Soil biochemical and microbial indices in wet tropical forests: Effects of deforestation and cultivation

Little information is available about the long-term effects of deforestation and cultivation on biochemical and microbial properties in wet tropical forest soils. In this study, we evaluated the general and specific biochemical properties of soils under evergreen, semi-evergreen, and moist deciduous forests and adjacent plantations of coconut, arecanut, and rubber, established by clear felling portions of these forests. We also examined the effects of change in land use on microbial indices and their interrelationships in soils. Significant differences between the sites occurred for the biochemical properties reflecting soil microbial activity. Microbial biomass C, biomass N, soil respiration, N mineralization capacity, ergosterol, levels of adenylates (ATP, AMP, ADP), and activities of dehydrogenase and catalase were, in general, significantly higher under the forests than under the plantations. Likewise, the activities of various hydrolytic enzymes such as acid phosphomonoesterase, phosphodiesterase, casein-protease, BAA-protease, β-glucosidase, CM-cellulase, invertase, urease, and arylsulfatase were significantly higher in the forest soils which suggested that deforestation and cultivation markedly reduced microbial activity, enzyme synthesis and accumulation due to decreased C turnover and nutrient availability. While the ratios of microbial biomass C : N and microbial biomass C : organic C did not vary significantly between the sites, the ratios of ergosterol : biomass C and ATP : biomass C, qCO2 and AEC (Adenylate Energy Charge) levels were significantly higher in the forest sites indicating high energy requirements of soil microbes at these sites. Biochemische und mikrobiologische Indizes in Boden feuchter Tropenwalder: Auswirkungen von Rodung und Inkulturnahme Uber die langfristigen Auswirkungen von Waldrodung und Kultivierung auf die biochemischen und mikrobiellen Eigenschaften von Waldboden der feuchten Tropen ist wenig bekannt. In dieser Arbeit untersuchten wir die allgemeinen und speziellen biochemischen Bodeneigenschaften unter immergrunen, halb-immergrunen und feuchten Laubwaldern und unmittelbar benachbarten Plantagen von Kokosnuss, Arekanuss und Gummi, die auf Rodungsflachen dieser Walder angelegt sind. Auserdem untersuchten wir die Auswirkungen dieser Landnutzungsanderungen auf mikrobiologische Indizes und entsprechende Wechselbeziehungen in den Boden. Zwischen den Standorten zeigten sich signifikante Unterschiede hinsichtlich der biochemischen Eigenschaften, welche die mikrobielle Aktivitat im Boden widerspiegeln. Die Gehalte an C und N in der mikrobiellen Biomasse, Bodenatmung, N-Mineralisationskapazitat, Ergosterol, Adenylatgehalte (ATP, AMP, ADP) sowie die Dehydrogenase- bzw. Katalaseaktivitaten waren im allgemeinen auf den Waldstandorten signifikant hoher als in den Plantagen. In gleicher Weise waren die Aktivitaten verschiedener hydrolytischer Enzyme wie saure Phosphomonoesterase, Phosphodiesterase, Casein-Protease, BAA-Protease, β-Glucosidase, CM-Cellulase, Invertase, Urease und Arylsulfatase in den Waldboden signifikant hoher. Dies legt nahe, dass nach Waldrodung und Inkulturnahme wegen geringerer C-Umsatze und Nahrstoffverfugbarkeit die mikrobielle Aktivitat, Enzymaktivitat, Enzymsynthese und -akkumulation deutlich herabgesetzt ist. Wahrend die Verhaltnisse Cmik : N und Cmik : Corg zwischen den Standorten kaum variierte, waren die Verhaltnisse Ergosterol : Cmik und ATP : Cmik sowie die Hohe von qCO2 and AEC (Adenylate Energy Charge) unter Wald signifikant hoher. Dies ist ein Hinweis auf die hohen Energieanspruche der Bodenmikroorganismen an diesen Standorten.