Smoke Water and Heat Shock Influence Germination of Shortgrass Prairie Species

Abstract

Smoke or heat from fire can act as a cue that affects seed germination. We examined germination responses of 10 plant species (six forbs, two shrubs, two grasses) native to the southern High Plains in the United States, to smoke, heat, and their interaction in a laboratory experiment. Smoke treatments were applied by soaking seeds in 1∶5, 1∶10, or 1∶100 (v/v) Regen 2000® smoke solution for 20 h. Heat treatments were applied by placing seeds in an oven at 50°C or 80°C for 5 min. Nine species responded to smoke, heat, or both. Results showed that smoke can enhance, inhibit, or not affect seed germination. Germination capacities of Gutierrezia sarothrae (Pursh) Britton & Rusby and Astragalus crassicarpus Nutt. were promoted by 1∶5 and 1∶100 dilutions of smoke water, respectively; Coreopsis tinctoria Nutt., G. sarothrae, Salvia reflexa Hornem., Digitaria ciliaris (Retz.) Koeler, and Panicum virgatum L. were inhibited by high and/or moderate concentrations of smoke water either in germination percentage or in mean germination time. Germination percentage of Solanum elaeagnifolium Cav. increased following an 80°C heat treatment. Interaction effects between smoke and heat on germination also were detected. Smoke and heat treatments might be useful as management tools for promoting or suppressing specific target species of shortgrass prairie communities in future habitat management. El ahumado o calor del fuego puede actúa como agente que afecta la germinación de semillas. En un experimento de laboratorio, examinamos la respuesta de diez especies nativas (seis hierbas, dos arbustos, y dos pastos) de las Planicies del Sur de los Estados Unidos al ahumado, calor y las interacciones. En los tratamientos de ahumado se remojaron semillas con la solución de ahumado Regen 2000® en 1∶5, 1∶10, o 1∶100 (v/v) por 20 horas. Los tratamientos de calor se aplicaron poniendo semillas en un horno a 50°C o 80°C por 5 minutos. Nueve especies respondieron al ahumado, calor, o ambos. Los resultados mostraron que el ahumado podría mejorar, inhibir o no afectar la germinación. Las capacidades de germinación de la Gutierrezia sarothrae (Pursh) Britton & Rusby y Astragalus crassicarpus Nutt. fueron estimuladas por la dilución de 1∶5 y 1∶100 ahumador agua, respectivamente; Coreopsis tinctoria Nutt., G. sarothrae, Salvia reflexa Hornem., Digitaria ciliaris (Retz.) Koeler, y Panicum virgatum L. fueron inhibidas por alto y/o moderada concentración de ahumador agua en ambos porcetaje de germinación o en tiempo promedio de germinación. El porcentaje de germinación de Solanum elaeagnifolium Cav. aaumento después del tratamiento de calor a 80°C. Se detectaron efectos de interacciones entre ahumado y calor en la germinación. Los tratamiento de ahumado y calor podrían ser útiles como herramientas de manejo para promover o suprimir especies claves especificas de las comnidades de las praderas de pastos cortos en futuros manejos de hábitat.