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Keywords:

  • fire;
  • grasses;
  • mycorrhizas;
  • root architecture;
  • savannas

Abstract

Mycorrhizal symbiosis is a key factor influencing aspects of grassland and savanna structure and functioning including plant growth, competition, population and community dynamics, and responses to fire and herbivory. This study assessed the effects of fire on mycorrhizal symbiosis and root system architecture (RSA) in South African savanna grasses. Eighteen grass species were sampled across contrasting fire frequency treatments in the Kruger National Park experimental burn plots. All eighteen species studied were highly colonized by arbuscular mycorrhizal fungi (AMF). Both mycorrhizal symbiosis and RSA were strongly affected by fire, with an increase in AMF colonization and a decrease in root branching and fine root development with decreasing fire frequency. Greater water limitation in frequently burned savanna may result in greater fine root development, thus reducing plant dependency on AMF for acquisition of soil resources. Reduced mycorrhizal colonization in frequently burned savanna may also be driven by higher phosphorus : nitrogen ratios, or indirect effects related to higher grazing intensities in frequently burned sites.

Résumé

La symbiose mycorhizienne est un des facteurs clés qui influencent l'aspect de la structure et le fonctionnement des prairies et des savanes, y compris la croissance des plantes, la compétition, la dynamique des populations et des communautés végétales, ainsi que les réponses aux feux et aux herbivores. Cette étude évalue les effets des feux sur la symbiose mycorhizienne et sur l'architecture du système radiculaire (ASR) dans les herbes de la savane sud-africaine. On a récolté dix-huit espèces d'herbes correspondant à diverses fréquences de feux dans des plots expérimentaux du Parc National Kruger. Les dix-huit espèces étudiées étaient fortement colonisées par des champignons mycorhiziens arbusculaires (CMA). La symbiose mycorhizienne et l'ASR étaient fortement affectées par les feux, avec une augmentation de la colonisation par les CMA, et une diminution de la ramification des racines et du développement des radicelles correspondant à la diminution de la fréquence des feux. Une limitation plus sévère de l'eau dans les savanes fréquemment brûlées peut entraîner un plus grand développement des radicelles, réduisant ainsi la dépendance des plantes vis-à-vis des CMA pour l'absorption des ressources du sol. Une colonisation mycorhizienne réduite dans les savanes fréquemment brûlées peut aussi être la conséquence d'un rapport phosphore/azote plus élevé ou l'effet indirect de pâturages plus intenses dans les sites souvent brûlés.