Strong foundations have not been laid regarding plant yield improvements in most agricultural ecosystems close to freshwater surfaces. Indeed mycorrhizal activities in regulating plant nutrient cycles belowground have been neglected. A perfect replacement to fertilizer has not been discovered suitable for such biomes. Benefits of arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) have been richly explored globally but practical techniques in implementation is challenging in the tropics due to poverty. Being native to Lake Victoria ecology, Moringa species in symbiosis with AMF could build a model to help understand issues that can improve growth conditions and plant performance. The aim of this study was to increase knowledge about the roles of microbial consortium which effect mycorrhization by using economically-targeted tropical Moringa plants. The study design covered biological soil fertility enhancement methods, fitting eco-sensitive complex large water biomes, since very little has been done in the region. The concept was to understand specific roles of AMF in plant nutrition, survival and yield enhancements in indigenous tropical plants viz M. stenopetala and M. oleifera, for forestation or alley-cropping in the environmentally degraded sites in Lake Victoria basin, Kenya. The specific purpose of this research was to evaluate mycorrhizal interactions in greenhouse experiments, by investigating nutrient availability signals in symbiotic and biomass factors used as indicators for improved nutrition in Moringa seedlings. The intention was to gain insight into microbial interactions in soil types sampled from representative regions (40 km transect limit) of Lake Victoria eco-zones. The soils were divided into four blocks; three native soils and a standard substrate. The native soils were further divided into tillage frequency such as high tillage (HT), in loamy oxisols from arableland, clay medium tillage (MT) alfisols sampled from sugar plantations farming regions and paddy low tillage (LT) types, of vertisols/histosols origin cored from a rice plantation area. The first objective in this study was to perform a biotest on soil potential using Plantago major as trap-culture and indicator to harness autochthonous mycorrhiza and evaluate biomass in native soils under greenhouse experiments. This was designed to revitalize soil functions, determine plant performance through the indicator plant and develop inoculum bank. The results from microscopic hyphopodium bioassays revealed high mycorrhizal colonization identified from paddy LT soils. Distinct mycorrhizal structures mostly intra-radical vesicles, intracellular arbuscules, coils and hyphae were identified from the screened rootlets sampled from paddy LT. Higher germination rates and plant vigour was recorded from the paddy LT soils compared to other two native soils. A record of >90% degree of colonization was quantified on mycorrhized rootlets. Developments from the first objective invited a follow-up investigation based on plant performance analyses. Questions to answer involved identifying factors responsible for biomass differences (e.g. soil properties or mycorrhization). Paddy LT soils, which were characterized by higher level of potassium (K+) mineral content, showed faster germination rates, growth and mycorrhization. For this reason extended K+ and AMF tests were performed on Moringa seedlings under controlled growth conditions. The results showed that AMF and K+ factors influenced tuber formation and growth of Moringa species. In the next step, an experiment was performed to evaluate Moringa plant response to AMF and specific nitrogen fixing bacteria (NFB) in Chickpea rhizobia (Rhizobium sp.) inoculation. Harnessed autochthonous and a cocktail of cultured AMF (Glomus intraradices, G. hoi and G. mosseae) inoculum was used on Moringa seedlings. Out of choice, native (paddy LT) and a standard soil type was set for analysing impacts of autochthonous and cultured AMF (refered to as “allochthonous” mycorrhiza in this study) on Moringa plants. AMF cocktail and harnessed mycorrhizal community, mostly of Glomus tenuis influenced Moringa plant growth concurrently. In attempts to investigate optimal growth promotion conditions, a fertilizer versus Moringa plant growth enhancer (MPGE) experiment was set. Being a plant growth promoter, MPGE and commercial fertilizer was concurrently added to the seedlings in limited proportions. MPGE is 100% Moringa plant material rich in plant nutrients and healthy to riverine and lake ecosystems. The use of Moringa as a multipurpose forest plant and growth enhancer in Agriculture, with high fertilizing ability makes Moringa a major candidate for sustainable resource management. For this reason, effects of commercial fertilizer and MPGE were tested. Plants established in MPGE showed improved growth in heights. Larger root tubers and comparatively larger basal stem diameters were observed on MPGE treated Moringa plants, although greater heights and faster growth was recorded on fertilized samples. Finally, rhizotron methods were used in observing root developments. Morphometric fine root parameters such as root growth rates (RGR), specific root lengths (SRL) were analysed. Finer root formation with larger root surface in inoculated Moringa rootlets identified in Moringa rootlets, could assist in assessing improved nutrient uptake indicated by biomass returns. In this study, soil factor and treatments promoted growth of M. stenopetala and M. oleifera. The results prove that MPGE and AMF are potential candidates in enhancing soil fertility in ecosystems associated with riverine or large water regimes. The findings are expected to contribute in optimizing production techniques related to low in-put agriculture.     «

Strong foundations have not been laid regarding plant yield improvements in most agricultural ecosystems close to freshwater surfaces. Indeed mycorrhizal activities in regulating plant nutrient cycles belowground have been neglected. A perfect replacement to fertilizer has not been discovered suitable for such biomes. Benefits of arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) have been richly explored globally but practical techniques in implementation is challenging in the tropics due to poverty. Being nat...     »

Solide Grundlagen bezüglich der Verbesserungen des pflanzlichen Ertrags der süßwassernahen Landökosysteme wie im Viktoriaseebecken sind bislang nicht festgelegt worden. In der Tat wurden mykorrhizale Aktivitäten bei der Regulierung unterirdischer Pflanzennährstoffzyklen stiefmütterlich behandelt, und ein vollkommener Düngerersatz, der insbesondere geeignet ist für solche Biome, wurde noch nicht gefunden. Der Nutzen arbuskulärer Mykorrhizapilze (AMF) ist weltweit reichlich erforscht worden, aber praktikable Techniken für deren Einsatz sind in den Tropen aufgrund der dortigen Armut herausfordernd. Das Ziel dieser Studie war, die Kenntnisse über die mikrobielle Gemeinschaft wie z.B. Mykorrhization in den Pflanzennährstoffkreisläufen unter Verwendung ausgewählter tropischer Moringa Pflanzen, da bislang für große komplexe öko-sensitive Wasserbiome sehr wenig getan wurde. Das Konzept bestand darin, die spezifische Rolle der AMF zu verstehen hinsichtlich Pflanzenernährung, Überleben und Ertragsververbesserung der indigenen tropischen Baumarten M. stenopetala und M. oleifera zwecks Aufforstung oder Alleeanbau in umweltbedingt degradierten Lagen im Viktoriaseebecken, Kenia. Der spezielle Zweck der Arbeit bestand darin, mykorrhizale Interaktionen im Gewächshaus Experiment zu bewerten anhand der Untersuchung der Nährstoffverfügbarkeit und Signalen symbiotischer Faktoren und der Biomasse als Indikator für verbesserte Ernährung der Moringa Sämlinge. Die Intension war, Einblick zu gewinnen in mikrobielle Interaktionen ausgehend von Bodenproben aus repräsentativen Ökozonen (begrenzt auf 40 km Transekt Ausdehnung) am Viktoriasee. Die Böden wurden in vier Blöcke unterteilt; drei heimische Böden und stellvertretend Standard Substrate als Kontrolle. Die heimischen Böden wurden weiter unterteilt nach Häufigkeit der Kultivierung als da sind (i) hohe Bodenbestellung (HT) gehörig zu lehmiger Oxisol aus Ackerland, (ii) mittlere Bodenbestellung (MT), Alfisols , waren jene tonige Bodenroben aus Zuckerrohrplantagen, während (iii) Bodentypen aus Vertisols/Histosols mit geringer Bodenkultivierung (LT) in einer Reisplantage entnommen wurden. Die erste Zielsetzung in dieser Studie war die Durchführung eines Biotests zum Boden-Inokulumpotential mittels Plantago major als Fangpflanzenkultur und Indikator zur Nutzbarmachung autochthoner Mycorrhiza und Bestimmung der anfänglichen pflanzlichen Leistungsfähigkeit auf heimischen Böden in den Gewächshausexperimenten. Dieses wurde konzipiert zur Revitalisierung von Bodenfunktionen und Bestimmung der pflanzlichen Leistungsfähigkeit mittels Indikatorpflanze und zur Entwicklung einer Inokulumbank. Die Ergebnisse der mikroskopischen Untersuchungen zeigen für die LT Böden eine hohe Besiedelung durch typische Mykorrhizastrukturen wie z.B. intraradikale Vesikel, Arbuskeln Hyphenknäuel und einzelne Hyphopodien. Der Unterschied zwischen AMF „Cocktail“ und autochthoner AMF war bezogen auf das Wachstum von Moringa und die Biomasse- entwicklung nicht signifikant. Die nächste Zielsetzung war gerichtet auf die Bewertung der Unterschiede in der pflanzlichen Leistungsfähigkeit aus dem Biotest. Zu beantwortende Fragen beinhalteten die Identifizierung beteiligter Faktoren, z.B. Bodeneigenschaften oder Mykorrhizierung, die verantwortlich sind für Biomasseunterschiede. In den nachfolgenden Tests waren K+ und Mykorrhiza vorrangig. Es wurde gefunden, daß sowohl AMF und auch der Faktor K+ zu Verbesserungen im Pflanzenertrag von Moringa stenopetala und Moringa oleifera beigetragen haben. Eine weitere Zielsetzung basiert auf Auswirkungen der verschiedenen Behandlungen auf beide Moringa Arten, ausgehend vom Inokulum (AMF, NFB), Kalium, Dünger über MPGE bis hin zu den Böden. Diese Behandlungen erklärten das Pflanzenwachstum und die Ertragsunterschiede. Darüberhinaus wurden die Auswirkungen von MPGE im Vergleich zu kommerziellem Dünger bewertet. Die Unterschiede in der Biomasse aufgrund der Düngerzugabe und MPGE waren nicht signifikant und qualifizieren letzteren als konkurrenzstarken Mitbewerber in umweltsensitiven Ökosystemen. Abschließend wurde die Rhizotron Methode benutzt zur Beobachtung der Wurzelentwicklung von Moringa. Morphometrische Parameter wie z.B. Wurzelwachtumsraten (RGR) und spezifische Wurzellänge (SRL) und Wurzeloberfläche (SRA) wurden analysiert und berechnet. Inokulierte Pflanzenproben zeigten höhere Biomasse und Wurzel-wachstumsraten, insbesondere die Inokulum-Kombination aus AMF und NFB. Duales Inokulum erwies sich als wirksamer in der Steigerung der Wachstumsraten und Vitalität von M. stenopetala und M. oleifera Sämlingen verglichen mit einfachen Behandlungen oder nicht-inokulierten Pflanzenproben. Die Ergebnisse beweisen, daß mittels MPGE und AMF Inokulum insbesondere in gefährdeten süßwassernahen Landökosystemen der Ertrag noch optimiert werden kann. Es wird erwartet, daß die Forschungsergebnisse dazu beitragen, die Produktionstechniken in der nachhaltigen low-input Landwirtschaft zu optimieren.      «

Solide Grundlagen bezüglich der Verbesserungen des pflanzlichen Ertrags der süßwassernahen Landökosysteme wie im Viktoriaseebecken sind bislang nicht festgelegt worden. In der Tat wurden mykorrhizale Aktivitäten bei der Regulierung unterirdischer Pflanzennährstoffzyklen stiefmütterlich behandelt, und ein vollkommener Düngerersatz, der insbesondere geeignet ist für solche Biome, wurde noch nicht gefunden. Der Nutzen arbuskulärer Mykorrhizapilze (AMF) ist weltweit reichlich erforscht worden, aber...     »