Effects of various continuous cropping times on soil nematode structure in cotton fields of Xinjiang, China

Abstract

Cosechas continuas a largo plazo de algodón han conducido a pérdidas agrícolas substanciales. Sin embargo, la cosecha continua de algodón podría mantener altos rendimientos del cultivo durante varios años en algunas áreas. La composición y estructura de las comunidades de nematodos del suelo se investigaron para explorar el efecto de cosechas continuas y profundidades del suelo en estas comunidades. Se recolectaron muestras de suelo a dos profundidades (0-20 y 20-40 cm desde la superficie del suelo) en campos de algodón con una historia de 5, 10, 15 ó 20 años de cosechas continuas en la región de Karamay. Se determinaron 36 géneros de nematodos. Hubo diferencias significativas en el número total de nematodos y grupos tróficos entre años de cosecha continua. El mayor número de todos los nematodos se observó a 20-40 cm de profundidad del suelo bajo cosechas continuas de algodón de 10 años, y el menor número a 20-40 cm de profundidad bajo cosechas continuas de 5 años de dicho cultivo. Hubo efectos significativos de las profundidades de suelo en la densidad de fungívoros y parásitos vegetales. Los efectos de cosechas continuas en las comunidades de nematodos del suelo se podrían observar por valores de índices ecológicos. Años de cosechas continuas, profundidades del suelo y su interacción influenciaron significativamente H´, λ, WI, PPI (índice de parásitos vegetales), MI (índice de madurez, excluyendo los parásitos vegetales), PPI/MI, F/B [F y B representan la abundancia de consumidores de hongos (F) y bacterias (B)] y NCR (=B/(B + F). El índice de Shannon (H’) fue mayor en el campo de algodón de 10 años de cosecha continua que en los otros campos estudiados. El menor índice de Simpson (λ) se observó en el campo de algodón de 10 años. El valor más bajo del índice de Wasilewska (WI) pareció estar en el campo de algodón de 20 años, el que tuvo la mayoría de los parásitos vegetales. Incrementos en los años de cosecha de algodón determinaron una tendencia descendiente de NCR, y una tendencia ascendente de F/B. La senda de descomposición bacteriana fue más importante en las situaciones de 5 años, y la senda de descomposición fúngica fue más importante en las situaciones de 20 años. El análisis de nematodos mostró que los cambios en las comunidades de nematodos del suelo y grupos tróficos podrían indicar cambios en el ambiente del suelo y la estructura de las comunidades de nematodos con cambios en el tiempo de cosechas continuas.

Long-term continuous cropping of cotton had ledto substantial agricultural losses. However, continuous cottoncropping could maintain high crop yields for many years in someareas. The composition and structure of soil nematode communitieswere investigated to explore the effect of continuous croppingand soil depths on these communities. Soil samples werecollected at two soil depths (0-20 cm and 20-40 cm) from cottonfields with a history of 5, 10, 15 or 20 years of continuouscotton cropping in the Karamay region. The results showed that36 genera were found. Significant differences in the numbers oftotal nematodes and trophic groups were observed among continuouscropping times. The highest number of total nematodeswas observed at 20-40 cm depth under continuous 10-croppingyears, and the lowest number at 20-40 cm depth under continuous5-cropping years. There were significant soil depth effects on thedensity of fungivores and plant parasites. Continuous croppingeffects on soil nematode communities could be reflected by valuesof ecological indexes. Continuous cropping times, soil depths andtheir interaction significantly influenced H´, , WI, PPI (index ofplant parasites), MI (maturation index excluding plant parasites),PPI/MI, F/B and NCR. The Shannon index (H´) was higher inthe 10-year cotton field than in the other-year fields. The Simpsonindex () was the lowest in the 10-year cotton field. The lowestvalue of WI (index of Wasilewska) appeared at the 20-year cottonfield, which had the majority of plant parasites. Increases of cottoncropping times determined a decreased trend of NCR [=B/(B + F)], and an increased trend of F/B [F and B represent theconsumer abundance of fungi (F) and bacteria (B)]. The bacterialdecomposition pathway was more important in the 5-year situations,and the fungal decomposition pathway was more importantin the 20-year situations. Nematode analysis showed that changesof soil nematode communities and trophic groups could indicatechanges in the soil environment and nematode community structurewith changes of continuous cropping times.