The effects of a possible soil nitrogen gradient on Mimosa pigra root nodule density and black bean plant growth, December 2016

Alternative Title

Los efectos de una posible gradiente de nitrógeno de suelo en la densidad de nódulos de raíz de Mimosa pigra y en el crecimiento de frijoles negros.

Creator

Ronnie E. Appleseed

Files

Publication Date

December 2016

Abstract

Cattle produce feces that contain organic nitrogen. The farm at the University of Georgia (UGA) station in San Luis, Monteverde is built on a sloping hill with nitrogen producing cattle present on the top and absent at the bottom. The legume Mimosa pigra has a mutualistic relationship with nitrogen fixing Rhizobia bacteria and is found growing as a weed on the UGA farm. I hypothesized that the possible decrease in soil [N] along the UGA farm hill would result in decreased Mimosa root nodule densities and that the greatest nodule densities would be found in plants growing closest to the cattle feces, the assumed N source, and at the bottom of the hill, an assumed N sink. After surveying the roots of ten Mimosa plants each at four collection sites going downhill and away from cattle feces, I found that increased root nodulation density does occur in M. pigra growing in soil closest to the nitrogen producing cattle at the top of the UGA farm hill compared to further away. However, I did not find that plants grown in soil at the bottom of the hill also had increased root nodule density, suggesting that there may not be a nitrogen sink, as predicted. Additionally, black bean plants were grown for 17 days in soil collected from the same sites used to study Mimosa pigra along the UGA farm hill. I found no significant differences for leaf area or leaf dry matter density, however, I did find that bean plants growing in soil collected closest to the nitrogen producing cattle at the top of the hill did have increased plant height and stem dry matter density. Similar to the findings for Mimosa root nodule densities, plant height and stem dry matter density were actually lowest when grown in soil collected at the bottom of the hill, the assumed N sink. These results contradict my predictions and further support the idea that there may not be a nitrogen sink at the bottom of the UGA farm hill. The negative correlation between distance away from cattle feces at the top of the UGA farm hill and Mimosa root nodule density, as well as black bean plant height and stem dry matter indicates that there may be a decrease in soil nitrogen concentrations further away from cattle feces. However, because I was unable to directly test soil [N], future studies must be conducted to confirm this hypothesis.

Resumen

El ganado produce boñiga que contiene nitrógeno orgánico. La finca en la estación de la Universidad de Georgia (UGA) en San Luis, Monteverde se encuentra en una colina inclinada con ganado presente en la parte superior y ausente en la parte inferior. La leguminosa Mimosa pigra tiene una relación mutualista con las bacterias fijadoras de nitrógeno y se encuentran creciendo como malezas en la finca de UGA. Predije que la posible disminución de [N] del suelo a lo largo de la colina de la UGA resultaría en una disminución de las densidades de nódulos de raíz y que la mayor densidad de nódulos serían en plantas que crecen más cerca de la boñiga, y en la parte inferior de la colina, el cual creí sería un sumidero de nitrٕógeno. Después de examinar las raíces de diez plantas de M.pigra en cuatro sitios de recolección que van cuesta abajo y lejos de la boñiga, encontré la mayor densidad de nódulos en la M.pigra en el suelo más cercano al ganado. Sin embargo, no encontré que las plantas en la parte inferior de la colina tuvieran una alta densidad de nódulos, lo que sugiere que puede no haber un sumidero de nitrógeno. Además, sembré plantas de frijol negro y después de 17 días no encontré diferencias significativas en el área foliar o en la densidad de materia seca foliar, pero sí encontré que las plantas de frijol que crecen en el suelo más cercano al ganado eran más altas y con mayor densidad de materia seca. Al igual que los hallazgos para las densidades de nódulos de la raíz de M.pigra, la altura de la planta y la densidad de la materia seca del tallo fueron más bajas en el suelo al final de la colina. Estos resultados contradicen mis predicciones y apoyan la idea de que no hay un sumidero de nitrógeno al final de la colina de UGA. La correlación negativa entre la distancia de la boñiga de ganado en la parte superior de la colina y la densidad de nódulos, la altura de la planta y la materia seca del tallo indica que puede haber una disminución en las concentraciones de nitrógeno del suelo más lejos de la boñiga. Sin embargo, debido a que no cuantifiqué directamente el [N] del suelo, deben realizarse estudios futuros para confirmar esta hipótesis.

Keywords

Nitrogen in agriculture, Nitrógeno en la agricultura, EAP Fall 2016, EAP Otoño 2016

Palabras claves

EAP Otoño 2016

Extent

12 pages

Geographic Location

Monteverde (Puntarenas, Costa Rica)

Holding Location

Monteverde Institute

Language

English; Spanish

Media Type

Articles

Format

Digital Only

Identifier

M39-00588

Type

Book

Recommended Citation

Appleseed, Ronnie E., "The effects of a possible soil nitrogen gradient on Mimosa pigra root nodule density and black bean plant growth, December 2016" (2016). Tropical Ecology and Conservation [Monteverde Institute]. 188.
https://digitalcommons.usf.edu/tropical_ecology/188