N 2-fixation in tropical American savannas evaluated by the natural abundance of 15 N in plant tissues and soil organic matter

We measured the abundance of 15N in herbaceous and woody plants and superficial soils of savannas in central and eastern Venezuela to assess the contribution of associative N2 fixation to total plant N accumulation. In plants tissues we measured also the ureide content as an independent estimation of N2-fixing activity. Soils showed always positive δ15N values (averaging 2.8 to 5.2‰). Legumes had on average significantly more negative δ15N values (-0.8 to -1.2 ‰ against 2.4 to 3.1‰) and significantly higher N concentration than non-legumes leaf tissues. The relative abundance of ureides was high in legume species with negative δ15N values. Trachypogon spp. showed highly variable, frequently negative, δ15N values (0.6 ± 1.4 ‰), indicating an occasional significant contribution of N2-fixing bacteria associated with roots. On the contrary, Cyperaceae species measured had always relatively high positive δ15N values (6.3 ± 1.7 ‰). 15Nand ureid abundance allowed identification of plants with associative N2fixation. Resumen: Medimos la abundancia de 15N en plantas herbáceas y leñosas y en suelos superficiales de sabanas del centro y este de Venezuela para evaluar la contribución de la fijación asociativa de N2 a la acumulación total de N en las plantas. En tejidos vegetales medimos también el contenido de ureidos como una estimación independiente de la actividad de fijación de N2. Los suelos siempre mostraron valores positivos de 15N (con promedios de 2.8 a 5.2‰). Las leguminosas tuvieron valores promedio de 15N significativamente más negativos (-0.8 a 1.2‰ contra 2.4 a 3.1‰) y una concentración significativamente más alta de N que los tejidos foliares de las no leguminosas. La abundancia relativa de ureidos fue alta en las especies de leguminosas con valores negativos de 15N. Trachypogon spp. mostró valores muy variables de 15N, con frecuencia negativos (0.6 ± 1.4‰), lo que indica que ocasionalmente las bacterias fijadoras de N2 asociadas a las raíces pueden tener una contribución significativa. Por el contrario, las especies de Cyperaceae que fueron medidas siempre tuvieron valores positivos relativamente altos de 15N (6.3 ± 1.7‰). La abundancia de 15N y de ureido permitió identificar las plantas con fijación asociativa de N2. Resumo: A abundância de 15N nas plantas herbáceas e lenhosas bem como no solo superficial de savanas na zona central e oriental da Venezuela foi analisada para avaliar a contribuição da fixação associativa de N2 na acumulação do N total nas plantas. Nos tecidos das plantas foram também medidos o teor em ureíde como uma avaliação independente da actividade de fixação do N2. Os solos mostraram sempre valores de -15N positivos (oscilando entre 2,8 e 5,2‰). As leguminosas evidenciaram, em média, valores significativos mais negativos de -15N (0,8 a 1,2‰ contra 2,4 a 3,1‰) e valores de concentração de N significativamente mais elevados do que os encontrados nos tecidos foliares de não leguminosas. A abundância relativa de ureídos era mais alta nas espécies leguminosas com valores de -15N negativos. A Trachypogon spp. mostraram valores de -15N fortemente variáveis e frequentemente negativos (0,6 ±1,4‰), 1 Corresponding Author: Fax (582) 504 –1088; email: emedina@ivic.ve 88 NITROGEN FIXATION AND 15N ABUNDANCE IN TROPICAL SAVANNAS indicando uma contribuição ocasional significativa de bactérias fixadoras de N2 associados com as raízes. Pelo contrário, as espécies de Cyperaceae apresentaram sempre valores fortemente positivos de -15N (6,3 ± 1,7‰). A abundância de -15N e de ureídos possibilitariam a identificação de plantas com fixação associativa de N2.