Effect of two natural light regimes and nutrient addition on the forest herb Begonia decandra (Begoniaceae)

Abstract

The effect of two natural light-growing conditions (understory versus light gaps) and the interaction with nutrient availability (through fertilization) was studied in the understory herb Begonia decandra, in the Luquillo Experimental Forest in Puerto Rico. Sixteen potted plants obtained from cuttings were randomly chosen and distributed in each of eighth forest environments (four light gaps and four understories), for a total of 128 plants. Fertilizer was applied to half of the plants in each site. After seven months in the two given microenvironments, increased light and fertilization resulted in greater growth and some changes in the biomass allocation patterns. All measured variables responded similarly to reported changes for tree seedlings and saplings from other tropical and subtropical regions. Total growth parameters (height, biomass and leaf area) were very sensitive to increases in the main resource (light). The addition of nutrients treatments were less important in producing changes in the allocation variables (root to shoot ratio, leaf area ratio, and specific leaf mass) under conditions of high light availability. Changes due to nutrient levels were relatively greater on plants grown under understory conditions. Also, small light differences among sites can cause significant changes in the variables related to total growth. Lastly, plant mortality in the nutrient treatments was found to be independent of mortality in two forest light environments. Some hypotheses about resource acquisition and plant growth are not supported by this data.

Translated abstract

Se estudia el efecto de dos regímenes de luz natural (claros del bosque y el sotobosque) y su interacción con la disponibilidad de nutrimentos sobre el crecimiento y la repartición de biomasa de Begonia decandra, una hierba del sotobosque en el Bosque Experimental de Luquillo, Puerto Rico. Dieciseis plantas en macetas obtenidas por estacas se asignaron aleatoriamente a cada uno de los ocho sitios del bosque (cuatro en claros y cuatro en el sotobosque), para un total de 128 plantas. Se aplicó fertilizante completo a la mitad de las plantas de cada sitio. Después de siete meses en los ambientes estudiados, la adición de nutrimentos afectó positivamente el crecimiento total y produjo algunos cambios en los patrones de repartición de biomasa. La respuesta general en las variables estudiadas fue similar a las respuestas obtenidas en plántulas y brinzales de árboles de otras regiones tropicales. La biomasa y el área foliar fueron muy sensibles al incremento del recurso principal (luz). La fertilización afectó menos los patrones de asignación de biomasa (relación raíz/vástago, masa foliar específica y cociente de área foliar) cuando las plantas están en los claros, y estos cambios fueron más pronunciados cuando el recurso principal es limitante (en el sotobosque). Las diferencias lumínicas debidas al sitio pueden causar diferencias importantes en las variables relacionadas al crecimiento total. La mortalidad de plantas en los tratamientos con nutrientes fue independiente de la mortalidad en los tratamientos lumínicos. Algunas hipótesis sobre adquisición de recursos y crecimiento vegetal no son sustentadas por este estudio.