Diversity of segetal weeds in pea (Pisum sativum L.) depending on crops chosen for a crop rotation system

This study, lasting from 1999 to 2006, was conducted at the Research Station in Tomaszkowo, which belongs to the University of Warmia and Mazury in Olsztyn. The experiment was set up on brown rusty soil classified as good rye complex 5 in the Polish soil valuation system. The analysis comprised weeds in fields sown with pea cultivated in two four-field crop rotation systems with a different first crop: A. potato – spring barley – pea – spring barley; B. mixture of spring barley with pea – spring barley – pea – spring barley. Every year, at the 2–3 true leaf stage of pea, the species composition and density of individual weed species were determined; in addition, before harvesting the main crop, the dry matter of weeds was weighed. The results were used to analyze the constancy of weed taxa, species diversity, and the evenness and dominance indices, to determine the relationships between all biological indicators analyzed and weather conditions, and to calculate the indices of similarity, in terms of species composition, density and biomass of weeds, between the crop rotations compared. The species richness, density and biomass of weeds in fields with field pea were not differentiated by the choice of the initial crop in a given rotation system. In the spring, the total number of identified taxa was 28 and it increased to 36 before the harvest of pea plants. Chenopodium album and Echinochloa crus-galli were the most numerous. Chenopodium album, Echinochloa crus-galli, Sonchus arvensis, Fallopia convolvulus and Viola arvensis were constant in all treatments, regardless of what the first crop in rotation was or when the observations were made. The species diversity and the evenness and species dominance indices varied significantly between years and dates of observations. Species diversity calculated on the basis of the density of weed species was higher in the rotation with a mixture of cereals and legumes, while that calculated on the basis of weed biomass was higher in the system with potato. The similarity indices, which express the convergence of floristic composition as well as of the density and biomass of weeds growing in pea fields in the two crop rotation systems compared, were within a broad range (42–86%). The biodiversity of weed communities communities was more closely correlated to total precipitation than to air temperature.

Badania przeprowadzono w latach 1999–2006 na obiektach statycznego doświadczenia polowego założonego w Stacji Dydaktyczno-Doświadczalnej w Tomaszkowie należącej do UWM w Olsztynie. Eksperyment zlokalizowano na glebie brunatno-rdzawej, kompleksu 5-żytniego dobrego. Przedmiotem badań były chwasty w grochu siewnym uprawianym w dwóch 4-polowych płodozmianach różniących się rośliną rozpoczynającą rotację: A) ziemniak – jęczmień jary – groch siewny – jęczmień jary; B) mieszanka jęczmienia jarego z grochem siewnym – jęczmień jary – groch siewny – jęczmień jary. Corocznie, w fazie 2–3 liści właściwych grochu określano skład gatunkowy i zagęszczenie poszczególnych gatunków chwastów, a przed zbiorem rośliny uprawnej – dodatkowo ich suchą masę. Otrzymane wyniki posłużyły do przeprowadzenia analizy stałości pojawiania się poszczególnych taksonów, wyliczenia wskaźników różnorodności, równomierności i dominacji gatunkowej, określenia zależności między badanymi wskaźnikami biologicznymi a układem warunków pogodowych oraz wyliczenia współczynników podobieństwa według składu gatunkowego, zagęszczenia i biomasy chwastów między porównywanymi płodozmianami. Bogactwo gatunkowe, zagęszczenie i biomasa chwastów w grochu siewnym nie były różnicowane doborem rośliny rozpoczynającej płodozmian. Wiosną zidentyfikowano łącznie 28 taksonów, a przed zbiorem grochu – 36 taksonów chwastów. Najliczniej występowały Chenopodium album i Echinochloa crus-galli. Gatunkami stałymi, niezależnie od terminu badań i doboru rośliny rozpoczynającej płodozmian, były: Chenopodium album, Echinochloa crus-galli, Sonchus arvensis, Fallopia convolvulus i Viola arvensis. Wskaźniki różnorodności, równomierności i dominacji gatunkowej wykazywały duże zróżnicowanie w latach i terminach badań. Różnorodność gatunkowa określona na podstawie zagęszczenia gatunków chwastów była większa w rotacji z mieszanką zbożowo-strączkową, zaś mierzona biomasą – w płodozmianie z ziemniakiem. Współczynniki podobieństwa wyrażające zbieżność składu florystycznego, zagęszczenia i biomasy chwastów w grochu uprawianym w porównywanych płodozmianach zawierały się w szerokim przedziale (42–86%). Wykazano silniejszy związek bioróżnorodności zbiorowisk chwastów z ilością opadów niż temperaturą.