Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Ảnh hưởng của sự biến đổi đặc trưng hạt trong loài đến sự nảy mầm của tám loài rừng khô nhiệt đới
Tóm tắt
Các đặc trưng chức năng có thể có sự biến đổi cả trong loài và giữa các loài, rất quan trọng trong cấu trúc và động lực của các cộng đồng tự nhiên. Những đặc trưng này có thể ảnh hưởng đến các giai đoạn nảy mầm và thiết lập cây con trong hạt giống. Mục tiêu của nghiên cứu này là đánh giá ảnh hưởng của sự biến đổi về khối lượng, thể tích và hàm lượng dinh dưỡng (C, N và P) đến sự nảy mầm của tám loài đại diện cho rừng khô nhiệt đới (TDF). Kết quả của chúng tôi cho thấy kích thước hạt, cả về khối lượng và thể tích, không dự đoán được tỷ lệ hoặc tỷ lệ phần trăm nảy mầm, cũng như không có mối liên hệ với hàm lượng dinh dưỡng. Ngược lại, hàm lượng N là đặc trưng quan trọng nhất trong giai đoạn nảy mầm. Hạt lớn không nảy mầm nhiều hơn hoặc nhanh hơn, nhưng chúng có thể cung cấp sức đề kháng tốt hơn chống lại sự khô hạn, vì chúng có tỷ lệ C/N cao hơn trong mô của chúng, một đặc tính của hạt giống điển hình. Các loài A. guachapele, B. arborea, H. crepitans và V. tortuosa cho thấy tiềm năng sinh học cao về khả năng tái sinh của chúng, đặc biệt là vì các đặc tính của hạt giống cũng như hàm lượng dinh dưỡng của chúng cho thấy những ảnh hưởng nhất quán trong thành công sinh sản, thúc đẩy tỷ lệ nảy mầm cao trong thời gian ngắn. Nói chung, kết quả thu được trong nghiên cứu này cung cấp kiến thức cơ bản cho các nghiên cứu trong tương lai, đồng thời đưa ra điểm khởi đầu cho việc khám phá sâu hơn về các sự thích nghi đặc thù của loài và cách mà chúng có thể bị ảnh hưởng bởi môi trường.
Từ khóa
#nảy mầm #đặc trưng sinh học #rừng khô nhiệt đới #hàm lượng dinh dưỡngTài liệu tham khảo
Abril-Saltos RV, Ruiz-Vásquez TE, Alonso-Lazo J, Cabrera-Murillo GM (2017) Germinación, diámetro de semilla y tratamientos pregerminativos en especies con diferentes finalidades de uso. Agron Mesoam 28:703. https://doi.org/10.15517/ma.v28i3.26205
Alvarez MP, Rendón JAS (2016) Efecto de la procedencia sobre rasgos seminales y requerimientos germinativos de Cedrela odorata (Meliaceae). Rev Jard Bot Nac 37:203–211
Asanok L, Marod D, Duengkae P et al (2013) Relationships between functional traits and the ability of forest tree species to reestablish in secondary forest and enrichment plantations in the uplands of northern Thailand. For Ecol Manag 296:9–23. https://doi.org/10.1016/j.foreco.2013.01.029
Badano EI, Sánchez-Montes de Oca EJ (2022) Seed fate, seedling establishment and the role of propagule size in forest regeneration under climate change conditions. For Ecol Manag 503. https://doi.org/10.1016/j.foreco.2021.119776
Baskin CC, Baskin JM (2004) Germinating seeds of wildflowers, an ecological perspective. Horttechnology 14:467–473. https://doi.org/10.21273/horttech.14.4.0467
Buijs G (2020) A perspective on secondary seed dormancy in arabidopsis thaliana. Plants 9:1–9. https://doi.org/10.3390/plants9060749
Cárdenas-Henao M, Londoño-Lemos V, Llano-Almario M et al (2015) Fenología de cuatro especies arbóreas de bosque seco tropical en el Jardín Botánico Universitario, Universidad del Valle (Cali), Colombia. Actual Biol 37:121–130. https://doi.org/10.17533/udea.acbi.v37n103a01
Cárdenas-Salgado JC, Pizano C (2019) Effect of temperatures that simulate fire on seed germination in a tropical dry forest. Colomb For 22:55–66. https://doi.org/10.14483/2256201X.14702
Castellanos-Barliza, León-Peláez JD (2010) Litterfall and nutrient dynamics in Acacia mangium (Mimosaceae) forest plantations of Antioquia, Colombia [Caída de hojarasca y dinámica de nutrientes en plantaciones de Acacia mangium (Mimosaceae) de Antioquia, Colombia]. Acta Biol Colomb 15:289–308
Castellanos-Barliza J, León-Peláez JD (2011) Descomposición de hojarasca y liberación de nutrientes en plantaciones de Acacia mangium (Mimosaceae) establecidas en suelos degradados de Colombia. Rev Biol Trop 59:113–128
Castellanos-Barliza J, Carmona-Escobar V, Linero-Cueto J et al (2022) Fine litter dynamics in tropical dry forests located in two contrasting landscapes of the Colombian Caribbean. Forests 13:1–14. https://doi.org/10.3390/f13050660
Chaturvedi RK, Tripathi A, Raghubanshi AS, Singh JS (2021) Functional traits indicate a continuum of tree drought strategies across a soil water availability gradient in a tropical dry forest. For Ecol Manag 482:118740. https://doi.org/10.1016/j.foreco.2020.118740
Corby HDL, Smith DL, Sprent JI (2011) Size, structure and nitrogen content of seeds of Fabaceae in relation to nodulation. Bot J Linn Soc 167:251–280. https://doi.org/10.1111/j.1095-8339.2011.01174.x
De Bedout-Mora M, Solis-Ramos LY et al (2022) Capacidad de nodulación en especies forestales leguminosas (Fabaceae) según su filogenia y características morfológicas. Rev For Mesoam Kurú 19:19. https://doi.org/10.18845/rfmk.v19i45.6315
Di Sacco A, Way M, León-Lobos P et al (2020) Manual de recolección de semillas de plantas silvestres. Royal Botanic Gardens, Kew e Instituto de Investigación de Recursos Bioló- gicos Alexander von Humboldt 2020
Faccion G, Alves AM, do Espírito-Santo MM et al (2021) Intra- and interspecific variations on plant functional traits along a successional gradient in a Brazilian tropical dry forest. Flora Morphol Distrib Funct Ecol Plants 279. https://doi.org/10.1016/j.flora.2021.151815
Galindo-Rodriguez C, Roa-Fuentes LL (2017) Seed desiccation tolerance and dispersal in tropical dry forests in Colombia: implications for ecological restoration. For Ecol Manag 404:289–293. https://doi.org/10.1016/j.foreco.2017.08.042
Gallagher RS (2013) Seeds: physiology of development, germination and dormancy, 3rd edn. Cabi
Garwood NC (1983) Seed Germination in a Seasonal Tropical Forest in Panama: A Community Study. Ecol Monogr 53:159–181
Hebbali A (2020) Olsrr: tools for building OLS regression models_. R package version 0.5.3. https://CRAN.R-project.org/package=olsrr. Accessed Jan 2023
Kassambara A, Mundt F (2022) Factoextra: extract and visualize the results of multivariate data analyses_.R package version 1.0.7. https://CRAN.R-project.org/package=factoextra. Accessed Jan 2023
Khurana E, Sagar R, Singh JS (2006) Seed size: a key trait determining species distribution and diversity of dry tropical forest in northern India. Acta Oecol 29:196–204. https://doi.org/10.1016/j.actao.2005.10.003
Lamont BB, Groom PK (2013) Seeds as a source of carbon, nitrogen, and phosphorus for seedling establishment in temperate regions: a synthesis. Am J Plant Sci 04:30–40. https://doi.org/10.4236/ajps.2013.45a005
Leishman MR, Westoby M (1994) Hypotheses on seed size: tests using the semiarid flora of western New South Wales, Australia. Am Nat 143:890–906. https://doi.org/10.1086/285638
Liu Z, Zhao M, Lu Z, Zhang H (2022) Seed traits research is on the rise: a bibliometric analysis from 1991–2020. Plants 11:1–14. https://doi.org/10.3390/plants11152006
Londoño-Lemos V, Tapasco-García J, Escobar-Hadechini O, Madriñán S (2022) Woody vegetation of a tropical dry forest remnant in the Colombian Caribbean. Colomb For 25:51–66. https://doi.org/10.14483/2256201X.17920
Lüdecke D, Ben-Shachar M, Patil I, Makowski D (2020) Extracting, computing and exploring the parameters of statistical models using R. J Open Source Softw 5:2445. https://doi.org/10.21105/joss.02445
Mathesius U (2022) Are legumes different? Origins and consequences of evolving nitrogen fixing symbioses. J Plant Physiol 276:153765. https://doi.org/10.1016/j.jplph.2022.153765
Milberg P, Lamont BB (1997) Seed/cotyledon size and nutrient content play a major role in early performance of species on nutrient-poor soils. New Phytol 137:665–672. https://doi.org/10.1046/j.1469-8137.1997.00870.x
Moles AT, Westoby M (2006) Seed size and plant strategy across the whole life cycle. Oikos 113:91–105. https://doi.org/10.1111/j.0030-1299.2006.14194.x
Moles AT, Ackerly DD, Webb CO et al (2005) A brief history of seed size. Science (80- ) 307:576–580. https://doi.org/10.1126/science.1104863
Murphy, Riley J (1962) A modified single solution method for the determination of phosphate in natural waters. Anal Chim Acta 27:36–39. https://doi.org/10.1016/S0003-2670(00)88444-5
Novoa MA, Miranda D, Melgarejo LM (2018) Efecto de las deficiencias y excesos de fósforo, potasio y boro en la fisiología y el crecimiento de plantas de aguacate (Persea americana, cv. Hass). Rev Colomb Ciencias Hortícolas 12:293–307. https://doi.org/10.17584/rcch.2018v12i2.8092
Nunes-Nesi A, Fernie AR, Stitt M (2010) Metabolic and signaling aspects underpinning the regulation of plant carbon nitrogen interactions. Mol Plant 3:973–996. https://doi.org/10.1093/mp/ssq049
Otálora N (2017) Rasgos funcionales de semillas del bosque seco tropical el Vinculo, Colombia
Pacheco MV, Matos VP, Barbosa MD et al (2007) Germinação de sementes de Platypodium elegans Vog. submetidas a diferentes tratamentos prégerminativos e substratos. Rev Bras Eng Agrícola e Ambient 11:497–501. https://doi.org/10.1590/s1415-43662007000500008
Pérez-Harguindeguy Díaz S, Garnier E et al (2013) Nuevo manual para la medición estandarizada de caracteres funcionales de plantas. Aust J Bot 61:167–234
Pérez-Martínez LV, Rodríguez-Castillo NA, Ríos OV, Melgarejo LM (2014) Germinación y dormancia de semillas. Semillas Plantas Páramo 3:63–113
Pinho BX, Tabarelli M, Engelbrecht BMJ et al (2019) Plant functional assembly is mediated by rainfall and soil conditions in a seasonally dry tropical forest. Basic Appl Ecol 40:1–11. https://doi.org/10.1016/j.baae.2019.08.002
Pizano, García (2014) El Bosque Seco Tropical en Colombia. Instituto de Investigación de Recursos Biológicos Alexander von Humboldt (IAvH). Bogotá, D.C., Colombia
Plaza GA, Magnitskiy SV (2007) Fisiología de semillas recalcitrantes de árboles tropicales. Agron Colomb 1:96–106
Prado-Junior JA, Schiavini I, Vale VS et al (2017) Functional traits shape size-dependent growth and mortality rates of dry forest tree species. J Plant Ecol 10:rtw103. https://doi.org/10.1093/jpe/rtw103
Pugnaire, Valladares (2007) Functional plant ecology. CRC Press. Taylor & Francis Group, New York
Quinto L, Martínez-Hernández PA, Pimentel-Bribiesca L, Rodríguez-Trejo DA (2009) Alternativas Para Mejorar La Germinación De Semillas De Tres Árboles Tropicales. Rev Chapingo Ser Ciencias For Ambient Aceptado 15:23–28
R Core Team (2022) R: a language and environment for statistical computing. R Foundation for Statistical. R Found. Comput. 2022
Rahayu S, Pambudi S, Permadi D et al (2022) Functional trait profiles and diversity of trees regenerating in disturbed tropical forests and agroforests in Indonesia. For Ecosyst 9:100030. https://doi.org/10.1016/j.fecs.2022.100030
Ranal MA, De Santana DG (2006) How and why to measure the germination process? Rev Bras Bot 29:1–11. https://doi.org/10.1590/S0100-84042006000100002
Rodríguez-Alarcón SJ, Pinzón-Pérez L, Cruz JL, Amaya DC (2020) Functional traits of woody plants at green spaces in Bogotá, Colombia. Biota Colomb 21:108–133. https://doi.org/10.21068/C2020.V21N02A08
Romero-Saritama JM, Castillo AEB (2022) Variación Morfológica en Semillas de 20 Especies Leñosas Nativas en un Bosque Seco Sudamericano. Fronteiras 11:54–59. https://doi.org/10.21664/2238-8869.2022v11i1.p54-59
Romero-Saritama JM, Pérez Ruiz C (2016) Rasgos morfológicos de semillas y su implicación en la conservación ex situ de especies leñosas en los bosques secos tumbesinos. Ecosistemas 25:59–65. https://doi.org/10.7818/ECOS.2016.25-2.07
Rubio de Casas R, Willis CG, Pearse WD et al (2017) Global biogeography of seed dormancy is determined by seasonality and seed size: a case study in the legumes. New Phytol 214:1527–1536. https://doi.org/10.1111/nph.14498
Salgado-Negret B (2016) La Ecología Funcional como aproximación al estudio, manejo y conservación de la biodiversidad: protocolos y aplicaciones. Instituto de Investigación de Recursos Biológicos Alexander von Humboldt, Bogotá, D. C. Colombia
Salvador HF, Mazzottini-dos-Santos HC, Dias DS et al (2022) The dynamics of Mauritia flexuosa (Arecaceae) recalcitrant seed banks reveal control of their persistence in marsh environments. For Ecol Manag 511. https://doi.org/10.1016/j.foreco.2022.120155
Sautu A, Baskin JM, Baskin CC, Condit R (2006) Studies on the seed biology of 100 native species of trees in a seasonal moist tropical forest, Panama, Central America. For Ecol Manag 234:245–263. https://doi.org/10.1016/j.foreco.2006.07.006
Sleutel S, De Neve S, Singier B, Hofman G (2007) Quantification of organic carbon in soils: a comparison of methodologies and assessment of the carbon content of organic matter. Commun Soil Sci Plant Anal 38:2647–2657. https://doi.org/10.1080/00103620701662877
Solberg SØ, Yndgaard F, Andreasen C et al (2020) Long-term storage and longevity of orthodox seeds: a systematic review. Front Plant Sci 11:1–14. https://doi.org/10.3389/fpls.2020.01007
Soltani E, Ghaderi-Far F, Baskin CC, Baskin JM (2015) Problems with using mean germination time to calculate rate of seed germination. Aust J Bot 63:631–635. https://doi.org/10.1071/BT15133
Soriano D, Orozco-Segovia A, Mrquez-Guzmn J et al (2011) Seed reserve composition in 19 tree species of a tropical deciduous forest in Mexico and its relationship to seed germination and seedling growth. Ann Bot 107:939–951. https://doi.org/10.1093/aob/mcr041
Soriano D, Alvarado-López S, Zúñiga-Sánchez E et al (2015) Analysis of nitrogen seed reserves of ten tree species of the tropical dry forest. S Afr J Bot 97:149–153. https://doi.org/10.1016/j.sajb.2015.01.003
Suresh H, Nanda A (2021) Comparative phenologies of two tropical dry forests in Southern India. J Glob Ecol Environ 13:36–57
Valencia-Díaz S, Flores-Morales A, Flores-Palacios A, Perea-Arango I (2015) How does the presence of endosperm affect seed size and germination? Bot Sci 93:783–789. https://doi.org/10.17129/botsci.251
Vargas W (2012) Los bosques secos del Valle del Cauca, Colombia: una aproximación a su flora actual. Biota Colomb 13:102–164
Vargas-Figueroa JA (2015) Germinación de semillas de cuatro especies arbóreas del bosque seco tropical del Valle del Cauca, Colombia. Rev Biol Trop 63:249. https://doi.org/10.15517/rbt.v63i1.14123
Veselá A, Duongová L, Münzbergová Z (2022) Plant origin and trade-off between generative and vegetative reproduction determine germination behaviour of a dominant grass species along climatic gradients. Flora Morphol Distrib Funct Ecol Plants 297. https://doi.org/10.1016/j.flora.2022.152177
Visscher AM, Vandelook F, Fernández-Pascual E et al (2022) Low availability of functional seed trait data from the tropics could negatively affect global macroecological studies, predictive models and plant conservation. Ann Bot:773–784. https://doi.org/10.1093/aob/mcac130
White PJ, Veneklaas EJ (2012) Nature and nurture: the importance of seed phosphorus content. Plant Soil 357:1–8. https://doi.org/10.1007/s11104-012-1128-4
Zamora-Cornelio LF, Ochoa-Gaona S, Simón GV et al (2010) Germinación de semillas y clave para la identificación de plántulas de seis especies arbóreas nativas de humedales del sureste de México. Rev Biol Trop 58:717–732. https://doi.org/10.15517/rbt.v58i2.5241
Zhang J, Zhou J, Lambers H et al (2022) Nitrogen and phosphorus addition exerted different influences on litter and soil carbon release in a tropical forest. Sci Total Environ 832:155049. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.155049