Weed species diversity in organic and integrated farming systems

• Autorzy: Jastrzebska M. , Jastrzebski W. P. , Holdynski C. , Kostrzewska M. K.

Warianty tytułu

PL

Różnorodność gatunkowa chwastów na polach prowadzonych według zasad ekologicznego i integrowanego systemu gospodarowania

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Phytosociological data were collected in 1994–1996 in plots (relevés) at the Research Station for Organic Farming and Conservation Breeding of the Polish Academy of Sciences in Popielno included in a large-area experiment conducted according to the concept and method proposed by Prof. S. Nawrocki. In a four-field crop rotation (root crops – spring barley undersown with red clover and grasses – red clover/grass mixture – winter triticale), each field was divided into two management units, organic and integrated. Data were collected in relevés by the Braun-Blanquet method, each year at the peak of the growing season. Weed abundance (% cover) in cultivated fields and the number of weed species (species richness) in crops were determined, which provided a basis for calculating the Shannon- -Wiener indices of species diversity and evenness, and the Rényi profiles. The qualitative (species) and quantitative structure of weed communities was compared using the Sorensen index. A total of 115 weed taxa (species, subspecies and varieties) were identified in the examined agro-phytocenoses. Echinochloa crus-galli, Chenopodium album, Matricaria maritima subsp. inodora, Capsella bursa-pastoris, Thlaspi arvense and Stellaria media were the most abundant. Weed infestation was slightly higher in the organic farming system than in the integrated system. Organic farming contributed to higher weed species diversity in root crops, red clover/grass mixtures and winter triticale. Weed species richness was reduced in red clover/grass stands, while root crops and – to a lesser degree – spring barley undersown with red clover and grasses decreased weed species diversity. The species composition and in particular the quantitative structure of weeds were affected by crop species and cultivation regime rather than by the farming system. Weed communities of crops grown under organic and integrated farming systems were more similar with regard to species composition than the quantitative structure.

PL

Podstawą pracy są zdjęcia fitosocjologiczne wykonane w latach 1994–1996 na polach Stacji Badawczej Rolnictwa Ekologicznego i Hodowli Zachowawczej PAN w Popielnie, objętych doświadczeniem łanowym wg koncepcji i metodyki Prof. S. Nawrockiego. Każde z czterech pól realizowanego płodozmianu (okopowe – jęczmień jary z wsiewką koniczyny czerwonej z trawami – koniczyna czerwona z trawami – pszenżyto ozime) zostało podzielone na dwie części, na których rośliny uprawiano według zasad rolnictwa ekologicznego i integrowanego. Zdjęcia wykonywano corocznie w pełni wegetacji, metodą Braun-Blanqueta. Materiał wyjściowy poddano dalszemu opracowaniu pod kątem ustalenia przeciętnego pokrycia pól przez chwasty i liczby gatunków zachwaszczających rośliny uprawne (bogactwa gatunkowego chwastów). Na tej podstawie obliczono wskaźniki różnorodności i równomierności gatunkowej Shannona-Wienera oraz wyznaczono profile Rényi’ego. Strukturę gatunkową i ilościową zbiorowisk porównano za pomocą współczynników podobieństwa Sorensena. W badanych agrofitocenozach zidentyfikowano łącznie 115 taksonów (w randze gatunków, podgatunków lub odmian botanicznych), wśród których największą obfitością wyróżniały się: Echinochloa crus-galli, Chenopodium album, Matricaria maritima subsp. inodora, Capsella bursa-pastoris, Thlaspi arvense, Stellaria media. Rośliny uprawiane wg zasad rolnictwa ekologicznego były nieco silniej zachwaszczone niż w uprawie integrowanej. System ekologiczny sprzyjał różnorodności gatunkowej chwastów w uprawie okopowych, koniczyny czerwonej z trawami i pszenżyta. Łan koniczyny czerwonej z trawami ograniczał bogactwo gatunkowe chwastów, a okopowe oraz w mniejszym stopniu jęczmień jary z wsiewką – różnorodność gatunkową chwastów. System gospodarowania mniej różnicował skład gatunkowy chwastów, a zwłaszcza ich strukturę ilościową niż roślina uprawna i związana z nią agrotechnika. Zbiorowiska chwastów formujące się w roślinach uprawianych w systemie ekologicznym i integrowanym były bardziej podobne pod względem składu gatunkowego niż struktury ilościowej.

• Wydawca: -
• Czasopismo: Acta Agrobotanica
• Rocznik: 2013
• Tom: 66
• Numer: 3
• Opis fizyczny: p.113-124,fig.,ref.

Twórcy

autor

Jastrzebska M.

• Department of Agricultural Systems, University of Warmia and Mazury in Olsztyn, Plac Lodzki 3, 10-727 Olsztyn, Poland

autor

Jastrzebski W. P.

• Department of Botany and Nature Protection, University of Warmia and Mazury in Olsztyn, Plac Lodzki 1, 10-727 Olsztyn, Poland

autor

Holdynski C.

• Department of Botany and Nature Protection, University of Warmia and Mazury in Olsztyn, Plac Lodzki 1, 10-727 Olsztyn, Poland

autor

Kostrzewska M. K.

• Department of Agricultural Systems, University of Warmia and Mazury in Olsztyn, Plac Lodzki 3, 10-727 Olsztyn, Poland

Bibliografia

• Dobrzański A. Biologiczne i agrotechniczne aspekty regulowania zachwaszczenia. Ekspertyza. Rozwój potencjału innowacyjnego członków Sieci Naukowej „Agroinżynieria dla rozwoju zrównoważonego rolnictwa, przemysłu rolno-spożywczego i obszarów wiejskich”. AgEngPol. 2009. (in Polish)
• Hochół T. Chwasty czy rośliny towarzyszące uprawom? / Weeds or plants accompanying crops? Pam. Puł. 2003; 134: 89–96. (in Polish)
• Petit S., Boursault A., Le Guilloux M., Munier-Jolain N., Reboud X. Weeds in agricultural landscapes. A review. Agron. Sustain Dev. 2011; 31(2): 309–317. http://dx.doi.org/10.1051 /agro/2010020
• Storkey J., Westbury D.B. Managing arable weeds for biodiversity. Pest Manag Sci. 2007; 63(6): 517–523. http://dx.doi.org/10.1002/ps.1375
• Swift MJ, Vandermeer J, Ramakrishnan PS, Anderson JM, Ong CK, Hawkins BA. Biodiversity and agroecosystem function. In: Mooney HA, Cushman JH, Medina E, Sala OE, Schulze E–D, editors. Functional roles of biodiversity: a global perspective. London: Wiley, 1996; 261–297.
• Fischer J., Brosi B., Daily G.C., Ehrlich P.R., Goldman R., Goldstein J. et al. Should agricultural policies encourage land sparing or wildlife-friendly farming? Front Ecol Environ. 2008; 6(7): 380–385. http://dx.doi.org/10.1890/070019
• Marshall E.J.P. Weeds and biodiversity in arable crops. Proceedings of 3rd Iranian Weed Science Congress. 2010; 2: 39–48.
• Wright H.L., Lake I.R., Dolman P.M. Agriculture – a key element for conservation in the developing world. Conserv. Lett. 2012; 5(1): 11–19. http://dx.doi.org/10.1111/j.1755-263X.2011.00208.x
• Hole D.G., Perkins A.J., Wilson J.D., Alexander I.H., Grice P.V., Evans A.D. Does organic farming benefit biodiversity? Biol. Conserv. 2005; 122(1): 113–130. http://dx.doi.org/10.1016/j.biocon.2004.07.018
• Rundlöf M., Edlund M., Smith H.G. Organic farming at local and landscape scales benefits plant diversity. Ecography. 2010; 33: 514–522. http://dx.doi.org/10.1111/j.1600-0587. 2009.05938.x
• Connor D.J. Organic agriculture cannot feed the world. Field Crops Res. 2008; 106(2): 187–190. http://dx.doi.org/10.1016/j.fcr.2007.11.010
• Morris C., Winter M. Integrated farming systems: the third way for European agriculture? Land Use Policy. 1999; 16(4): 193–205. http://dx.doi.org/10.1016/S0264-8377(99)00020-4
• Krasowicz S. Możliwości rozwoju różnych systemów rolniczych w Polsce. / The possibilities for development of different agricultural systems in Poland. Rocz. Nauk Rol. Ser. G. 2009; 96(4): 110–121. (in Polish)
• Jastrzębska M., Wanic M., Kostrzewska M.K. Influence of crop rotation and meteorological conditons on biodiversity of weed communities in spring barley. Acta Agrobot. 2010; 63(1): 221–233. http://dx.doi.org/10.5586/aa.2010.025
• Spellerberg I.F., Fedor P.J. A tribute to Claude Shannon (1916–2001) and a plea for more rigorous use of species richness, species diversity and the ‘Shannon–Wiener’ Index. Global Ecol. Biogeogr. 2003; 12(3): 177–179. http://dx.doi.org/10.1046/j.1466-822X.2003. 00015.x
• Tóthmérész B. Comparison of different methods for diversity ordering. J. Veg. Sci. 1995;6(2):283–290. http://dx.doi.org/10.2307/3236223
• Kondracki J. Polska północno-wschodnia. Warszawa: PWN; 1972. (in Polish)
• Kondracki J. Geografia regionalna Polski. Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN; 1998. (in Polish)
• Mirek Z., Piękoś-Mirek H., Zając A., Zając M. Vascular plants of Poland: a checklist. Kraków: Instytut Botaniki im. W. Szafera w Krakowie PAN; 1995. (in Polish)
• Hyvönen T., Ketoja E., Salonen J., Jalli H., Tiainen J. Weed species diversity and community composition in organic and conventional cropping of spring cereals. Agric. Ecosyst. Environ. 2003; 97 (1–3): 131–149. http://dx.doi.org/10.1016/S0167-8809(03) 00117-8
• Bengtsson J., Ahnström J., Weibull A–C. The effects of organic agriculture on biodiversity and abundance: a meta-analysis. J. Appl. Ecol. 2005; 42(2): 261–269. http://dx.doi.org/10. 1111/j.1365-2664.2005.01005.x
• Wehke S., Zoldan J.W., Frankenberg T., Ruthsatz B. Möglichkeiten im Ackerbau zur Förderung der Segetalflora im westlichen Hunsrück. / Possibilities of farming to promote weed flora in the western Hunsrück (Germany). Mitt Biol Bundesanst Land- Forstwirtsch. 2006; 403: 57–65. (in German)
• Skrzyczyńska J., Rzymowska Z. Zmiany w zachwaszczeniu zbóż w gospodarstwach ekologicznych i tradycyjnych Podlasia zachodniego w latach 1999–2000 i 2005–2006. / Changes in weed infestation of cereals in ecological and traditional farms of the Western Podlasie region between 1999–2000 and 2005–2006. Pam. Puł. 2007; 145: 185–198. (in Polish)
• Tyburski J., Rychcik B. Zachwaszczenie pszenicy ozimej w gospodarstwie ekologicznym i konwencjonalnym na Pojezierzu Ełckim. / Weed infestation of winter wheat grown in organic and conventional farm in the area of Elk Lakeland. Pam. Puł. 2007; 145: 233–241. (in Polish)
• Kaar B., Freyer B. Weed species diversity and cover-abundance in organic and conventional winter cereal fields and 15 years ago. In: 2nd Conference of the International Society of Organic Agriculture Research ISOFAR, Modena, Italy: ISOFAR; 2008. 686–689.
• Romero A., Chamorro L., Sans F.C. Weed diversity in crop edges and inner fields of organic and conventional dryland winter cereal crops in NE Spain. Agric. Ecosyst. Environ. 2008; 124(1–2): 7–104. http://dx.doi.org/10.1016/j.agee.2007.08.002
• Armengot L., Sans F.X., Fischer C., Flohre A., José-Maria L., Tscharntke T. et al. The β-diversity of arable weed communities on organic and conventional cereal farms in two contrasting regions. Appl. Veg. Sci. 2012; 15(4): 571–579. http://dx.doi.org/10.1111/j.1654-109X.2012.01190.x
• Hiltbrunner J., Scherrer C., Streit B., Jeanneret P., Zihlmann U., Tschachtli R. Long-term weed community dynamics in Swiss organic and integrated farming systems. Weed Res. 2008; 48(4): 360–369. http://dx.doi.org/10.1111/j.1365-3180.2008.00639.x
• Feledyn-Szewczyk B., Duer I., Staniak M. Bioróżnorodność flory segetalnej w roślinach uprawianych w ekologicznym, integrowanym i konwencjonalnym systemie produkcji rolnej. / Biodiversity of weed flora in crops cultivated in organic, integrated and conventional production systems. Pam. Puł. 2007; 145: 61–76. (in Polish)
• Lososová Z., Kolářová M., Tyšer L., Lvončík S. Organic, integrated and conventional management in apple orchards: effect on plant species composition, richness and diversity. Acta Univ. Agric. Silvic Mendel Brun. 2011; 59: 151–158.
• Zimny L. Definicje i podziały systemów rolniczych. / Definitions and divisions of farming systems. Acta Agrophys. 2007; 10(2): 507–518. (in Polish)
• Granstedt A., Tyburski J. Współczesne europejskie systemy rolnicze. / Contemporary European farming systems. Fragm. Agron. 2006; 2: 72–95. (in Polish)
• Ulber L., Steinmann H–H., Klimek S., Isselstein J. An on-farm approach to investigate the impact of diversified crop rotations on weed species richness and composition in winter wheat. Weed Res. 2009; 49(5): 534–543. http://dx.doi.org/10.1111/j.1365-3180.2009. 00722.x
• Hawes C., Squire G.R., Hallett P.D., Watson C.A., Young M. Arable plant communities as indicators of farming practice. Agric. Ecosyst. Environ. 2010; 138(1–2): 17–26. http:// dx.doi.org/10.1016/j.agee.2010.03.010
• Rębarz K., Borówczak F., Grześ S. Zachwaszczenie ziemniaków w zależności od deszczowania i systemu uprawy. / Weed infestation of potatoes depending on irrigation and cultivation system. Progr. Plant Prot. 2006; 46(2): 219–222. (in Polish)
• Stupnicka-Rodzynkiewicz E., Stępnik K., Lepiarczyk A. Wpływ zmianowania, sposobu uprawy roli i herbicydów na bioróżnorodność zbiorowisk chwastów. / Effect of the crop rotation, tillage method and herbicides on the biodiversity of weed communities. Acta Sci. Pol. Agricult. 2004; 3: 235–245. (in Polish)
• Otto S., Vasileiadis V.P., Masin R., Zanin G. Evaluating weed diversity with indices of varying complexity in north-eastern Italy. Weed Res. 2012; 52(4): 373–382. http://dx.doi.org/10.1111/j.1365-3180.2012.00921.x
• Magurran A. Measuring biological diversity. Oxford, UK: Blackwell Publishing; 2004.
• Rényi A. On measures of information and entropy. In: Proceedings 1960 4th Berkeley Symposium on Mathematics, Statistics and Probability. Berkeley, USA; 1961. 547–561.
• Kindt R., VanDame P., Simons A.J. Tree diversity in western Kenya: using profiles to characterise richness and evenness. Biodivers Conserv. 2006; 15(4): 1253–1270. http:// dx.doi.org/10.1007/s10531-005-0772-x
• Kovács S. Diversity ranking of weed-communities on crop fields cultivated by variants of soil conservation tillage. In: 44th Croatian and 4th International Symposium on Agriculture, Agroecology and Organic Agriculture. Osijek, Croatia; 2009. 68–73.
• Zalai M. Weed flora analysis of organic farming in the Fehér-Körös region. EWRS Newsletter. 2011; 115: 12–13.
• Hyvönen T., Salonen J. Weed species diversity and community composition in cropping practices at two intensity levels – a six-year experiment. Plant Ecol. 2002; 154: 73–81.

Uwagi

PL

Rekord w opracowaniu