Effects of genotypes, soil moisture, and competition on the growth of an invasive grass, Phalaris arundinacea (reed canary grass)

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Abstract

The successful establishment of an invasive plant species in a new environment depends upon the interplay between the plant's genetic diversity and morphological plasticity and the physical and biotic environment it encounters. To determine the relative importance of these factors in influencing the spread of the invasive grass, Phalaris arundinacea L. (reed canary grass), we transplanted three genotypes into a pasture that contained variable soil moisture, species composition, and vegetative cover. We found that P. arundinacea produced more above- and below-ground biomass in sparsely vegetated plots than in densely vegetated plots, but biomass production was not affected by soil moisture. There was also a significant clone beta vegetative cover interaction. Genotypes differed in how strongly their growth was inhibited by dense vegetative cover. Vegetative cover also influenced biomass allocation patterns. As vegetative cover increased, P. arundinacea allocated more biomass to roots, a strategy that gives transplants a competitive advantage during the following spring. Our results suggest that, because it grows poorly in high vegetative cover, P. arundinacea is most likely to become a pest in disturbed or low-density plant communities. Furthermore, differences among genotypes in their response to vegetative cover suggest that continual introductions of new genotypes of reed canary grass substantially increase the chance that a particular genotype will flourish and spread.

Le succès de l'établissement d'une espèce de plante envahissante dans un nouvel environnement dépend des interactions entre la diversité génétique et la plasticité morphologique de la plante ainsi que de l'environnement physique et biotique qu'elle rencontre. Afin de déterminer l'importance relative de ces facteurs pour le succès de l'espèce herbacée envahissante, Phalaris arundinacea L. (roseau), les auteurs ont transplanté trois génotypes dans un pâturage comportant une variation de l'humidité du sol, de la composition en espèces et du couvert végétal. Ils ont constaté que le P. arundinacea produit plus de biomasse épigée et hypogée dans les parcelles où la végétation est éparse que dans les parcelles portant une végétation dense, et que la production de biomasse n'est pas affectée par l'humidité du sol. On retrouve également une interaction significative entre les clones et le couvert végétatif. Les génotypes diffèrent dans leur susceptibilité à l'inhibition par un dense couvert végétatif. Le couvert végétatif influence également les patrons d'allocation de la biomasse. À mesure que le couvert végétatif augmente, le P. arundinacea alloue plus de biomasse aux racines, une stratégie qui donne aux transplants un avantage compétitif au cours du printemps suivant. Les résultats suggèrent que, conséquemment à sa faible croissance sous un fort couvert végétatif, le P. arundinacea est plus susceptible d'être envahissant dans les communautés perturbées ou à faible densité de plantes. De plus, les différences observées dans la réaction des divers génotypes au couvert végétatif suggèrent que les introductions continuelles de nouveaux génotypes de ce roseau augmentent substantiellement les chances qu'un génotype particulier prolifère et s'étende.

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