Seed production and seed quality of the dune building grass Panicum racemosum Spreng

Abstract

Seed production, pollination requirement, seed characteristics related to quality and the relationship between number and mass of seeds were examined for Panicum racemosum in three successional populations in southern Brazilian coastal dunes. The seed production was generally low and declined further between the frontal dunes and the backdunes, dropping from 4.05 seeds per panicle in the former to 1.8 seeds in the latter. However fertility (% fertile florets) did not differ among the three habitats. Plants cross-pollinated in a glasshouse showed an increase in seed production to 41.4 seeds compared to no seed production in self-pollinated plants. Caryopses varied in mass from 3.2 to 12.2 mg with a mean of 7.98 mg. A strong negative correlation was found between mean individual seed mass and the total number of seeds per panicle in a natural population. However, this relationship did not persist in seeds produced by cultivated plants in the glasshouse. The causes of low seed production appear to be mainly pollen self-incompatibility and additionally competition for nutrients between sexual reproduction and allocation to clonal growth. Under conditions of nutrient shortage, Panicum racemosum probably allocates resources more to clonal growth and to fewer, but well-endowed seeds. This would permit emergence from deeper burial sand, faster growth and greater survival of seedlings.A produção de sementes, polinização, características das sementes e a relação entre o número e peso de sementes foram examinadas em três populações de Panicum racemosum ao longo de um gradiente nas dunas costeiras no sul do Brasil. A produção de sementes foi pequena e decresceu ao longo do gradiente, diminuindo de 4,05 sementes por espiga nas dunas frontais para 1,8 sementes por espiga nas dunas mais estáveis. Entretanto não ocorreram diferenças na fertilidade entre as populações. Plantas cultivadas em casas de vegetação e que foram polinizadas cruzadamente mostraram um aumento na produção de sementes (41,4 sementes) em comparação com as plantas auto-polinizadas (nenhuma semente). As sementes variaram em relação à massa de 3,2 a 12,2 mg com uma média de 7,98 mg. Uma forte correlação negativa foi encontrada entre a massa individual das sementes e o número total de sementes por espiga nas sementes coletadas nas dunas frontais. As causas da baixa produção de sementes parecem ser principalmente devido à incompatibilidade do pólen na auto polinização e, devido à competição por nutrientes entre a reprodução sexuada e crescimento vegetativo. Em condições de deficiencia em nutrientes, provavelmente Panicum racemosum utiliza mais recursos em crescimento vegetativo e baixa produção de sementes, mas de boa qualidade. Isto, poderia permitir que as plântulas originadas destas sementes possam emergir de maiores profundidades na areia, terem maior crescimento e sobrevivência.