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Creating Weed-Resistant Plant Communities Using Niche-Differentiated Nonnative Species

2005; Elsevier BV; Volume: 58; Issue: 5 Linguagem: Inglês

10.2111/03-142.1

1551-5028

Roger L. Sheley, Michael F. Carpinelli,

Weed Control and Herbicide Applications

Enhancing desired species establishment and persistence is central to rehabilitating invasive plant–infested rangeland. We hypothesized that nonnative desired species (alfalfa [Medicago sativa L., var. Arrow], intermediate wheatgrass [Thinopyrum intermedium {Host} Barkworth & D.R. Dewey], and crested wheatgrass [Agropyron cristatum {L.} Gaertn., var. Hycrest]) increase as desired species richness within seeding mixture increases, and spotted knapweed (Centaurea maculosa Lam.) decrease as desirable species richness increases. We simultaneously tested the degree of niche differentiation among desired species. Experiments consisted of 7 seeding monocultures and combinations. Treatments were monocultures of each desired species (3 plots), all combinations of 2 desirable species (2 250 seeds·m−2 per species; 3 plots), and 1 plot containing all 3 desirable species (1 500 seeds·m−2 per species). Monocultures or mixtures were replicated 4 times by seeding each treatment with four background densities of spotted knapweed (1 250, 2 500, 3 750, and 7 500 seeds·m−2; 7 treatments × 4 background densities = 28 plots). Analysis included regression with the 7 desired species monocultures or mixtures as a fixed effect and spotted knapweed sowing density as a continuous effect. All desired species established had either low or no negative influence on their neighbor, and differed in niche after 7 years of growing in association. Increasing richness of desired species led to increased productivity. Spotted knapweed density and biomass were low across all monocultures and mixtures at the productive site because shade and litter of desired species reduced light availability to the rosette-forming invasive weed. Combining crested wheatgrass and alfalfa provided lower spotted knapweed density and biomass more than did monocultures or grass mixtures because these 2 species appeared to occupy complementary niches. Increased niche occupation by nonnative desirable species may increase resource use and productivity, thus minimizing establishment and dominance of unwanted invasive plants during rehabilitation on arid, marginally productive rangeland sites. Aumentar el establecimiento y persistencia de especies deseables es un punto central para rehabilitar pastizales infestados con plantas invasoras. Hipotetizamos que especies deseables no nativas (“Alfalfa” [Medicago sativa L., var. Arrow], “Intermediate wheatgrass” [Thinopyrum intermedium {Host} Barkworth & D.R. Dewey] y “Crested wheatgrass” [Agropyron cristatum {L.} Gaertn., var. Hycrest]) aumentan conforme la riqueza de especies deseables aumenta dentro de una siembra de mezcla de especies y el “Spotted knapweed”(Centaurea maculosa Lam.) disminuye al aumentar la riqueza de especies deseables. Simultáneamente probamos el grado de diferenciación del nicho entre las especies deseables. Los experimentos consistieron en sembrar siete monocultivos y combinaciones. Los tratamientos fueron monocultivos de cada especie (3 parcelas), todas las combinaciones de dos especies deseables (2 250 semillas·m−2 por especie; 3 parcelas), y una parcela conteniendo las tres especies deseables (1 500 semillas·m−2 por especie). Los monocultivos y las mezclas fueron repetidos cuatro veces sembrando cada tratamiento con cuatro densidades base de “Spotted knapweed”(1 250, 2 500, 3 750 y 7 500 semillas·m−2; 7 tratamientos × 4 densidades base = 28 parcelas). Los análisis estadísticos incluyeron regresiones con los 7 monocultivos de especies deseables o mezclas como efecto fijo y la densidad de siembra del “Spotted knapweed” como un efecto continuo. Todas las especies deseables establecidas tuvieron poca, o no tuvieron, influencia negativa con sus vecinos y difirieron en el nicho después de siete años de crecer en asociación. Aumentando la riqueza de especies deseables, aumentó la productividad. En el sitio productivo, la densidad y biomasa de “Spotted knapweed” fue baja en todos los monocultivos y mezclas de ellos debido a que la sombra y mantillo de las especies deseables reducen la disponibilidad de luz para esta maleza invasora. La combinación de “Crested wheatgrass”y “Alfalfa” produjo la mas baja densidad y biomasa de “Spotted knapweed”, más que los monocultivos o las mezclas de zacates, porque estas dos especies parecen ocupar nichos complementarios. El aumento en la ocupación de nichos por especies no nativas deseables puede aumentar el uso de recursos y productividad, minimizando así el establecimiento y dominancia de especies invasoras no deseadas durante la rehabilitación de sitios de pastizal áridos o marginalmente productivos.