Aufgang sowie Etablierung von Arten des Grünlandes gleicher Gattungs- und unterschiedlicher Gesellschaftszugehörigkeit bei verschiedener Konkurrenz

Abstract

Zur Ergänzung und Verifizierung vorangegangener Laboruntersuchungen über das Keimungsverhalten verbreiteter Grünlandarten wurden in der vorliegenden Untersuchung Freilandversuche durchgeführt, die - gelegen in 160 m ü. NN südlich von Gießen - als Lateinisches Rechteck mit drei Wiederholungen angelegt waren. Es wurden acht verschiedene Pflanzenarten (= Bromus erectus, Bromus hordeaceus, Galium mollugo, Galium verum, Plantago major, Plantago media, Poa annua, Poa trivialis) gleicher Gattungs- und unterschiedlicher Pflanzengesellschaftszugehörigkeit ausgewählt, um den Einfluss der Faktoren Hauptbestandsbildner (= Lolium perenne, Festuca rubra), Nutzungsfreqenz (= 2mal, 4mal) sowie abgestufter interspezifischer Konkurrenz (= ausgeschaltete Spross- bzw. Wurzelkonkurrenz, volle und fehlende Konkurrenz) auf Aufgang und Etablierung der Pflanzen zu untersuchen. Die erzielten Resultate lassen sich wie folgt zusammenfassen:

Im Hinblick auf die Etablierung bei voller Konkurrenz ging der größte Einfluss - auf Ebene der Gattungen betrachtet - von dem Faktor Art aus. Zum Ende des Beobachtungszeitraumes kam es bei Bromus spec. zur Wechselwirkung Art x Nutzungsfrequenz, da Bromus hordeaceus bei geringer Nutzungsfrequenz besser etabliert war als Bromus erectus. Bei den Poa spec. und Galium spec. bestand die Interaktion Art x Narbe, da in den Lolium perenne-Beständen von Galium mollugo und Poa annua mehr Pflanzen etabliert waren als von Galium verum bzw. Poa trivialis, während artabhängige Unterschiede in den Festuca rubra-Beständen nicht gesichert waren. Bromus hordeaceus war in den Lolium perenne-Beständen besser etabliert als in den Festuca rubra-Narben, was häufig bei geringer Nutzungsfrequenz deutlicher war. Im Gegensatz dazu bestanden bei Galium mollugo - ebenfalls ein Vertreter der Molinio-Arrhenatheretea-Pflanzengesellschaft - keine narbenabhängigen Unterschiede. Bei Poa trivialis ging kein gesicherter Einfluss von den Faktoren Nutzungsfrequenz und Hauptbestandesbildner aus, wobei allerdings die Aufgangs- und die Etablierungsraten insbesondere zum Ende des Beobachtungszeitraumes auf einem äußerst niedrigen Niveau lagen. Bei Bromus erectus kam es - über die Jahre betrachtet - dem erektophilen Wuchstyp entsprechend, zu Unterschieden in Abhängigkeit von der Nutzungsfrequenz; bei Lolium perenne als Hauptbestandsbilder, verglichen mit Festuca rubra, war Bromus erectus besser etabliert. Bei Galium verum und Plantago media, die ebenfalls zu Vertretern den Festuco-Brometea-Gesellschaften zählen, ging weder vom Hauptbestandsbildner noch der Nutzungsfrequenz ein gesicherter Einfluss auf die Etablierung aus. Bei den Arten der Plantaginetea majoris-Gesellschaften, Plantago major und Poa annua, ging von der Nutzungsfrequenz kein relevanter Einfluss auf die Etablierung aus. Dagegen war der Effekt abgestufter Konkurrenz groß, die höchsten Etablierungsraten wurden bei fehlender interspezifischer Konkurrenz beobachtet. Wie für Keimungsstrategien bereits bekannt, bestanden auch im Hinblick auf Aufgang und Etablierung Ähnlichkeiten bei Arten gleicher Gattungszugehörigkeit. Neben diesem genetischen Effekt konnten teilweise auch gesellschaftsspezifische Effekte bei der Etablierung beobachtet werden; so waren die Vertreter der Molinio-Arrhenatheretea-Gesellschaften, Bromus hordeaceus und Galium mollugo, gut etabliert, wenn die Sprosskonkurrenz ausgeschaltet war und zeigten selbst in der Variante mit voller Konkurrenz zum Ende der Beobachtungsperiode noch vergleichsweise hohe Etablierungsraten. Mit Ausnahme von Bromus hordeaceus, das im letzten Jahr unabhängig von den Konkurrenzbedingungen Etablierungsraten von > 80% erreichte, waren die restliche eingesäten Arten in den Varianten mit ausgeschalteter Wurzelkonkurrenz und voller Konkurrenz häufig schlechter entwickelt. Häufig konnte ein schnellerer Aufgang der Pflanzen in den Varianten mit ausgeschalteter interspezifischer Spross- bzw. Wurzelkonkurrenz beobachtet werden, während bei voller Konkurrenz der Aufgang meistens verzögert einsetzte. Die Entwicklungsstadien wurden bei fehlender interspezifischer Konkurrenz am schnellsten durchlaufen. Zwischen der Keimung unter Laborbedingungen und dem Aufgang sowie der Etablierung im Freiland bestanden gute Übereinstimmungen, wenn im Labor in verschiedenen Umwelten die Keimung ausnahmslos zügig verläuft oder ein Umweltfaktor im Labor eindeutig dominiert und dieser im Freiland dann auch existent ist.

For complementation and verification of previous laboratory test on germination behaviour of widely spread grassland species a field experiment was conducted. The field experiment was carried out south from Gießen 160 m above sea level, in a Latin rectangle design with three repetitions. The influence of sward (= Lolium perenne, Festuca rubra), use frequency (= two - and quadruple mowing) as well as graduated interspecific competition (= eliminated sprout- and root competition, full competition and eliminated competition) on the emergence and establishment of the species Bromus erectus, Bromus hordeaceus, Galium mollugo, Galium verum, Plantago major, Plantago media, Poa annua, Poa trivialis was investigated. The results can be summarised as follows:

The factor species had the largest influence on the establishment of plants - regarding genus-level - at full competition. The interaction species x use frequency was significant for Bromus spec. at the end of the observation period as a result of a better establishment of Bromus hordeaceus compared to Bromus erectus particularly at low use frequency. For Poa spec. and Galium spec. the interaction species x sward was significant because within the Lolium perenne-sward more Galium mollugo and Poa annua plants were established than plants of the species Galium verum or Poa trivialis, whereas within the Festuca rubra-sward no differences in the establishment of species could be observed. Bromus hordeaceus was established within the Lolium perenne-sward compared to the Festuca rubra-sward, especially obvious at high use frequency. Contrary for Galium mollugo - also a representative of the Molinio-Arrhenatheretea-community - no sward-dependence could be observed. For Poa trivialis no significant influences of the factors use frequency and sward could be observed although the emergence and the establishment rate were extremely low in particular at the end of the observation period. For Bromus erectus accordant to its growth-type (= erectophil) differences in dependence of use frequency were observed; Bromus erectus was better established within the Lolium perenne-sward than in the Festuca rubra-sward. For Galium verum and Plantago media, which are also representatives of the Festuco-Brometea community, sward as well as use frequency exerted no influence on the establishment. For the representatives of the Plantaginetea majoris-community viz. Plantago major and Poa annua the use frequency did not influence the establishment. Contrary to this the graduated competition effect was large; the highest rate of establishment was noticed without interspecific competition. As known for germination strategies also for emergence and establishment similarities occurred for species belonging to the same genus. Beside this genetic effect occasionally also community-specific effects on establishment were observed; the representatives of the Molinio-Arrhenatheretea-community, Bromus hordeaceus and Galium mollugo, established well when spout competition was eliminated and showed even with full competition at the end of the observation period a comparable high establishment rate. Excluding Bromus hordeaceus, which independently of competition treatment achieved establishment rates > 80% in the last year, the remaining sown species showed with root competition and full competition often weaker development. Often a faster emergence could be observed for plants in variants with eliminated interspecific sprout and root competition resp., whereas with full competition the emergence was mostly delayed. The development stage is fastest revolved with eliminated interspecific competition. 8.Between germination in laboratory conditions and emergence as well as establishment in field conditions good agreements exist when in the laboratory in different environments the germination has gone steadily or a environmental factor in the laboratory predominated which is then existent in the field as well.