Germination response to water availability in populations of Festuca pallescens along a Patagonian rainfall gradient based on hydrotime model parameters

Sensitivity to water availability is a key physiological trait for grassland species located in arid and semiarid environments, where successful germination is closely related to rainfall dynamics. Festuca pallescens inhabits diverse environments along a steep precipitation gradient in North Patagonia, thus offering a suitable model for the study of germination behavior in response to water availability. By analyzing germination in nine populations using a hydrotime model approach, we aimed to find within-species variation. Seed population behavior was analyzed under different hydric conditions using hydrotime model parameters (hydrotime, mean base water potential and its standard deviation). We estimated the mean base water potential for F. pallescens (ψb(50) = − 2.79 ± 0.45 MPa), which did not differ significantly between populations. However, the hydrotime parameter (θH) varied markedly, suggesting physiological adaptation to local environments. Higher values of θH were found in populations located at the extremes of the distribution gradient, indicating that germination may be prevented or delayed in conditions that are suboptimal for the species. Since the variation in hydrotime model parameters did not follow a cline, micro-environmental cues may have the greatest influence on the physiological behavior of the species, rather than the macroscale rainfall gradient.

Variabilidad germinativa en semillas de diferentes poblaciones de cuatro especies de gramíneas nativas de Patagonia: Un estudio de caso en el noroeste de Chubut.

En este estudio se analizó la calidad y el comportamiento germinativo de semillas de diferentes poblaciones localizadas en un gradiente de precipitación anual oeste-este (500 a 150 mm) en cuatro especies de gramíneas forrajeras nativas (Bromus setifolius, Hordeum comosum, Festuca pallescens y Poa ligularis), del NO de Chubut. Se estimó el peso y el porcentaje de semillas llenas a nivel inter- e intra-específico. Las semillas fueron sembradas en un ambiente común y se calculó el porcentaje de germinación y la velocidad de emergencia para las especies y las poblaciones. En este trabajo se presentan datos relacionados a la germinación de semillas recolectadas en un año en particular (2015) de estas cuatro especies y se discuten principalmente los resultados obtenidos para P. ligularis, la especie que presentó mayor variabilidad entre las poblaciones analizadas. En P. ligularis un gran porcentaje de semillas de la población del sitio más árido germinaron/emergieron en menos días. Esta característica podría estar asociada a adaptaciones fisiológicas de las plantas para germinar, emerger y establecerse rápidamente ante la escasa disponibilidad de agua en este sitio. Los genotipos de esta población particular podrían ser utilizados para programas de restauración de ambientes áridos con precipitación media anual menor a 150 mm. Finalmente, debido a la variabilidad observada al menos en P. ligularis, se sugiere que para futuros programas de mejoramiento con estas especies nativas sería necesario analizar un mayor número de poblaciones para seleccionar los potenciales bancos de semilla.

Fire cue effects on seed germination of six species of northwestern Patagonian grasslands

Postfire recruitment of seedlings has been attributed to a stimulation of germination by fire-related cues. The germination response to heat shock (80 °C – 5 min), smoke (60 min), the combination of both factors and no heat no smoke (control) was studied in six native species (two dominant grasses, two dominant shrubs and two annual fugitive herbs) of northwestern Patagonian grasslands. Seeds of the grasses Festuca pallescens and Stipa speciosa and the shrub Senecio bracteolatus (Asteraceae) germinated when they were exposed to heat shock, whereas seeds of the other shrub, Mulinum spinosum (Apiaceae), were killed by this fire cue. In grasses, probably the glume of caryopsis protected embryos from heat. Possibly, the seed size could explain the different responses of the two shrubs. Heat combined with smoke reduced seed germination for S. speciosa and S. bracteolatus. The heat could have scarified seeds and the longer exposure to smoke could have been toxic for embryos. The same treatment increased germination of the annual fugitive herb Boopis gracilis (Calyceraceae). We concluded that fire differentially affects the seedling recruitment of the studied species in the northwestern Patagonian grasslands.

Simulación de manejo silvícola en base a umbrales de cobertura en sistemas silvopastoriles compuestos por Festuca pallescens y Pinus ponderosa

Los sistemas silvopastoriles están sujetos a las interacciones que se generan entre sus componentes. Para asegurar el éxito productivo de estos sistemas el balance neto delas interacciones árbol-pasto debe ser neutro o positivo, de prevalecer la competencia el sistema no es sustentable en el tiempo.