Diversité fonctionnelle des graminées prairiales: conséquences pour la productivité et pour la valeur nutritive
Résumé
The aim of this study was to investigate the productivity and nutritive value of 13 co-occurring native grass species, sampled in semi-natural upland grasslands, and to gain functional understanding of these processes by studying above-ground plant functional traits. A fully factorial field experiment crossing the cutting frequency (3 and 6 cuts per year), the N supply (120 and 360 kg N ha-1 yr-1) and the plant species factors with three replicate blocks allowed to compare in monocultures the native grasses and a control cultivar of Lolium perenne. A total of 21 above-ground traits concerning morphology, phenology and chemical composition were studied during two years as well as the above-ground primary productivity and the pepsin cellulase dry matter digestibility and crude protein content. We show that distinct syndromes of traits affect the above-ground net primary productivity and the nutritive value of the grass species. Differences in N nutrition (N nutrition index and nitrogen use efficiency) among species are shown to affect the above-ground productivity. The leaf N and dry-matter contents are good indicators of the productivity and nutritive value of the grasses, which have been classified in four groups according to their trait values. An increase in cutting frequency triggered changes in leaf traits which reduced leaf lamina digestibility, which was interpreted as a grazing avoidance strategy. A deprivation of N induced increases in leaf dry-matter content and in leaf lifespan, which was interpreted as a nutrient conservation strategy. Species from more disturbed habitats displayed a set of leaf traits which tended to reduce their digestibility. Our results underline the large functional diversity of co-occurring pasture grasses and it is concluded that this diversity is likely to enhance the stability of productivity and nutritive value in semi-natural grassland communities.
L'objectif de cette étude a été d'évaluer la productivité et la valeur nutritive de 13 espèces de graminées natives, issues de prairies permanentes de fertilité moyenne, et de comprendre les bases fonctionnelles de ces processus grâce à la mesure de traits fonctionnels aériens. Ces espèces ont été cultivées en culture pure dans un dispositif factoriel complet, croisant deux facteurs de gestion : la fréquence de coupe (3 ou 6 coupes par an) et le niveau de fertilisation azotée (120 et 360 kg N ha-1 an-1). Nous montrons que des syndromes distincts de traits d'effet déterminent la productivité et la valeur nutritive. Les différences de nutrition azotée (indice de nutrition et efficience d'utilisation de l'azote) entre espèces affectent la productivité aérienne. Deux traits (teneur en azote et teneur en matière sèche des limbes) se démarquent comme indicateurs de la productivité et de la valeur nutritive des espèces étudiées. Celles ci ont été classées en quatre groupes selon la valeur de leurs traits. Une augmentation de la fréquence de coupe a modifié des traits foliaires entraînant une baisse de digestibilité des limbes, ce qui a été interprété comme une stratégie d'évitement du pâturage. Une réduction de l'apport d'azote a entraîné une augmentation de la teneur en matière sèche et de la durée de vie des feuilles, ce qui a été interprété comme une stratégie de conservation des nutriments. Les espèces issues d'habitats plus perturbés présentaient des valeurs de traits qui tendaient à réduire leur digestibilité. Nos résultats soulignent la diversité fonctionnelle élevée des graminées prairiales, diversité qui contribue à la coexistence de ces espèces dans la prairie permanente et favorise la stabilité de la production et de la valeur nutritive dans cet écosystème.
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