How does the neighborhood of annual or perennial species affect the first one hundred days of the establishment of grasses?

Abstract

Pastures that include annual and perennial grasses can play a strategic role in increasing the sustainability of temperate livestock systems. However, the impacts of the competition between annual and perennial genetically improved forage species on pastures has scarcely been studied. We evaluated the early dynamics of tillering, carbon partitioning and both intra- and interspecific competition in – or between – an annual (Bromus willdenowii; prairie grass; Bw) and a perennial (Dactylis glomerata; orchard grass; Dg) C3 grass species. We sowed 24 0.18 m2 microplots in May 2008. Each microplot constituted an experimental unit and contained five sowing lines spaced 0.175 m apart. On three of the lines, we sowed different combinations of the mentioned grasses, while on the two lines between them, we sowed red clover (Trifolium pratense). We randomly applied a factorial array of eight treatments—2 species (Dg vs. Bw) × 2 types of competition (intra vs. interspecific) × 2 levels of winter nitrogen fertilization (0 vs. 170 kg of N ha-1)—designed in three complete random blocks. Fertilization did not have any significant effect on any species. The evaluation period lasted 109 days after sowing (das), separated into three phases (0-53 das, 59-90 das and 90-109 das). The variables recorded were aerial biomass (leaves, sheets and senescent material), root biomass and tiller density per species. As expected, annual Bw inhibited the growth of perennial Dg at the latest stage of establishment but surprisingly promoted it at the earliest stage. This work suggested that a low initial density of an annual species should optimize the initial facilitating effect of the annual species on the perennial species with its subsequent inhibitory effect.

Las gramíneas anuales y perennes pueden desempeñar un papel estratégico en el aumento de la sostenibilidad de los sistemas ganaderos de zonas templadas. Sin embargo, el impacto de la competencia entre especies forrajeras genéticamente mejoradas anuales y perennes en los pastos apenas ha sido estudiado. En este trabajo evaluamos la dinámica temprana del macollaje y la partición de carbono y la competencia intraespecífica e interespecífica en, o entre, una especie de pasto C3 anual (Bromus willdenowii; pasto de la pradera; Bw) y perenne (Dactylis glomerata; pasto de huerto; Dg). Sembramos 24 microparcelas de 0,18 m2 en mayo de 2008. Cada microparcela constituyó una unidad experimental y contenía cinco líneas de siembra espaciadas 0,175 m entre sí. En tres de las líneas sembramos diferentes combinaciones de las gramíneas mencionadas, mientras que en las dos líneas intermedias sembramos trébol rojo (Trifolium pratense). Aplicamos aleatoriamente un conjunto factorial de ocho tratamientos: 2 especies (Dg vs. Bw) × 2 tipos de competencia (intra vs. interespecífica) × 2 niveles de fertilización con nitrógeno invernal (0 vs. 170 kg de N ha-1), diseñado en tres bloques completos al azar. La fertilización no tuvo ningún efecto significativo en ninguna especie. El período de evaluación tuvo una duración de 109 días después de la siembra (dds), separados en tres fases (0-53 dds, 59-90 dds y 90-109 dds). Las variables registradas fueron biomasa aérea (hojas, láminas y material senescente), biomasa de raíces y densidad de macollos por especie. Como se esperaba, Bw inhibió el crecimiento de Dg en la última etapa de establecimiento, pero sorprendentemente lo promovió en la etapa más temprana. Este trabajo sugirió que una baja densidad inicial de una especie anual debería optimizar el efecto facilitador inicial de la especie anual sobre la especie perenne con su posterior efecto inhibidor.