Επίδραση αζώτου και φωσφόρου στην παραγωγικότητα λιβαδικών ειδών και στον λόγο Ν:Ρ στην φυτομάζα τους

ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΓΕΩΠΟΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών Τμήματος Γεωπονίας Εξειδίκευση Οικολογία & Αειφορική Διαχείριση Οικοσυστημάτων Επίδραση αζώτου και φωσφόρου στην παραγωγικότητα λιβαδικών ειδών και στον λόγο Ν:Ρ στην φυτομάζα τους Ελένη Ν. Κούφαλη Μεταπτυχιακή Διατριβή Επιβλέπων Καθηγητής Δημήτριος Βερεσόγλου Μάιος 2009

ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΓΕΩΠΟΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών Τμήματος Γεωπονίας Εξειδίκευση Οικολογία & Αειφορική Διαχείριση Οικοσυστημάτων Επίδραση αζώτου και φωσφόρου στην παραγωγικότητα λιβαδικών ειδών και στον λόγο Ν:Ρ στην φυτομάζα τους Ελένη Ν. Κούφαλη Μεταπτυχιακή Διατριβή Επιβλέπων Καθηγητής Δημήτριος Βερεσόγλου Μάιος 2009

Πρόλογος Για την εκπόνηση της μεταπτυχιακής μου εργασίας ευχαριστώ θερμά τον δάσκαλό και επιβλέποντα καθηγητή της μεταπτυχιακής μου διατριβής, κύριο Δημήτρη Βερεσόγλου για τον ορισμό του θέματος, την επιστημονική και ηθική υποστήριξη που μου παρείχε κατά την διεξαγωγή και συγγραφή της εργασίας αυτής, καθώς και για τον προσωπικό χρόνο και την υπομονή που διέθετε αυτά τα χρόνια για να συγγραφή η εργασία αυτή. θερμά ευχαριστώ επίσης εκφράζονται: στο επίκουρο καθηγητή Οικολογίας κ. Ανδρέα Μαμώλο για την πολύτιμη βοήθειά του κατά την διάρκεια όλων των φάσεων διεξαγωγής των πειραμάτων, της ανάλυσης των δεδομένων και παρουσίασης των αποτελεσμάτων. στην διδάκτορα Γεωπόνο Ευφροσύνη Καρανίκα και στην δασολόγο Όλγα Βούλγαρη, για την αμέριστη βοήθεια που μου παρείχαν κατά την διενέργεια των εργαστηριακών αναλύσεων στους Κωνσταντίνο Αθανασιάδη και Παναγιώτη Σκεντερίδη για την πολύτιμη πρακτικής φύσεως, βοήθεια που προσέφεραν κατά την φάση της διεξαγωγής των πειραμάτων στους γονείς μου για τα κίνητρα και την ανυπολόγιστη ηθική υποστήριξή τους τέλος ευχαριστώ τους φίλους μου που πάντα είναι στην καρδιά μου και μου δίνουν δύναμη και έμπνευση σε κάθε φάση της ζωής μου i

Πίνακας περιεχομένων Πρόλογος...i Περιεχόμενα...ii Περίληψη...iii 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ...1 2. Υλικά και Μέθοδοι...4 Πειραματισμός...4 Προσδιορισμός Ν και Ρ...5 Στατιστική επεξεργασία...5 3. Αποτελέσματα...6 4. Συζήτηση...11 Βιβλιογραφία...14 ii

Περίληψη Θεμελιώδη θρεπτικά στοιχεία για την ανάπτυξη των φυτικών ειδών αποτελούν το άζωτο και ο φώσφορος. Για να εξεταστεί το πώς η περιοριστικότητα στην διαθεσιμότητα των δύο αυτών θρεπτικών στοιχείων επηρεάζει την ανάπτυξη τους έχουν προταθεί διαφορετικές απόψεις. Σύμφωνα με την θεωρία Tilman (1982) τα φυτά θα τείνουν να προσλαμβάνουν τόση ποσότητα θρεπτικών όση είναι απαραίτητη για την ανάπτυξή τους σύμφωνα με άλλες απόψεις τα φυτά θα προσλάβουν ανάλογη ποσότητα θρεπτικών, με αυτήν που είναι διαθέσιμη στο έδαφος. Σκοπός της εργασίας ήταν να μελετηθεί η επίδραση της διαθεσιμότητας των θρεπτικών στοιχείων Ν και Ρ στην ανάπτυξη των φυτικών ειδών και στον λόγο Ν/Ρ στη φυτομάζα. Ιδιαίτερα να διαπιστωθεί εάν ο υψηλός λόγος Ν:Ρ στα ψυχανθή είναι αποτέλεσμα της αζωτοδέσμευσης ή ιδιαίτερων φυσιολογικών γνωρισμάτων. Για τον σκοπό αυτόν αυξήθηκαν σε συγκαλλιέργεια αγρωστώδη, ψυχανθή και μη ψυχανθή πλατύφυλλα είδη σε τέσσερις μεταχειρίσεις εδάφους. Οι τέσσερις μεταχειρίσεις διέφεραν ως προς τα επίπεδα αζώτου και φωσφόρου και ήταν ο Μάρτυρας, η προσθήκη Ν, η προσθήκη Ρ και το Απολυμασμένο εδάφος κατά το οποίο το έδαφος αποστειρώθηκε στους 120 ο C πριν από τη σπορά και εφαρμόζονταν κατάλληλο βακτηριδιοκτόνο σκεύασμα κατά την αύξηση των φυτών. Η φυτομάζα του συνόλου των ειδών ήταν υψηλότερη στην προσθήκη Ρ, ως αποτέλεσμα της σχετικά μεγάλης αύξησης των ψυχανθών ειδών και χαμηλότερη στον μάρτυρα. Η αφθονία των ψυχανθών (κυρίως του είδους Medicago sativa) ευνοήθηκε με την προσθήκη Ρ ενώ τα αγρωστώδη ευνοήθηκαν από την προσθήκη Ν. Στο απολυμασμένο εδάφος η χαμηλή αφθονία των ψυχανθών συνετέλεσε στην σχετικώς υψηλή αφθονία των αγρωστωδών. Τα μη ψυχανθή πλατύφυλλα είδη με κύριο εκπρόσωπο το είδος Plantago lanceolata ευνοήθηκα τόσο με την προσθήκη Ν όσο και με την προσθήκη Ρ. Οι τιμές του λόγου Ν/Ρ σε όλες τις μεταχειρίσεις ήταν υψηλότερες στα ψυχανθή είδη, ακόμα και στην μεταχείριση του απολυμασμένου εδάφους όπου ανεστάλη η αύξηση των αζωτοδεσμευτικών βακτηρίων. Αυτό δείχνει ότι οι υψηλές συγκεντρώσεις Ν στα ψυχανθή, και ως εκ τούτου οι υψηλοί λόγοι iii

Ν:Ρ δεν οφείλονται στην δυνατότητά τους να αζωτοδεσμεύουν αλλά είναι ιδιαίτερο φυσιολογικό γνώρισμά τους. Abstract Essential elements for plant growth are nitrogen (N) and phosphorous (P). In order to evaluate how the availability of these two elements affects plant growth, different theories have been proposed. According to the resource ratio hypothesis (Tilman 1997), plants tend to take up nutrients in the proportions needed for growth, independently of the supply ratio. On the other hand, other theories propose that plants tend to take up nutrients in ratios available to them. The aim of this work was to investigate the influence of N and P in plant growth and in N/P ratios in plant biomass. For this reason, mixtures of grasses, legumes and non-legume forbs were established under four different soil treatments. The four soil treatments varied in the N and P availability and were: Control, N addition, P addition and Disinfected soil. In the last treatment the soil was previously autoclaved in 120 0 C to destroy all soil biota and the seeds of all sown species were disinfected to wipe out the nitrogen fixing bacteria. The addition of P resulted in the highest increase of total plant biomass, as a direct result of the extremely high rate of legume growth. The lowest levels of plant biomass were observed in the control treatment. Abundance of legumes (especially Medicago sativa species) favored by the addition of P, while grasses took advantage of N addition. In the disinfected soil, the relative low legumes abundance resulted in relative high grasses abundance. The non legume forbs (especially Plantago lanceolata species) benefited by N and P addition. The N/P ratios were higher in legume species even in the disinfected soil treatment, from which atmospheric nitrogen-fixing bacteria were absent. This provides evidence that the high N concentrations of legumes are physiological characteristic of this group of plants and not due to their availability to take up N through N fixing bacteria. iv

ΕΙΣΑΓΩΓΗ Η δομή μιας φυτοκοινότητας (αριθμός ειδών και η σχετική τους αφθονία) καθορίζεται σε μεγάλο βαθμό από τον διειδικό ανταγωνισμό (ανταγωνισμό μεταξύ των φυτικών ειδών) ειδικά εάν δεν υπάρχουν διαταραχές από τις επιδράσεις του ανθρώπου και των φυτοφάγων ειδών (Tilman 1982, Grime 2002). Σε παραγωγικά εδάφη (γόνιμα εδάφη με επάρκεια νερού και με ευνοϊκά φυσικοχημικά γνωρίσματα του εδάφους) ευνοείται η ανάπτυξη πλούσιας υπέργειας φυτομάζας με αποτέλεσμα το φως να γίνεται ο κύριος περιοριστικός παράγοντας (Grime 2002). Στις φυτοκοινότητες, που αναπτύσσονται σε τέτοια εδάφη, κυριαρχούν υψηλά πολυετή είδη με υψηλούς ρυθμούς παραγωγής βιομάζας και δυνατότητα να παράγουν μεγάλη υπέργεια βιομάζα, με την οποία σκιάζουν τα χαμηλά είδη και τα εξαφανίζουν. Σε μη παραγωγικά εδάφη (σε εδάφη στα οποία ένας ή περισσότεροι εδαφικοί πόροι είναι περιοριστικοί για την αύξηση των φυτών) κυριαρχεί ο ανταγωνισμός στις ρίζες (ανταγωνισμός για εδαφικούς πόρους ή ως ανταγωνισμός για θρεπτικά στοιχεία και νερό, Tilman 1982). Οι κύριοι περιοριστικοί πόροι σε φυσικές χερσαίες φυτοκοινότητητες είναι το νερό, το άζωτο (Ν) και ο φωσφόρος (Ρ) (Aerts και Chapin 2000, Ehleringer 1993, Koerselman και Meuleman 1996, Vitousek and Howarth 1991). Σε τέτοια εδάφη, η σύνθεση της φυτοκοινότητας θα καθορισθεί από τον εδαφικό πόρο που είναι ο πλέον περιοριστικός και θα τείνουν να κυριαρχήσουν τα είδη, τα οποία αξιοποιούν αποτελεσματικότερα τον πόρο αυτόν. Σε περιπτώσεις που περιοριστικός πόρος είναι κάποιο θρεπτικό στοιχείο, ο Tilman (1982) προτείνει ότι τα είδη που μειώνουν περισσότερο τη διαθεσιμότητα του θρεπτικού στοιχείου στο εδαφικό διάλυμα, αξιοποιούν αποτελεσματικότερα το θρεπτικό στοιχείο και αυτά θα είναι που θα κυριαρχήσουν. Επίσης ο Tilman (1990) προτείνει ότι τα είδη που αξιοποιούν αποτελεσματικότερα το πλέον περιοριστικό θρεπτικό στοιχείο τείνουν να έχουν τις χαμηλότερες συγκεντρώσεις του στοιχείου αυτού στους ιστούς τους. Πειραματική μαρτυρία για το τελευταίο δίνεται από τους Mamolos κ.ά. (1995). Στην περίπτωση που το Ν είναι περιοριστικό τα διάφορα μη ψυχανθή είδη θα έχουν περιορισμένη αύξηση και θα τείνουν να κυριαρχήσουν τα 1

ψυχανθή είδη, τα οποία έχουν τη δυνατότητα να αζωτοδεσμεύουν, ιδιαίτερα όταν ο Ρ είναι επαρκής. Αντίθετα όταν ο Ρ είναι περιοριστικός, η αφθονία των απαιτητικών σε Ρ πλατύφυλλων ειδών (Mamolos κ.ά 2005) θα περιορισθεί και θα κυριαρχήσουν τα αγρωστώδη. Σε μια τέτοια περίπτωση, η πίεση προς τα πλατύφυλλα εν μέρει αμβλύνεται, γιατί μέσω των συμβιώσεων τους με θυσανώδεις μυκόρριζες (Karanika κ.ά. 2008α,β) τα πλατύφυλλα έχουν τη δυνατότητα να προσλαμβάνουν Ρ από αδιάλυτες φωσφορικές ενώσεις του εδάφους. Ο λόγος Ν:Ρ στην υπέργεια φυτομάζα προτείνεται ως ενδείκτης για την περιοριστικότητα του Ν και Ρ σε υγροτόπους (Koerselman & Meuleman 1996, Güsewell κ.ά. 2003). Όταν η τιμή του λόγου είναι από 14 τότε η ανάπτυξη των φυτικών ειδών θα περιορίζεται από το Ν και όταν η τιμή του λόγου είναι μεγαλύτερη από 16 τότε η ανάπτυξη θα περιορίζεται από τον Ρ προϋποθέτοντας όμως ότι οι υπόλοιποι παράγοντες που επηρεάζουν την αύξηση και ανάπτυξη των φυτών να βρίσκονται σε επαρκή διαθεσιμότητα. Και άλλοι ερευνητές (Tessier & Raynal 2003, Ludwig κά. 2001, Bennett &Adams, 2001, Bowman, 1994) θεωρούν ότι ο λόγος αυτός μπορεί να χρησιμοποιηθεί και σε άλλα οικοσυστήματα με διαφορετικές ωστόσο τιμές του λόγου που θα είναι ενδεικτικές της περιοριστικότητας Ν ή Ρ Ωστόσο, υπάρχουν διαφωνίες στο αν οι λόγοι N:P των ατομικών ειδών καθορίζονται από το ιδιαίτερο περιβάλλον στο οποίο τα είδη αυξάνονται ή από τις ειδικές φυσιολογικές απαιτήσεις που έχουν τα είδη φυτών και στο αν θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν οι λόγοι N:P των ατομικών ειδών για να προβλέπονται οι περιοριστικότητες αζώτου ή/και φωσφόρου. Ο Tilman (1997) θεωρεί ότι τα φυτά τείνουν να προσλαμβάνουν τα θρεπτικά στοιχεία στις αναλογίες που απαιτούν για την αύξησή τους και ανεξάρτητα από την αναλογία που είναι διαθέσιμα. Από την άλλη πλευρά, οι Güsewell κ.ά. (2003) βρήκαν ότι ο λόγος N:P στη φυτομάζα των φυτών αντικατοπτρίζει τις αναλογικές ποσότητες αζώτου και φωσφόρου που είναι διαθέσιμες στα φυτά, όπως είχαν προτείνει οι Koerselman & Mauleman (1996). Αυτό συντελεί στο να συσχετίζονται σημαντικά οι παραλλακτικότητες των λόγων N:P των ατομικών φυτών με τους λόγους N:P του συνόλου της φυτοκοινότητας (Braakhekke & Hooftmann 1999, Roem & Berendse 2000). Σε επιβεβαίωση των δεδομένων των εργασιών αυτών είναι και τα ευρήματα 2

άλλων εργασιών (Bedford κ.ά. 1999, Garten 1976, Grime κ.ά. 1997, Güsewell & Koerselman 2002, Mamolos κ.ά.2005, Thompson κ.ά. 1997) ότι δηλαδή οι συγκεντρώσεις αζώτου και φωσφόρου ατομικών φυτικών ειδών τείνουν να συσχετίζονται θετικά. Ακόμη και αν οι συγκεντρώσεις Ν και Ρ συσχετίζονται θετικά, υπάρχουν κάποιοι παράγοντες οι οποίοι είναι δυνατόν να επηρεάσουν αυτή τη συσχέτιση και να αυξήσουν την τυχαία παραλλακτικότητα, την παραλλακτικότητα δηλαδή του σφάλματος. Τα είδη φυτών, που σχηματίζουν μυκόρριζες, αναμένεται να περιέχουν αναλογικά περισσότερο φώσφορο, επειδή οι μυκόρριζες αξιοποιούν πιο αποτελεσματικά τον φώσφορο. Επίσης, η τυχαία παραλλακτικότητα μπορεί να διευρυνθεί και από το γεγονός ότι είναι συχνά διαφορετική η κατανομή των ριζών των φυτικών ειδών με το βάθος του εδάφους, το οποίο έχει ως αποτέλεσμα τα φυτά να προσλαμβάνουν τα θρεπτικά στοιχεία από διαφορετικά βάθη και, επομένως, σε διαφορετικές αναλογίες. Πιο χαρακτηριστική περίπτωση απόκλισης από τη θετική συσχέτιση των συγκεντρώσεων Ν και Ρ για είδη που αυξάνονται στο ίδιο περιβάλλον είναι αυτή των ψυχανθών, τα οποία, ως έχοντα υψηλές συγκεντρώσεις Ν, έχουν υψηλούς λόγους Ν:Ρ (Mamolos κ.ά. 2005). Ωστόσο, οι υψηλές συγκεντρώσεις Ν των ψυχανθών είναι αποτέλεσμα της δυνατότητας που έχουν να αζωτοδεσμεύουν ή είναι ένα ιδιαίτερο φυσιολογικό τους γνώρισμα; Σκοπός της εργασίας Σκοπός της εργασίας ήταν να διαπιστωθεί πως η σχετική αναλογία στη διαθεσιμότητα Ν και Ρ επηρεάζει (α) την πρωτογενή παραγωγικότητα (β)τη σύνθεση των ειδών (γ)τις συγκεντρώσεις Ν και Ρ και (δ)τον λόγο Ν: Ρ των ειδών. Ιδιαίτερη έμφαση δόθηκε στο να διερευνήσουμε εάν οι υψηλές συγκεντρώσεις Ν των ψυχανθών, και ως εκ τούτου οι υψηλές τιμές του λόγου Ν: Ρ, οφείλονται σε ιδιαίτερες φυσιολογικές απαιτήσεις τους ή στην ικανότητά τους να αζωτοδεσμεύουν. 3

ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ 1. Πειραματισμός Το πείραμα πραγματοποιήθηκε στο αγρόκτημα του Α.Π.Θ. και χρησιμοποιήθηκαν 32 φυτοδοχεία διαστάσεων 50 x 37 x 18 cm. Στα οκτώ από αυτά χρησιμοποιήθηκε μίγμα εδάφους με άμμο σε αναλογία 1:1, το οποίο είχε αποστειρωθεί για 48 ώρες στους 120 ο C. Αυτά τα φυτοδοχεία αποτελούν την μεταχείριση του απολυμασμένου εδάφους. Οι υπόλοιπες 3 μεταχειρίσεις με 8 επαναλήψεις η κάθε μία ήταν: Μάρτυρας (χωρίς απολύμανση και προσθήκη Ν και Ρ), Προσθήκη Ν (2,5g N ανά φυτοδοχείο υπό μορφή NH 4 NO 3 ) και Προσθήκη Ρ (2 g Ρ υπό μορφή υπερφωσφορικού λιπάσματος). Στις τρεις αυτές μεταχειρίσεις χρησιμοποιήθηκε μίγμα εδάφους με άμμο σε αναλογία 1:2, το οποίο δεν είχε προηγουμένως αποστειρωθεί. Οι προσθήκες του Ν και του Ρ έγιναν 3 ημέρες πριν από τη σπορά. Τον Δεκέμβριο του 2005 έγινε η σπορά των σπόρων σε κάθε φυτοδοχείο όπου χρησιμοποιήθηκαν τα ακόλουθα φυτικά είδη: τα αγρωστώδη Agrostis capillaris, Dactylis glomerata, Festuca arundinacea, Lolium perenne και Poa pratensis, τα ψυχανθή Lotus corniculatus, Medicago sativa και Trifolium repens, και τα μη ψυχανθή δικότυλα (που παρακάτω αναφέρονται ως πλατύφυλλα) Chenopodium album, Cichorium indybus, Plantago lanceolata, Plantago major και Rumex acetosa. Κατόπιν τον Απρίλιο του 2006 έγιναν δύο μεταφυτεύσεις στα φυτοδοχεία με τα είδη Malva sylvestris και Urtica dioica. Τα είδη αυτά ανήκουν σε διαφορετικές οικογένειες και διαφέρουν ως προς τις απαιτήσεις τους στα θρεπτικά στοιχεία Ν και Ρ. Στην μεταχείριση με το απολυμασμένο έδαφος, οι σπόροι εμποτίστηκαν σε διάλυμα με 25% NaClO για 5 λεπτά προκειμένου να απολυμανθούν από μύκητες και βακτήρια και κατόπιν τοποθετήθηκαν σε απεσταγμένο νερό. (Nogueira and Cardoso 2003). Στη διάρκεια του πειράματος στα φυτοδοχεία της μεταχείρισης αυτής εφαρμόζονταν ειδικό βακτηριδιοκτόνο κάθε 20 ημέρες για να περιορισθεί η ανάπτυξη των αζωτοδεσμευτικών βακτηρίων. 4

Τον Ιούνιο του 2006 συγκομίσθηκε η υπέργεια φυτομάζα στα 2 cm από την επιφάνεια του εδάφους. Ακολούθησε διαχωρισμός κατά είδος και ξήρανση στους 75 ο C για 48 ώρες. Κατόπιν τα δείγματα ζυγίστηκαν και κονιοποιήθηκαν και ακολούθησε προσδιορισμός των συγκεντρώσεων Ν και Ρ. 2. Προσδιορισμός Ν και Ρ Το Ν προσδιορίστηκε με την μέθοδο Kjeldahl ενώ για τον προσδιορισμό του Ρ τα δείγματα καίγονταν σε μίγμα οξέων HNO 3 : H 2 SO 4 : HClO 4 σε αναλογία 10:1:1 (Allen, 1989) και στη συνέχεια η μέτρηση γινόταν χρωματομετρικά με το φασματοφωτόμετρο Perkin-Elmer Lambda 5, Norwalk, Connecticut, USA, χρησιμοποιώντας το αντιδραστήριο των Murphy and Riley (1962). 3. Στατιστική επεξεργασία Στα δεδομένα της υπέργειας φυτομάζας του συνόλου της φυτοκοινότητας και των συνόλων των αγρωστωδών, πλατύφυλλων και ψυχανθών έγινε Ανάλυση Παραλλακτικότητας με τη χρησιμοποίηση του τελείως τυχαιοποιημένου σχεδίου με μεταχειρίσεις τους τέσσερις χειρισμούς εδάφους. Ανάλυση Παραλλακτικότητας έγινε και για τα δεδομένα της υπέργειας φυτομάζας για τα είδη Festuca arundinacea, Lolium perenne, Plantago lanceolata, Lotus corniculatus, Medicago sativa και Trifolium repens. Τα είδη αυτά εντοπίσθηκαν σε όλα τα φυτοδοχεία και ως σύνολο συμμετείχαν με ποσοστό από 88 έως 99 % επί του συνόλου της υπέργειας φυτομάζας. Στις αναλύσεις αυτές χρησιμοποιήθηκε το πλήρως τυχαιοποιημένο σχέδιο με τεμάχια και υποτεμάχια. Ως κύρια τεμάχια χρησιμοποιήθηκαν οι τέσσερις μεταχειρίσεις εδάφους και ως υποτεμάχια τα έξι είδη. Πριν την ανάλυση τα δεδομένα υπέστησαν λογαριθμική μετατροπή προκειμένου να ακολουθούν την κανονική κατανομή. Αναλύσεις Παραλλακτικότητας έγιναν και για τα δεδομένα των συγκεντρώσεων Ν και Ρ, όπως επίσης και για τους λόγους Ν:Ρ των συγκεντρώσεων της υπέργειας φυτομάζας για τα είδη Festuca arundinacea, 5

Lolium perenne, Plantago lanceolata και Medicago sativa. Τα είδη Lotus corniculatus, και Trifolium repens δεν συμμετείχαν στις αναλύσεις αυτές λόγω μη επαρκούς δείγματος υπέργειας φυτομάζας σε κάποια φυτοδοχεία, η οποία συνετέλεσε στο να μην είναι εφικτή η μέτρηση των συγκεντρώσεων Ν και Ρ. Στις αναλύσεις αυτές χρησιμοποιήθηκε το πλήρως τυχαιοποιημένο σχέδιο με τεμάχια και υποτεμάχια. Ως κύρια τεμάχια χρησιμοποιήθηκαν οι τέσσερις μεταχειρίσεις εδάφους και ως υποτεμάχια τα έξι είδη. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ Οι μεταχειρίσεις εδάφους είχαν σημαντική επίδραση στην υπέργεια φυτομάζα του συνόλου της φυτοκοινότητας και των συνόλων αγρωστωδών, μη ψυχανθών πλατύφυλλων και ψυχανθών (Πίνακας 1). Η συνολική υπέργεια φυτομάζα είχε τη σημαντικά υψηλότερη μέση τιμή στην προσθήκη Ρ και την σημαντικά χαμηλότερη στον Μάρτυρα (Σχήμα 1). Οι μεταχειρίσεις απολυμασμένο έδαφος και προσθήκη Ν είχαν μέσες τιμές που δεν διέφεραν. Τα αγρωστώδη είχαν την σημαντικώς υψηλότερη παραγωγικότητα στο απολυμασμένο έδαφος και τις σημαντικώς χαμηλότερες τιμές στον μάρτυρα και στην προσθήκη Ρ. Τα μη ψυχανθή πλατύφυλλα είχαν τις σημαντικώς υψηλότερες μέσες τιμές στα εδάφη με προσθήκη Ν ή Ρ, οι οποίες δεν διέφεραν μεταξύ τους. Οι μέσες τιμές στον μάρτυρα και στο απολυμασμένο έδαφος δεν διέφεραν σημαντικά. Στα ψυχανθή η σημαντικώς υψηλότερη μέση τιμή ήταν στο έδαφος με την προσθήκη Ρ και οι σημαντικώς χαμηλότερες τιμές στο απολυμασμένο έδαφος και στο έδαφος με την προσθήκη Ν. Παρόμοια φαίνεται να είναι και η επίδραση των μεταχειρίσεων εδάφους και στα πιο άφθονα φυτικά είδη (Πίνακας 2, Σχήμα 2). Τα αγρωστώδη Festuca arundinacea και Lolium perenne είχαν τις υψηλότερες τιμές υπέργειας φυτομάζας στο απολυμασμένο έδαφοςκαι στο έδαφος με προσθήκη Ν και τις σημαντικά χαμηλότερες στον μάρτυρα και στο έδαφος με την προσθήκη Ρ. Το πλατύφυλλο Plantago lanceolata είχε τις σημαντικώς υψηλότερες τιμές στα εδάφη με προσθήκη είτε Ν είτε Ρ και τις σημαντικώς χαμηλότερες στον μάρτυρα και στο απολυμασμένο έδαφος. 6

Πίνακας 1 Μέσα Τετράγωνα από Αναλύσεις Παραλλακτικότητας για τις επιδράσεις των τεσσάρων μεταχειρίσεων εδάφους στην υπέργεια φυτομάζα για τα σύνολα της φυτομάζας, των αγρωστωδών, πλατύφυλλων (μη ψυχανθών δικοτυλήδονων) και ψυχανθών. Οι βαθμοί ελευθερίας για τις μεταχειρίσεις ήταν 3 και για το σφάλμα 28. Πηγή Παραλλακτικότητας Μέσα τετράγωνα Σύνολο Μεταχειρίσεις 3882*** Σφάλμα 73,32 Σύνολο αγρωστωδών Μεταχειρίσεις 2621*** Σφάλμα 55,8 Σύνολο πλατύφυλλων Μεταχειρίσεις 288,1*** Σφάλμα 34,26 Σύνολο ψυχανθών Μεταχειρίσεις 6209*** *** δηλώνει σημαντική επίδραση για p = 0,001. Σφάλμα 29,42 Σχήμα 1 Επίδραση των τεσσάρων μεταχειρίσεων εδάφους [απολυμασμένο (Α), μάρτυρας (Μ), έδαφος με προσθήκη Ν (Ν) και έδαφος με προσθήκη Ρ (Ρ)] στην υπέργεια φυτομάζα του συνόλου της φυτοκοινότητας, των αγρωστωδών, των μη ψυχανθών πλατύφυλλων και των ψυχανθών. Σε κάθε ομάδα φυτών στήλες με διαφορετικά υπερκείμενα γράμματα διαφέρουν σε p = 0,05 σύμφωνα με το κριτήριο της Ελάχιστης Σημαντικής Διαφοράς. Τα Μέσα Τετράγωνα από τις Αναλύσεις Παραλλακτικότητας αναφέρονται στον Πίνακα 1. Σε όλες τις μεταχειρίσεις εδάφους και μεταξύ των δύο αγρωστωδών ειδών, το Lolium perenne είχε υψηλότερες τιμές υπέργειας φυτομάζας απ ό,τι το Festuca arundinacea, και μεταξύ των ψυχανθών το Medicago sativa είχε υψηλότερες τιμές απ ό,τι τα Lotus corniculatus, και Trifolium repens (Σχήμα 2). Το Lolium perenne είχε τη σημαντικώς υψηλότερη τιμή στο απολυμασμένο έδαφος και στο έδαφος με την προσθήκη Ν. Το Medicago sativa είχε τη σημαντικώς υψηλότερη τιμή στον μάρτυρα και στο έδαφος με προσθήκη Ρ, παρόμοια τιμή με το Plantago lanceolata στο απολυμασμένο έδαφος και τιμή 7

σημαντικώς χαμηλότερη από αυτές των δύο αγρωστωδών ειδών και του πλατύφυλλου Plantago lanceolata στο έδαφος με προσθήκη Ν. Το Trifolium repens, σε σύγκριση προς το Lotus corniculatus, είχε σημαντικώς υψηλότερες τιμές σε όλες τις μεταχειρίσεις εκτός από το απολυμασμένο έδαφος στο οποίο οι παραγωγικότητες των δύο ειδών ήταν σημαντικώς παρόμοιες. Τα δύο αυτά είδη είχαν τις σημαντικώς χαμηλότερες τιμές στο απολυμασμένο έδαφος και στο έδαφος με προσθήκη Ν. Στον μάρτυρα, το αγρωστώδες Festuca arundinacea είχε παρόμοια τιμή με το Trifolium repens και στο έδαφος με προσθήκη Ρ είχε παρόμοια τιμή με το Lotus corniculatus. Το Plantago lanceolata, σε σύγκριση προς τα δύο αγρωστώδη είδη, είχε σημαντικώς χαμηλότερη από αμφότερα τα είδη στο απολυμασμένο έδαφος, παρόμοια με το Lolium perenne στον μάρτυρα και στο έδαφος με την προσθήκη Ρ και ενδιάμεση μεταξύ των δύο ειδών στο έδαφος με την προσθήκη Ν. Πίνακας 2 Μέσα Τετράγωνα από Ανάλυση Παραλλακτικότητας για τις επιδράσεις των τεσσάρων μεταχειρίσεων εδάφους και των ειδών στην υπέργεια φυτομάζα. Για την Ανάλυση Παραλλακτικότητας χρησιμοποιήθηκε το σχέδιο ομάδων με υποομάδες. Ως κύριες ομάδες χρησιμοποιήθηκαν οι μεταχειρίσεις εδάφους (μάρτυρας, απολυμασμένο έδαφος, έδαφος με προσθήκη Ν και έδαφος με προσθήκη Ρ) και ως υποομάδες τα είδη (Festuca arundinacea, Lolium perenne, Plantago lanceolata, Lotus corniculatus, Medicago sativa και Trifolium repens). Πριν την ανάλυση, τα δεδομένα υπέστησαν λογαριθμική μετατροπή. Πηγή Παραλλακτικότητας Β.Ε. Φυτομάζα Μεταχειρίσεις εδάφους (Α) 3 1,41*** Σφάλμα (α) 28 0,04 Είδη (Β) 5 11,39*** Α Β 15 1,86*** Σφάλμα (β) 140 0,06 *** δηλώνει σημαντική επίδραση για p = 0,001. 8

Σχήμα 2 Επίδραση των τεσσάρων μεταχειρίσεων εδάφους [απολυμασμένο (Α), μάρτυρας (Μ), έδαφος με προσθήκη Ν (Ν) και έδαφος με προσθήκη Ρ (Ρ)] στην υπέργεια φυτομάζα, στις συγκεντρώσεις Ν και Ρ και στον λόγο Ν:Ρ της υπέργειας φυτομάζας των έξι φυτικών ειδών Festuca arundinacea (F), Lolium perenne (Lp), Plantago lanceolata (P), Medicago sativa (M), Lotus corniculatus (Lc) και Trifolium repens (T). Οι στήλες απεικονίζουν τις μέσες τιμές ± τυπικές. Για κάθε παράμετρο (υπέργεια φυτομάζα, συγκέντρωση Ν και Ρ και λόγο Ν:Ρ της υπέργειας φυτομάζας), στήλες με διαφορετικά γράμματα στην πρώτη σειρά των υπερκείμενων γραμμάτων (a, b, c και d) σε κάθε μεταχείριση εδάφους δείχνουν σημαντικές διαφορές μεταξύ ειδών, ενώ στήλες του ίδιου είδους με διαφορετικά γράμματα στην δεύτερη σειρά των υπερκείμενων γραμμάτων (x, y και z ) δείχνουν για κάθε είδος σημαντικές διαφορές μεταξύ των μεταχειρίσεων εδάφους σε p = 0,05 σύμφωνα με το κριτήριο της Ελάχιστης Σημαντικής Διαφοράς. Τα είδη Lotus corniculatus, και Trifolium repens δεν συμμετείχαν στις αναλύσεις αυτές λόγω μη επαρκούς δείγματος υπέργειας φυτομάζας σε κάποια φυτοδοχεία και ως εκ τούτου ήταν ανέφικτος ο προσδιορισμός των συγκεντρώσεων Ν και Ρ στα φυτοδοχεία αυτά. Τα Μέσα Τετράγωνα από τις Αναλύσεις Παραλλακτικότητας αναφέρονται στους Πίνακες 2 και 3. 9

Οι τιμές των συγκεντρώσεων Ν και Ρ και του λόγου Ν:Ρ διέφεραν ανάμεσα στα είδη και στις τέσσερις μεταχειρίσεις εδάφους (Πίνακας 3, Σχήμα 2). Αν και τα είδη Lotus corniculatus, και Trifolium repens δεν συμπεριλήφθηκαν στις στατιστικές αναλύσεις των δεδομένων των συγκεντρώσεων Ν και Ρ και του λόγου Ν:Ρ, οι μέσες τιμές τους ως προς τα γνωρίσματα αυτά και σε κάθε μεταχείριση εδάφους ήταν παρόμοιες με τις αντίστοιχες του Medicago sativa. Πίνακας 3 Μέσα Τετράγωνα από Ανάλυση Παραλλακτικότητας για τις επιδράσεις των τεσσάρων μεταχειρίσεων εδάφους και των ειδών στις συγκεντρώσεις Ν και Ρ και στον λόγο Ν:Ρ της υπέργειας φυτομάζας. Για την Ανάλυση Παραλλακτικότητας χρησιμοποιήθηκε το σχέδιο ομάδων με υποομάδες. Ως κύριες ομάδες χρησιμοποιήθηκαν οι μεταχειρίσεις εδάφους (μάρτυρας, απολυμασμένο έδαφος, έδαφος με προσθήκη Ν και έδαφος με προσθήκη Ρ) και ως υποομάδες τα είδη (Festuca arundinacea, Lolium perenne, Plantago lanceolata, και Medicago sativa). Συγκεντρώσεις Πηγή Παραλλακτικότητας Β.Ε. Ν Ρ Ν/Ρ Μεταχειρίσεις εδάφους (Α) 3 81,86*** 22,68*** 1016,6*** Σφάλμα (α) 28 2,42 0,11 7,2 Είδη (Β) 3 2046,09*** 5,43*** 1596,1*** Α Β 9 39,34*** 0,53*** 32,3*** Σφάλμα (β) 84 1,31 0,06 5,9 *** δηλώνει σημαντική επίδραση για p = 0,001. Η συγκέντρωσης Ν στο Medicago sativa δεν επηρεάσθηκε από τις μεταχειρίσεις Ν, σε κάθε όμως μεταχείριση είχε τη στατιστικώς υψηλότερη τιμή από όλα τα είδη που συμπεριλήφθηκαν στη στατιστική ανάλυση (Σχήμα 2). Στα τρία μη ψυχανθή είδη οι υψηλότερες τιμές συγκέντρωσης Ν βρέθηκαν στο έδαφος με την προσθήκη Ν και οι χαμηλότερες στο απολυμασμένο έδαφος και στο έδαφος με την προσθήκη Ρ. Μεταξύ των τριών αυτών ειδών το Lolium perenne είχε την υψηλότερη τιμή και το Plantago lanceolata έτεινε να έχει τη χαμηλότερη. Όπως αναμενόταν, τα είδη είχαν τις υψηλότερες τιμές συγκέντρωσης Ρ στο έδαφος με την προσθήκη Ρ, και τις χαμηλότερες στο έδαφος με προσθήκη Ν. Μεταξύ των μεταχειρίσεων απολυμασμένο έδαφος και μάρτυρα, 10

οι μέσες τιμές Ρ των τεσσάρων ειδών έτειναν να είναι υψηλότερες στον μάρτυρα. Μεταξύ των ειδών, τη σημαντικώς υψηλότερη τιμή σε κάθε μεταχείριση εδάφους είχε το Lolium perenne, ακολουθούμενο από το Festuca arundinacea. Τα είδη Plantago lanceolata και Medicago sativa είχαν παρόμοιες τιμές στις μεταχειρίσεις εδαφους με προσθήκη είτε Ν είτε Ρ, ωστόσο το Plantago lanceolata είχε υψλότερη μέση τιμή στον μάρτυρα αλλά χαμηλότερη στο απολυμασμένο έδαφος. Οι τιμές του λόγου Ν:Ρ ήταν σε όλα τα είδη οι υψηλότερες στο έδαφος με προσθήκη Ν και οι χαμηλότερες στο έδαφος με την προσθήκη Ρ. Οι τιμές για κάθε είδος ήταν παρόμοιες στις μεταχειρίσεις του μάρτυρα και του απολυμασμένου εδάφους με εξαίρεση το Plantago lanceolata, το οποίο είχε χαμηλότερη τιμή στον μάρτυρα. Μεταξύ ειδών και σε κάθε μεταχείριση εδάφους, τα ψυχανθή είχαν τις υψηλότερες μέσες τιμές. Τα δύο αγρωστώδη είδη Festuca arundinacea και Lolium perenne είχαν σε κάθε μεταχείριση παρόμοιες τιμές. Το Plantago lanceolata, σε σύγκριση με τα δύο αγρωστώδη είδη, είχε παρόμοιες τιμές με τα δύο αγρωστώδη είδη στις μεταχειρίσεις του μάρτυρα και του εδάφους με προσθήκη Ρ, σημαντικώς υψηλότερη στο απολυμασμένο έδαφος και σημαντικώς χαμηλότερη μόνο από το Festuca arundinacea στο έδαφος με την προσθήκη Ν. ΣΥΖΗΤΗΣΗ Τα αποτελέσματα της εργασίας αυτής δείχνουν ότι οι μεταχειρίσεις εδάφους είχαν σημαντική επίδραση στην πρωτογενή παραγωγικότητα και, επηρεάζοντας τις ανταγωνιστικές ικανότητες των ειδών (ή των κατηγοριών φυτικών ειδών), στη σύνθεση ειδών. Τα ψυχανθή, ιδιαίτερα το Medicago sativa ευνοήθηκε ιδιαίτερα με την προσθήκη Ρ, επειδή είναι απαιτητικά σε Ρ προκειμένου να αζωτοδεσμεύουν, και επειδή με την αζωτοδέσμευση δεν περιορίζονται από την ανεπάρκεια του εδαφικού Ν. Έτσι στη μεταχείριση αυτή η πρωτογενής παραγωγή ήταν η σημαντικώς υψηλότερη, παρότι τα αγρωστώδη περιορίστηκαν, γιατί τα ψυχανθή, ιδιαίτερα το σχετικώς παραγωγικό Medicago sativa, αυξήθηκαν χωρίς ουσιαστικά περιοριστικό πόρο. 11

Στον μάρτυρα τα ψυχανθή είχαν επίσης ικανοποιητική παραγωγικότητα γιατί το έδαφος που χρησιμοποιήθηκε από Αγρόκτημα ΑΠΘ - είχε κάπως ικανοποιητική διαθεσιμότητα Ρ, η οποία ευνόησε την αζωτοδέσμευση, και σχετικώς χαμηλή διαθεσιμότητα Ν. Οι συνθήκες αυτές ευνόησαν τον ανταγωνισμό των ψυχανθών σε σχέση προς τα αγρωστώδη, των οποίων η αφθονία ήταν το ίδιο χαμηλή όπως και στην μεταχείριση με προσθήκη Ρ. Η ανταγωνιστική υπεροχή των ψυχανθών εξαλείφθηκε στο απολυμασμένο έδαφος, γιατί αδυνατούσαν να αζωτοδεσμεύσουν, και στο έδαφος με προσθήκη Ν γιατί ευνοήθηκαν με την προσθήκη Ν τα άλλα είδη και ιδιαίτερα τα αγρωστώδη. Σε αμφότερες αυτές τις μεταχειρίσεις η αναλογία αγρωστωδών προς ψυχανθή ήταν πολύ υψηλότερη σε σύγκριση προς αυτή των άλλων δύο μεταχειρίσεων. Επειδή το παραγωγικό δυναμικό των αγρωστωδών (παραγωγή βιομάζας σε μονοκαλλιέργεια ανά μονάδα επιφάνειας) είναι υψηλότερο απ ό,τι στα ψυχανθή, στη μεταχείριση απολυμασμένο έδαφος, στην οποία τα αγρωστώδη είχαν υψηλότερη αναλογία, η συνολική υπέργεια φυτομάζα ήταν υψηλότερη σε σύγκριση προς τον μάρτυρα. Τα μη ψυχανθή πλατύφυλλα, με μόνο εκπρόσωπο με αξιόλογη αφθονία το Plantago lanceolata, ευνοήθηκαν με την προσθήκη τόσο του Ν όσο και του Ρ, επειδή είναι απαιτητικά στα θρεπτικά στοιχεία αυτά (Mamolos κ.ά. 2005). Μεταξύ των δύο αφθονότερων αγρωστωδών ειδών το Lolium perenne είχε υψηλότερη αφθονία απ ό,τι το Festuca arundinacea αν και αναφέρεται ότι το Festuca arundinacea είναι πιο ανταγωνιστικό σε άγονα εδάφη. Οι Karanika κ.ά. (2008) διαπίστωσαν, επίσης, ότι το Lolium perenne είχε σχετικώς υψηλή αφθονία σε συγκαλλιέργειες λιβαδικών ειδών σε άγονο έδαφος στο πρώτο έτος μετά τη σπορά, αλλά αμελητέα μετέπειτα. Αυτό πρέπει να οφείλεται στο γεγονός ότι το Lolium perenne έχει γρήγορο φύτρωμα και υψηλούς σχετικά ρυθμούς αύξησης. Έτσι, έχει τη δυνατότητα να αυξάνεται γρήγορα και να προκαταλαμβάνει τον χώρο, όταν αυξάνεται σε γυμνό έδαφος. Όταν ο χώρος κορεσθεί και έχει αρχίσει να εκδηλώνεται έντονα ο ανταγωνισμός, η αφθονία του περιορίζεται αισθητά. Μεταξύ ειδών, τα ψυχανθή είχαν τις υψηλότερες συγκεντρώσεις Ν, ακόμη και στην μεταχείριση απολυμασμένο έδαφος. Για το Medicago sativa οι υψηλότερες συγκεντρώσεις μετρήθηκαν στη μεταχείριση με προσθήκη Ρ, 12

επειδή προφανώς ο Ρ ευνοεί την αζωτοδέσμευση (Mamolos κ.ά. 2005) και οι χαμηλότερες ήταν στις μεταχειρίσεις απολυμασμένο έδαφος και έδαφος με προσθήκη Ν, ίσως γιατί ή απολύμανση και η προσθήκη Ν επηρέασαν αρνητικά τη δραστηριότητα των αζωτοδεσμευτικών βακτηρίων. Για τα υπόλοιπα είδη οι συγκεντρώσεις ήταν, όπως αναμενόταν, οι υψηλότερες όταν προστέθηκε Ν και οι χαμηλότερες όταν προστέθηκε ο Ρ. Στην περίπτωση αυτή, η προσθήκη του Ρ κατέστησε το Ν τον μόνο περιοριστικό εδαφικό πόρο και τα είδη μεγιστοποίησαν την αποτελεσματικότητα αξιοποίησης του Ν, δηλαδή την παραγωγή φυτομάζας με πρόσληψη μιας μονάδας Ν. Οι συγκεντρώσεις Ρ ήταν οι υψηλότερες, όπως αναμενόταν, στο έδαφος με προσθήκη Ρ, και οι χαμηλότερες όταν προστέθηκε Ν. Με την προσθήκη Ν, ο μόνος περιοριστικός πόρος κατέστη ο Ρ και έτσι τα φυτικά είδη έτειναν να αξιοποιήσουν πιο αποτελεσματικά τον Ρ. Οι διάφορες μεταχειρίσεις είχαν διαφορετικές επιδράσεις στις συγκεντρώσεις Ν και Ρ στα διάφορα είδη, με αποτέλεσμα να επηρεάσουν διαφορετικά τον λόγο Ν:Ρ τόσο μεταξύ των ειδών σε κάθε μεταχείριση εδάφους όσο και μεταξύ μεταχειρίσεων για κάθε είδος. Ωστόσο, τα ψυχανθή, ως έχοντα τις υψηλότερες συγκεντρώσεις Ν σε όλες τις μεταχειρίσεις εδάφους, είχαν σε όλες τις μεταχειρίσεις εδάφους τους υψηλότερους λόγους, ακόμη και στη μεταχείριση με απολυμασμένο έδαφος. Η υψηλή συγκέντρωση Ν στην τελευταία μεταχείριση δείχνει ότι οι υψηλές συγκεντρώσεις Ν στα ψυχανθή είναι ένα ιδιαίτερο φυσιολογικό τους γνώρισμα και όχι αποτέλεσμα της δυνατότητάς τους να αζωτοδεσμεύουν. Είναι πιθανό τα ψυχανθή να δημιούργησαν φυμάτια με τη δράση αζωτοδεσμευτικών βακτηρίων και στη μεταχείριση σε απολυμασμένο έδαφος. Κάτι τέτοιο δεν φαίνεται να ισχύει γιατί φυμάτια δεν βρέθηκαν στις ρίζες τους. Αν συνέβαινε αυτό θα έπρεπε τα ψυχανθή να είχαν στη μεταχείριση αυτή παρόμοια αφθονία με την αφθονία στον μάρτυρα. 13

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ Aerts, R., and F. S. Chapin III. 2000. The mineral nutrition of wild plants revisted: a re-evaluation of processes and patterns. Advances in Ecological Research 30:1 67. Allen, S. E., editor. 1989. Chemical Analysis of Ecological Material, 2nd edition. Blackwell, Oxford. Bedford, B. L., M. R. Walbridge, and A. Aldous. 1999. Patterns in nutrient availability and plant diversity of temperate North American wetlands. Ecology 80:2151-2169. Bennett, L. T., and M. A. Adams. 2001. Response of a perennial grassland to nitrogen and phosphorus additions in sub-tropical, semi-arid Australia. Journal of Arid Environment 48:289 308. Bowman, W. D. 1994. Accumulation and use of nitrogen and phosphorus following fertilization in two alpine tundra communities. Oikos 70:261 270. Braakhekke,W. G., and D. A. P. Hooftmann. 1999. The resource balance.hypothesis of plant species diversity in grassland. Journal of Vegetation Science 10:187-200. Ehleringer, J. R. 1993 Carbon and water relations in desert plants: an isotopic perspective. Pages. 155 172 in R. Ehleringer, A.E. Hall and G.D. Farquhar eds. Stable isotopes and plant carbon water relations. Academic Press, San Diego, CA. Garten, C. T. 1976. Correlations between concentrations of elements in plants. Nature 261:686-688. Grime, G. P. 2002. Plant strategies, vegetation processes and ecosystem properties (2nd ed.). Willey, Chichester U.K. Grime, J. P., K. Thompson, R. Hunt, J. G. Hodgson, J. H. C. Cornelissen, I. H. Rorison, G. A. F. Hendry, T. W. Ashenden, A. P. Askew, S. R. Band, R. E. Booth, C. C. Bossard, B. D. Cambell, J. E. L. Cooper, A. W. Davison, P. L. Gupta, W. Hall, D. W. Hand, M. A. Hannah, S. H. Hillier, D. J. Hodkinson, A. Jalili, Z. Liu, J. M. L. Mackey, N. Mathews, M. A. Mowforth, A. M. Neal, R. J. Reader, K. Reiling, W. Rossfraser, R. E. Spencer, F. Sutton, D. E. 14

Tasker, P. C. Thorpe, and J. Whitehouse. 1997. Integrated screening validates primary axes of specialization in plants. Oikos 79:259-281. Güsewell, S., W. Koerselman, and J. T. A. Verhovsn. 2003. Biomass N: P ratios as indicators of nutrient limitation for plant populations in wetlands. Ecological Applications 13:372 384. Güsewell, S., W. Koerselman. 2002. Variation in nitrogen and phosphorus concentrations of wetland plants. Perspectives in Plant Ecology, Evolution and Systematics 5:37-61. Karanika, E. D., A. P. Mamolos, D. A. Alifragis, K. L. Kalburtji, and D. S. Veresoglou. 2008α. Arbuscular mycorrhizas contribution to nutrition, productivity, structure and diversity of plant community in mountainous herbaceous grassland of northern Greece. Plant Ecology 199:225-234. Karanika, E. D., O. K. Voulgari, A. P. Mamolos, D. A. Alifragis, and D. S. Veresoglou. 2008β. Arbuscular mycorrhizal fungi in northern Greece and influence of soil resources on their colonization. Pedobiologia 51:409-418. Koerselman W, and A. F. Meuleman. 1996. The vegetation N:P ratio: a new tool to detect the nature of nutrients limitation. Journal of Applied Ecology 33:144 1450 Ludwig, F., h. de Kroom, H. H. T. Prins, and F. Berendse.2001. Effects of nutrients and shade on tree-grass interactions in an East African savanna. J. Veg. Sci. 12:579-588 Mamolos, A.P., D.S. Veresoglou and N. Barbayiannis.1995. Plant species abundance and tissue consentrations of limiting nutrients in low nutrient grasslands: A test of competition theory. Journal of ecology 83: 485-495 Mamolos, A. P., C. V. Vasilikos, and D. S. Veresoglou. 2005. Vegetation in contrasting soil water sites of upland herbaceous grasslands and N:P ratios as indicators of nutrient limitation. Plant and Soil 270:355 369. Murphy, J., and J. P. Riley 1962 A modified single solution method for the determination of phosphate in natural waters. Analytica Chimica Acta 27:31-36. Nogueira, M. A., and E. J. B. N. Cardoso. 2003. Mycorrhizal effectiveness and manganese toxicity in soybean as affected by soil type and endophyte. Scientia Agricola 60:329-335 15

Roem, W. J., and F. Berendse. 2000. Soil acidity and nutrient supply ratio as possible factors determining changes in plant species diversity in grassland and heathland communities. Biological Conservation 92:151-161. Tessier, J. T., and D. J. Raynal. 2003. Use of nitrogen to phosphorus ratios in plant tissue as an indicator of nutrient limitation and nitrogen saturation. Journal of Applied Ecology 40:523-534. Thompson, K., J. A. Parkinson, S. R. Band, and R. E. Spencer. 1997. A comperative study of leaf nutrient concentrations in a regional herbaceous flora. New Phytologist 136:679-689. Tilman, D. 1982 Resource competition and community structure. Princeton University Press, Princeton, NJ. Tilman, D. 1990. Mechanisms of plant competition for nutrients: the elements of predictive theory of competition. Pages 117 141 in J. Grace and D. Tilman, eds. Perspectives on plant competition. Academic Press, New York. Tilman, D. 1997. Mechanisms of plant competition. Pages 239 261 in M Crawley, editor. Plant Ecology. Blackwell Publications, Oxford. Vitousek P. M., and R. W. Howarth. 1991. Nitrogen limitation on land and in the sea: how can it occur? Biogeochemistry 13:27-115. 16