le plus sévère de défoliation (75%) a augmenté la hauteur de 57%, la biomasse totale de 209%, et le N, P, K total de rejeton de 209%, 238% et 208%, respectivement comparé à l'association de plante de maïs avec des arbres non défoliés. Cependant, le maïs planté en monoculture a montré une hauteur significativement élevée, une biomasse et un contenu total en N, P, K de rejeton que le maïs en culture croisée avec l'Alnus. Les résultants de cette étude indiquent que la défoliation d'Alnus peut non seulement influencer la performance des espèces, mais il peut aussi avoir des effets significatifs sur la performance des plantes associées avec de contenant important en substance en cycle en agroforesterie.

Mots clés: Alnus acuminata, plantes compagnon, herbivore, nodulation, substance en cycle

African Crop Science Journal Vol.12(4) 2004: 369-381