The effect of diversity and spatial arrangement on biomass of agricultural cultivars and native plant species

Various spatial arrangements can be found within natural grassland plant populations and communities. In contrast, spatial arrangement diversity is typically not observed in agroecosystems. Little is known about the influence of spatial arrangement on the productivity and success of agricultural or native plants. Such information is of interest to farmers who want to increase yield and restorationists working with native ecosystems. Agricultural and native plants were planted in two-way mixtures that included combinations of cultivars, species, genera, or functional groups. Each combination was arranged as a random mixture within rows, alternating rows of the different genotypes or species, and as alternating pairs of rows. Aboveground biomass was determined for each mixture component and compared to monoculture controls. Though plot composition had the most consistent influence on aboveground biomass, spatial arrangement appeared to have some influence among agricultural cultivars. Whether native or agricultural, biomass was greater for mixtures containing both a grass and a legume.

ZusammenfassungIn den Pflanzenpopulationen und -gemeinschaften natürlicher Grünländer können verschiedene räumliche Anordnungen gefunden werden. Im Gegensatz dazu wird eine Diversität der räumlichen Anordnung in Agrarökosystemen typischerweise nicht gefunden. Es ist wenig über den Einfluss der räumlichen Anordnung auf die Produktivität und den Erfolg von landwirtschaftlichen oder einheimischen Pflanzen bekannt. Diese Information ist von Interesse für Landwirte, die ihre Ernte erhöhen wollen, und Naturschützer, die mit natürlichen Ökosystemen arbeiten. Landwirtschaftliche und einheimische Pflanzen wurden in zweifachen Mischungen gepflanzt, die Kombinationen von Kultursorten, Arten, Genera und funktionellen Gruppen beinhalteten. Jede Kombination wurde als eine willkürliche Mischung in den Reihen arrangiert, als alternierende Reihen von unterschiedlichen Genotypen oder Arten und als alternierende Paare von Reihen. Es wurde die oberirdische Biomasse für jede Mischungskomponente bestimmt und mit den Monokulturkontrollen verglichen. Obwohl die Zusammensetzung der Plots den größten erkennbaren Einfluss auf die oberirdische Biomasse hatte, schien die räumliche Anordnung einigen Einfluss auf die landwirtschaftlichen Kultursorten zu haben. Sowohl für einheimische als auch landwirtschaftliche Pflanzen war die Biomasse in den Mischungen größer, die sowohl Gräser als auch Leguminosen enthielten.