Physical and chemical factors associated with the reduction or delay of seed germination and seedling emergence of bull thistle,Cirsium vulgare(Savi) Ten. under leaf litter1

AbstractLeaf litter can affect seed germination and seedling emergence by altering both the physical and chemical environment. A series of experiments were conducted to investigate litter effects on germination and emergence of Cirsium vulgare seeds and seedlings. Thin (2 layers) and thick (5 layers) of leaf litter of Acer saccharum, Quercus alba, and Juglans nigra reduced and delayed seedling emergence of bull thistle (C. vulgare) in two greenhouse experiments. Leaves of J. nigra were less effective than those of the other two species. In one experiment, removal of the litter after seedling emergence had ceased was followed by a second flush of emergence, but no further emergence occurred in the non-litter control. However, in a second experiment no further emergence was recorded after litter removal. Artificial litter, chemical-free cotton paper cut in leaf shapes, reduced and delayed seedling emergence but to a lesser extent than natural leaf litter. Germination in distilled water in Petri dishes was not affected within a pH range of 3-10. However, black walnut leaf extract reduced seed germination, and extracts of all three species slowed germination rates. There was no effect of leaf extracts on rates or percent emergence from soil in the greenhouse. We concluded that leaf litter can have an important role in determining patterns of seedling emergence of C. vulgare, possibly because of physical effects on the dormancy status of its seeds.RésuméLa litière de feuilles peut affecter la germination des graines et l’émergence des plantules en modifiant l’environnement physique et chimique. Nous avons effectué une série d’expériences pour déterminer les effets de la litière sur la germination des graines et l’émergence des plantules de Cirsium vulgare. Une litière mince (deux couches de feuilles) et épaisse (cinq couches) constituée de feuilles d’Acer saccharum, de Quercus alba et de Juglans nigra a réduit et retardé l’émergence des plantules de C. vulgare en serre. Les feuilles de J. nigra ont eu moins d’impact sur les graines et les plantules que celles des deux autres espèces. Lorsque la litière était enlevée après la fin de la période d’émergence des plantules, il y avait émergence de nouvelles plantules. Ce phénomène ne se produisait pas dans le groupe témoin sans litière. Toutefois, la répétition de cette expérience (enlèvement de la litière) n’a pas eu le même résultat : nous n’avons pas observé de seconde phase d’émergence de plantules. Une litière artificielle constituée de papier de coton sans agent chimique et coupé en forme de feuille a réduit et retardé l’émergence des plantules, mais à un degré moindre que la litière naturelle. La germination dans des plats de Petri avec eau distillée n’a pas été affectée par des valeurs de pH variant entre 3 et 10. Par contre, un extrait de feuilles de J. nigra a réduit le taux de germination des graines. Les extraits des feuilles des trois espèces ont eu pour effet de ralentir la vitesse de germination. Les extraits de feuilles n’ont pas changé la vitesse ou le pourcentage d’émergence des plantules sur sol en serre. Nous concluons que la litière de feuilles peut avoir un rôle important dans l’émergence des plantules de C. vulgare, peut-être en raison d’effets physiques agissant sur la dormance des graines.Key Words: bull thistleCirsium vulgareseedling emergenceintermittent germinationleaf litterinduced dormancyMots-clés: chardon vulgaireCirsium vulgareémergence des plantulesgermination intermittentelitière de feuillesdormance induite