Seedling emergence patterns of six restoration species in soils from two big sagebrush plant communities

Authors

Lacey Wilder, Wildland Resources Department and Ecology Center, Utah State University, Logan, UT; Present address: SWCA Environmental Consultants, Salt Lake City, UTFollow
Kari E. Veblen, Wildland Resources Department and Ecology Center, Utah State University, Logan, UTFollow
Eugene W. Schupp, Wildland Resources Department and Ecology Center, Utah State University, Logan, UTFollow
Thomas A. Monaco, U.S. Department of Agriculture, Agricultural Research Service, Forage and Range Research Lab, Utah State University, Logan, UTFollow

Abstract

Despite the critical need to improve degraded herbaceous understory conditions in many semiarid ecosystems, the influence of soil properties on seedling emergence of species seeded in shrubland plant communities is largely unexplored. We evaluated emergence patterns of 6 restoration species in soils from wyomingensis (i.e., Wyoming big sagebrush, Artemisia tridentata ssp. wyomingensis [Beetle & A. Young] S.L. Welsh) and vaseyana (i.e., mountain big sagebrush, A. t. ssp. vaseyana [Rydb.] Beetle) plant communities that differed in soil texture, soil organic matter content, and soil water-holding capacity. We conducted 2 separate experiments that regularly wetted soils to standardized soil water potentials (i.e., field capacity; −0.03 MPa) and allowed differences in evaporation to create distinct wet-dry watering pattern cycles over a 26–29 d period. Our objectives were to compare soil attributes of wyomingensis and vaseyana soils, evaluate whether emergence patterns of restoration species vary within these soils, and determine how these patterns are altered by soil water-content levels. We found differences in soil texture and organic matter between soils and thus soil water-holding capacity: finer-textured vaseyana soils held roughly twofold more water than coarse-textured wyomingensis soils. Seeds in vaseyana soils were exposed to fewer wet-dry cycles compared to wyomingensis soils because of the greater capacity of vaseyana soils to retain water. Restoration species also collectively exhibited greater emergence in vaseyana soils than in wyomingensis soils, yet emergence patterns were vastly different among species, and differences between soils became more pronounced under low soil water for only 2 species. We conclude that the manner in which soils and water uniquely influenced emergence patterns provides new insights into species suitability for restoration sites and how inherent soil differences may constrain seeding success.


A pesar de la necesidad imperante de mejorar las condiciones deterioradas de los sotobosques herbáceos en muchos ecosistemas semiáridos, la influencia que tienen las propiedades del suelo, en la aparición de las plántulas de especies sembradas en las comunidades de matorrales es ampliamente inexplorada. Evaluamos los patrones de emergencia de seis especies en restauración en suelos de comunidades de artemisa wyomingensis (Artemisia tridentata ssp. wyomingensis [Beetle & A. Young] S.L. Welsh y artemisa vaseyana (A. t. ssp. vaseyana [Rydb.] Beetle), estas comunidades de plantas difirieron en textura, contenido de materia orgánica y capacidad de retención de agua del suelo. Llevamos a cabo dos experimentos separados en los que se humedecieron los suelos regularmente hasta estandarizar su potencial de agua (i.e. capacidad de campo; −0.03 MPa), dando lugar a diferencias en la evaporación, con el fin de generar distintos patrones cíclicos de humedad/sequía, durante un período de 26–29 días. Nuestros objetivos fueron (1) comparar los atributos de los suelos de wyomingensis y de vaseyana, (2) evaluar si los patrones de emergencia de las especies en restauración varían entre cada tipo de suelo y (3) determinar cómo estos patrones son alterados por el contenido de agua en el suelo. Encontramos diferencias en la textura y en el contenido de materia orgánica entre los distintos tipos de suelos y, por lo tanto, en su capacidad de retención de agua. La textura fina del suelo de artemisa vaseyana retuvo aproximadamente el doble de agua que el suelo con de textura gruesa de artemisa wyomingensis. Las semillas en los suelos de vaseyana fueron expuestas a menos ciclos humedad/sequía en comparación con él suelo de wyomingensis, debido a la mayor capacidad de retención de agua del suelo de vaseyana. En general, las especies en restauración mostraron mayor recuperación en el suelo de vaseyana que en el de wyomingensis. No obstante, los patrones de recuperación difirieron ampliamente entre las especies. Únicamente en dos especies las diferencias entre el suelo se hicieron más pronunciadas por la escasez de agua en el suelo. Concluimos que la forma en que los suelos y el agua influyen en los patrones de emergencia de las especies, proporciona nueva información acerca de la susceptibilidad de las especies en los sitios de restauración y cómo las características inherentes del tipo de suelo pueden limitar el éxito de la siembra.

Recommended Citation

Wilder, Lacey; Veblen, Kari E.; Schupp, Eugene W.; and Monaco, Thomas A. (2019) "Seedling emergence patterns of six restoration species in soils from two big sagebrush plant communities," Western North American Naturalist: Vol. 79: No. 2, Article 9.
Available at: https://scholarsarchive.byu.edu/wnan/vol79/iss2/9