Shifts in seed size across experimental nitrogen enrichment and plant density gradients

Wir untersuchten die Hypothese, dass eine zunehmende Verfügbarkeit von Bodenressourcen zu einer Selektion von Pflanzen mit größeren Samen führt, indem: (1) die Samendichte und damit die Konkurrenz der Keimlinge in der Gemeinschaft erhöht wird, (2) die Konkurrenz um Licht größer wird, was Arten mit größeren Samen fördert, wenn ihre zusätzlichen Samenressourcen in die Schösslinge gehen. Wir untersuchten außerdem die Hypothese, dass Pflanzen auf eine erhöhte Nährstoffverfügbarkeit reagieren indem sie größere Samen produzieren. In einem Experiment unter kontrollierten Umweltbedingungen zogen wir Monokulturen von fünf gemeinsam vorkommenden, annuellen Pflanzenarten bei zwei N Zusatzraten und maßen die Samengröße und die Anzahl der produzierten Samen. In einem zweiten säten wir die Samen der fünf Arten gemeinsam und manipulierten die Stickstoff (N) Zusatzrate sowie die Samendichte der Gemeinschaft und maßen die Artenperformanz. In dem ersten Experiment erhöhte ein höherer N Zusatz die Samengröße, dies jedoch nur bei den Arten mit größeren Samen. Im zweiten Experiment erhöhter ein hoher N Zusatz die Samenproduktion der Gemeinschaft. Im Gegensatz zu unserer Hypothese wurden bei hoher Samendichte Arten mit kleinen Samen selektiert, möglicherweise weil sie schneller keimten und wuchsen und so in der Lage waren limitierende Ressourcen aufzubrauchen. Arten mit großen Samen wurden bei einem hohen N Zusatz gefördert, so wie wir vermuteten. Unsere Daten lassen jedoch vermuten, dass dies jedoch eher darauf zurückzuführen war, dass ihre Samenreserven ihr Überleben unter der dichteren Pflanzendecke bei fruchtbaren Bedingungen ermöglichte, als auf Konkurrenzvorteile. Unsere Ergebnisse weisen auf die weitgehend übersehene Rolle der Rekrutierung bei der Bestimmung der Reaktion einer Gemeinschaft auf Düngung hin. Auch wenn unsere Ergebnisse nicht für alle Pflanzengemeinschaften generalisiert werden können lassen sie jedoch vermuten, dass die Sameneigenschaften eine Rolle bei der Reaktion einer Gemeinschaft sowohl auf den direkten Effekt eines N Zusatzes als auch auf die Erhöhung der Samendichte, die durch eine erhöhte Produktion verursacht wird, spielen. Diese Ergebnisse stimmen ebenfalls mit der Ansicht überein, dass der Vorteil von großen Samen kein Konkurrenzvorteil ist, sondern ein besseres Überleben im Angesicht von ungünstigen Umweltbedingungen ermöglicht.