Respuestas fenológicas de dos gramíneas C3 y dos C4, del pastizal natural de San Luis (Argentina), a variaciones de agua y temperatura

Abstract

La temperatura y las precipitaciones son factores claves en la fenología de especies vegetales y su productividad. Los pastizales de la provincia de San Luis son especialmente interesantes porque coexisten gramíneas con vías metabólicas C3 (invernales) y C4 (estivales). Para evaluar cómo se relacionan la producción y la fenología reproductiva de las especies frente a cambios de temperatura y disponibilidad de agua, evalué cuatro gramíneas representativas de la región (dos C3 y dos C4) en dos estudios: 1) observacional a campo, y 2) manipulativo en invernáculo con dos niveles de temperatura y dos niveles de agua. En el estudio observacional comparé diez años de relevamientos fenológicos históricos realizados entre 1976 y 1986, con relevamientos fenológicos propios entre 2008 y 2010, todos llevados a cabo sobre el mismo sitio de estudio. En esta comparación encontré que una de las cuatro especies (Poa ligularis), atrasó significativamente su ciclo reproductivo (38 días la floración y 16 días la diseminación de semillas). La temperatura tuvo menor efecto sobre la producción, pero reflejó un claro control sobre la fenología en las cuatro especies estudiadas. En general, altas temperaturas estivales atrasaron el fin y aumentaron el largo del ciclo reproductivo de todas las especies. En cambio, primaveras más cálidas adelantaron el inicio reproductivo de las C4, pero retrasaron el de las C3. Por otra parte, la mayor disponibilidad de agua incrementó la producción, adelantó el comienzo floral y extendió entre 15 y 30 días el ciclo reproductivo de las cuatro especies. Inviernos lluviosos adelantaron el inicio floral de las especies C3, mientras que años con elevadas precipitaciones estivales retrasaron y extendieron el ciclo reproductivo de las C4. Estos resultados aportan valiosa información sobre las respuestas de la vegetación al clima, y pueden servir de insumo en el diseño de estrategias de manejo sustentable de estos pastizales.

Temperature and precipitations are key factors in plant phenology and productivity. Modifications on growth and reproductive cycles, and variations in production may affect the relative fitness of the species, altering their interactions and thus, the ecosystem functions. The native grasslands of San Luis province are especially interesting because on them coexist C3 (cold-season) and C4 (warm-season) grasses. In this thesis I evaluated how production and phenology of four native grasses (two C3 and two C4) respond to changes in temperature and water availability. I conducted two studies, an in situ observational study at the field, and a manipulative experiment in greenhouses with two levels of temperature and water. In the observational study I compared ten years of phenological data collected between 1976 and 1986, with my own phenological data collected between 2008 and 2010, all surveys performed at the same study site. From this comparison I found that one of the four species (Poa ligularis) significantly delayed its reproductive cycle (38 days the flowering and 16 days the seed dispersal). Temperature had minor effect on production, but it showed a clear control on phenology of the four species. In general, higher summer temperatures have delayed the offset, and increased the length of the reproductive cycle in all four species. In contrast, warmer springs anticipated the flowering of C4 grasses but delayed the flowering of C3 ones. Additionally, greater water availability increased grass production, anticipated the flowering and delayed 15-30 days the reproductive cycle for all four species. Years with rainy winters advanced the flowering of C3 species, while rainy summers delayed and extended the reproductive cycle of C4 grasses. These results provide valuable information about vegetation responses to climate, and may be used for rangeland stakeholders working for productive and sustainable grasslands.