Recruitment patterns in four species of Physaria (Brassicaceae): implications for maintenance of population density over time in both native and cultivated stands

Abstract

En zonas áridas, el reclutamiento de nuevos individuos es un proceso crítico que determina la viabilidad poblacional, el potencial de invasión de plantas alóctonas y el éxito en el establecimiento de cultivos. Se evaluaron las principales etapas del reclutamiento (lluvia de semillas, fecha de emergencia y supervivencia de las plántulas) en cuatro especies de Physaria (P. gracilis, P. angustifolia, P. pinetorum, y P. mendocina) en un experimento a campo en la Patagonia argentina, con el objetivo evaluar el potencial de este proceso para entender la dinámica poblacional y su utilidad como una alternativa sustentable de restablecimiento del cultivo. Se estudió el efecto de la disponibilidad de agua y de la densidad inicial de plántulas sobre la densidad final del cultivo. La cantidad total de semillas dispersadas fue mayor en P. gracilis y P. pinetorum que en las otras especies. No hubo germinación en P. mendocina. Las semillas de P. pinetorum germinaron a fines del verano, mientras que el resto de las especies germinó en primavera. La supervivencia estuvo modulada por un mecanismo denso-dependiente. En P. pinetorum, la densidad de plántulas fue estable en el tiempo en las parcelas de baja densidad inicial, mientras que decreció en las parcelas de densidades media y alta. A pesar de esto, la densidad final fue mayor en las parcelas de alta densidad inicial. La densidad final de P. gracilis respondió a la frecuencia de riego. Concluimos que la cantidad de semillas es adecuada para el restablecimiento de la población en las cuatro especies, aunque los procesos que resultan en la densidad final fueron dependientes de la especie. El control apropiado de la densidad inicial de plántulas jugaría un rol relevante para que el restablecimiento se produzca a densidades apropiadas para el cultivo en P. pinetorum.

Seedling recruitment is a critical stage of a plant's cycle which determines population viability, the potential for invasiveness of a plant species and the success of establishment of a crop, among other processes. We evaluated the most relevant stages leading to recruitment (seed-rain, the time of seedling emergence, and seedling survival) in four species of Physaria (P. gracilis, P. angustifolia, Physaria pinetorum and P. mendocina) in a field experiment in Patagonia, Argentina, to assess the possibility of using spontaneous recruitment to understand population dynamics and to evaluate the potential of this process as a tool for crop reestablishment. We determined the effect of water availability and initial seedling density on final stand density. The total amount of dispersed seed was higher in P. gracilis and P. pinetorum than in the other two species. Physariapinetorum germinated in late summer, while P. angustifolia and P. gracilis germinatedin spring. No germination was registered for P. mendocina. In the three species whose seeds germinated, seedling survival was modulated by a density-dependent mechanism. For P. pinetorum seedling density was stable over time in low-density plots, while it decreased in high- and medium-density plots. Still, the highest final density was found in those plots with high initial density. Final density of P. gracilis also responded to irrigation treatment. The amount of dispersed seeds was adequate for the re-establishment of the crop in all four species, although the following stages were species-dependent. An appropriate control of seedling density at the initial stage of crop establishment may play a relevant role in the proper regeneration of the crop.