Effects of invasive forb litter on seed germination, seedling growth and survival

Abstract

Two Eurasian forbs, Euphorbia esula L. and Centaurea maculosa Lam., continue to spread in the northwestern United States despite extensive and expensive control efforts. We investigated whether litter from these forbs and associated soils suppress germination and growth of two native perennial grasses (Pseudoroegneria spicata [Scribn. & Smith A. Love], Pascopyrum smithii [Rydb.] A. Love), which may partly explain the success of these invasive forbs. Seed germination was unaffected, but roots were shorter at higher leachate concentrations. The physical presence of litter (Euphorbia, Centaurea, none) did not affect seed germination or number of leaves of seedlings of the four species, but it affected seedling heights; the tallest seedlings were those covered with Centaurea litter; the shortest were those without litter. As a mechanical barrier, litter type did not affect survival or number of leaves of pregerminated seeds, but litter inhibited shoot growth. Seed germination of the four species on soils from infested or noninfested areas differed; Euphorbia germination, albeit low (< 4 %) was higher on soils collected from Euphorbia- infested areas, whereas germination of the other species was higher on soils from noninfested areas. These results indicate that litter from these invasive forbs can have subtle effects on growth of seedlings of these native grasses, especially the native Pseudoroegneria, and that these forbs have some unknown effect on soil properties which reduce germination. Die Ausbreitung zweier Unkräuter eurasiatischer Herkunft (Euphorbia esula L. und Centaurea maculosa Lam.) in den nordwestlichen USA konnte trotz umfangreicher Gegenmaßnahmen bisher nicht aufgehalten werden. Wir untersuchten, ob diese Kräuter durch Streuproduktion oder andere Bodenveränderungen eine negative Wirkung auf Keimfähigkeit und Wachstum zweier heimischer mehrjähriger Gräser (Pseudoroegneria spicata [Scribn. & Smith A. Love], Pascopyrum smithii [Rydb.] A. Love) ausüben, was zum Teil den Erfolg dieser Unkräuter erklären könnte. Saataufgang war nicht beeinträchtigt, aber Wurzeln waren kürzer und wiesen höhere Exsudatkonzentrationen auf. Die pure Anwesenheit von Euphorbia- oder Centaurea streu hatte keinen Effekt auf Auflauf oder Blattanzahl der Sämlinge aller vier Arten, sowohl auf Böden aus verunkrauteten Arealen als auch auf vorher unkrautfreien Böden. Streu beeinflusste aber die Sämlingshöhe: die höchsten Sämlinge traten in Verbindung mit Centaurea Streu auf, die niedrigsten unter streulosen Bedingungen. Die Streuart hatten keinen Einfluss auf Überlebensfähigkeit oder Blattzahl vorgekeimter Samen, jedoch beeinträchtigte das Vorhandensein von Streu die Sprosslänge. Die Keimfähigkeit der vier Arten hing davon ab, ob die Böden aus verunkrauteten oder unkrautfreien Gebieten stammten. Die Euphorbia-Keimrate, obwohl generell niedrig (< 4 %), war höher auf Böden aus Euphorbia-befallenen Gebieten, die Keimfähigkeit der anderen Arten war höher auf Böden aus unkrautfreien Arealen. Unsere Resultate zeigen, dass Streu dieser eingeschleppten Kräuter leichte Effekte auf das Keimlingswachstum der beiden heimischen Gräser ausübt, insbesondere auf die heimische Pseudoroegneria und dass diese Käuter die Bodeneigenschaften in bisher unbekannter Weise beeinflussen, welche die Keimungsrate beeinträchtigen.