Shade trees in cacao agroforestry systems: influence on roots and net primary production
Final Report Abstract
Die Beimischung von Schattenbäumen in Agroforstsystemen gilt heute oft als unvorteilhaft für das Wachstum und den Ertrag von Kakao-Pflanzen durch gegenseitige Wassernutzung und eine Verminderung des Lichtregimes. Andererseits haben Ergebnisse eines Vorgängerprojektes die Existenz solcher negativen Effekte der Anwesenheit von Schattenbäumen nicht bestätigt, da es zwischen beiden Baumgruppen offenbar zu einer vertikalen Aufteilung der Wassernutzung kam. Unser Projekt untersuchte die Hypothesen, (1) dass eine vertikale Segregation des Wurzelsystems von Kakao- und Schattenbäumen eher geringerer als unter ausreichender Wasserverfügbarkeit ausgebildet ist, (2) dass Schattenbäume sowohl von Gliricidia als auch von zahlreichen anderen Arten sogenannte "Tiefenwurzeln" (Wurzeln in Bodentiefen > 100 cm) besitzen, die zu einer komplementären Bodenwassernutzung beitragen und (3) dass die Kohlenstoffinvestition der Bäume in die Feinwurzelbiomasse und deren Umsatz in Kakao-Agroforstsystemen an trockeneren Standorten größer ist als an feuchteren. Das Projekt verglich Kakao-Agroforstsysteme ohne Schattenbäume mit solchen in Mischung mit Gliricidia-Schattenbäumen, bzw. mit solchen in Mischung mit einer artenreichen Beimischung verschiedener Schattenbaumarten. Insgesamt wurden 12 verschiedene Kakao-Agroforstflächen untersucht. Vergleichende Analysen der stabilen Deuterium-Isotopen- Signatur in Wasser aus verschiedener Bodentiefe und in Pflanzenwasser gab klare Hinweise auf eine komplementäre Bodenwassernutzung in den Kakao-Gliricidia-Systemen, aber eine kompetitive Bodenwasseraufnahme von Kakao- und Schattenbäumen in Agroforstsystemen mit diverser Schattenbaumartmischung. Dieses Ergebnisses spiegelte sich auch in Unterschieden der vertikalen Bodendurchwurzelung durch die Kakao- und Schattenbäume in den drei unterschiedlichen Kakao-Agroforstsystemen wider. Überraschenderweise ließen sich kaum Unterschiede im Kakaobohnenertrag sowie in der Feinwurzelproduktion zwischen den verschiedenen Agroforstsystem-Typen feststellen. Allerdings beeinflusste die unterschiedliche Schattenbaumbeimischung der Agroforste das Stammwachstum der Kakao- und Schattenbäume. Darüber hinaus konnte festgestellt werden, dass das Stammwachstum der verschiedenen Baumarten überwiegend durch die anatomischen Eigenschaften der hydraulischen Architektur der jeweiligen Arten beeinflusst war. Der Vergleich von feuchten und trockeneren Kakao-Agroforststandorten mit Beimischung von Gliricidia- Schattenbäumen ergab geringere Kakaobohnen-Erträge jedoch keine Unterschiede im Stammwachstum der Kakaobäume unter trockeneren Bedingungen. Dagegen waren das Stamm- und Feinwurzelwachstum der Gliricidia-Schattenbäume unter trockeneren Bedingungen höher als unter feuchteren, was erwarten lässt, dass diese Baumart gute Vorraussetzung für die Kultivierung in Agroforstsystemen unter den prognostizierten zukünftigen Klimabedingungen mit längeren Trockenperioden besitzt. Insgesamt ließ sich bestätigen, dass die Kultivierung von Kakaobäumen in Beimischung von Schattenbäumen keine augenfälligen negativen ökonomischen (Ertrag) und ökologischen Effekte hat.
Publications
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(2011) Multifunctional shade-tree management in tropical agroforestry landscapes – a review. Journal of Applied Ecology 48: 619-629
Tscharntke T, Clough Y, Bhagwat SA, Buchori D, Faust H, Hertel D, Hölscher D, Juhrbandt J, Kessler M, Perfecto Y, Scherber C, Schroth G, Veldkamp E, Wanger TC
