Effects of arbuscular mycorrhiza on community composition and seedling recruitment in temperate forest understory

Arbuscular mycorrhizal (AM) fungal communities can influence the species composition of plant communities. This influence may result from effects of AM on seedling recruitment, although the existing evidence is limited to experimental systems. We addressed the impact of AM fungi on the plant community composition and seedling recruitment of two species – Oxalis acetosella and Prunella vulgaris – in a temperate forest understory. We established a field experiment over two years in which soil fertility (using fertilizer to enhance and sucrose to decrease fertility) and the activity of AM fungi (using fungicide) was manipulated in a factorial design. Species richness, diversity and community composition of understory plants were not influenced by soil fertility or AM fungal activity treatments. However, plant community composition was marginally significantly affected by the interaction of these treatments as the effect of AM fungal activity became evident under enhanced soil fertility. Suppression of AM fungal activity combined with decreased soil fertility increased the number of shoots of herbaceous plants. Unchanged activity of AM fungi enhanced the growth of O. acetosella seedlings under decreased soil fertility, but did not influence the growth of P. vulgaris seedlings. We conclude that the role of AM fungi in structuring plant communities depends on soil fertility. AM fungi can have a strong influence on seedling recruitment, especially for those plants that are characteristic of the habitat.

ZusammenfassungDie Gesellschaften der arbuskulären Mycorrhizapilze (AM) können die Artenzusammensetzung von Pflanzengemeinschaften beeinflussen. Dieser Einfluss könnte ein Resultat von Effekten der AM auf die Ansiedlung von Keimlingen sein, obwohl die existierenden Hinweise auf experimentelle Systeme beschränkt sind. Wir untersuchten den Einfluss der AM-Pilze auf die Zusammensetzung der Pflanzengesellschaft und die Ansiedlung von Keimlingen von zwei Arten, Oxalis acetosella und Prunella vulgaris, in der Krautschicht eines gemäßigten Waldes. Wir richteten ein Freilandexperiment über zwei Jahre ein, bei dem die Bodenfruchtbarkeit (durch den Einsatz von Dünger, um die Fruchtbarkeit zu erhöhen, und Sukrose, um die Fruchtbarkeit zu senken) und die Aktivität der AM-Pilze (durch den Gebrauch von Fungiziden) in einem faktoriellen Design manipuliert wurde. Die Artenvielfalt, die Diversität und die Gesellschaftszusammensetzung der Pflanzen in der Krautschicht wurden durch die Bodenfruchtbarkeits oder die AM-Pilzaktivitätsbehandlung nicht beeinflusst. Die Zusammensetzung der Pflanzengesellschaft wurde marginal signifikant durch die Interaktion der beiden Varianten beeinflusst, da der Effekt der AM-Pilzaktivität bei erhöhter Bodenfruchtbarkeit erkennbar wurde. Die Unterdrückung der AM-Pilzaktivität in Kombination mit einer verminderten Bodenfruchtbarkeit erhöhte die Anzahl der Keimlinge krautiger Pflanzen. Eine unveränderte Aktivität der AM-Pilze förderte das Wachstum der Oxalis acetosella-Keimlinge bei verminderter Bodenfruchtbarkeit, aber nicht das Wachstum der Prunella vulgaris-Keimlinge. Wir schließen daraus, dass die Rolle der AM-Pilze bei der Strukturierung der Pflanzengesellschaften von der Bodenfruchtbarkeit abhängt. AM-Pilze können einen starken Einfluss auf die Ansiedlung von Keimlingen haben, besonders bei den Pflanzen, die für das Habitat charakteristisch sind.