VERTICAL DISTRIBUTION AND SPATIAL PATTERN OF FINE ROOT DENSITY IN COFFEE – BASED AGROFORESTRY SYSTEMS UNDER ORGANIC AND CONVENTIONAL INPUTS | DISTRIBUCIÓN VERTICAL Y PATRÓN ESPACIAL DE DENSIDAD DE RAÍCES FINAS EN SISTEMAS AGROFORESTALES BASADOS EN CAFÉ BAJO MANEJO ORGÁNICO Y CONVENCIONAL

English. This research shows results on spatial changes of fine roots (d < 2.0 mm) in two Coffea arabica- shade tree associations: coffee shaded by a) Abarema idiopoda (timber and nitrogen fixing tree), and b) Terminalia amazonia (timber tree). These associations were submitted to organic and conventional inputs. In order to identify fine root vertical distribution and using soil cores, coffee and shade tree fine roots were quantified to 50 cm depth. A geostatistical approach was used to quantify the scale of spatial heterogeneity (aggregation patterns) of coffee and shade- tree fine root length density (RLD, cm cm-3; 0- 20 cm soil depth). Results about vertical distribution demonstrated that in all the associations the coffee fine roots were concentrated in the upper 20 cm of soil. The significant amount of coffee fine roots in the litter layer demonstrated the importance of including this layer for a real estimation of coffee fine roots in shaded coffee systems. The shade tree fine roots showed marked differences in their vertical distribution and affected the fine root density of coffee plants between 0- 50 cm soil depth; being more abundant when coffee is planted with T. amazonia. The scale of spatial heterogeneity (aggregation patterns) for coffee RLD was longer in the organic plot than in the conventional plot for all of the coffee- tree associations. In the coffee- T. amazonia association, the semivariogram of the coffee RLD under conventional management showed a spatial correlation at a relative short scale (3.5 m); however, in the organic plot, the semivariogram did not show spatial heterogeneity and exhibited a random pattern of coffee RLD at the scale examined. It is concluded that the type of management affects the pattern of spatial aggregation (spatial heterogeneity scale) of C. arabica fine roots. Implying that the ability of coffee roots for the water and nutrient intake change spatially, either vertically or horizontally, depending on the accompanying shade- tree. According to the occupation of the fine roots within the layers of the soil to the depth studied, T. amazonia seems to be the timber species recommended for the establishment of a coffee-based agroforestry system.

Spanish; Castilian. El artículo presenta resultados sobre los cambios espaciales de raíces finas (d < 2.0 mm) en dos asociaciones de Coffea arabica y árboles sombras: a) con Abarema idiopoda (árbol fijador de nitrógeno y maderable) y b) con Terminalia amazonia (árbol maderable). Ambas asociaciones fueron sometidas a manejo orgánico y convencional. Con el objetivo de identificar la distribución vertical de raíces finas tanto de plantas de café como de árboles sombra hasta una profundidad de 50 cm, monolitos de suelos fueron utilizados. Un análisis geoestadístico basado en transformación por rangos ordenados fue usado para cuantificar la escala de la heterogeneidad espacial (patrones de agregación) de la densidad longitudinal de raíces finas de café y árboles sombra (RLD, cm cm-3; 0- 20 cm). Los resultados obtenidos demostraron que las raíces finas de C. arabica estuvieron mayormente concentradas hasta los 20 cm de profundidad del suelo. La cantidad significante de raíces finas de esta especie encontradas en el mantillo superficial del suelo demuestra la importancia de incluir esta capa para una estimación real de raíces finas en plantas de café en sistemas agroforestales. Raíces finas de árboles sombra mostraron marcadas diferencias en su distribución vertical y afectaron la distribución de la densidad longitudinal de raíces finas del café entre 0- 50 cm de profundidad del suelo; siendo más abundante cuando ésta especie está asociada con T. amazonia. En ambas asociaciones, la escala de heterogeneidad espacial estimada para la densidad de raíces del café fue mayor en las parcelas manejadas con insumos orgánicos que en las parcelas bajo manejo convencional. Sin embargo, bajo el asocio con T. amazonia y bajo manejo convencional, el semivariograma para la densidad de raíces finas del café mostró tener una correlación espacial a una extensión espacial de hasta 3.5 m (Tamaño de los patrones de agregación estimados). Por otro lado, en el mismo asocio pero con manejo convencional, el semivariograma demostró que las raíces finas del café mostraron un patrón espacial aleatorio sobre la parcela. Se concluye que el tipo de manejo afecta el patrón de agregación espacial (Escala de heterogeneidad espacial) de C. arabica implicando que la habilidad de las raíces finas del café para la toma de agua y nutrientes cambia espacialmente tanto vertical como horizontalmente dependiendo de la especie árbol-sombra en asocio, ya que la ocupación de las raíces finas dentro de las capas del suelo a la profundidad estudiada, T. amazonia parece ser la especie maderable recomendada para el asocio con plantas de café para el establecimiento de sistemas agroforestales.