van Suid Afrika Published online: 29 Oct 2010.

This article was downloaded by: [University of the Free State] On: 02 October 2014, At: 01:40 Publisher: Taylor & Francis Informa Ltd Registered in England and Wales Registered Number: 1072954 Registered office: Mortimer House, 37-41 Mortimer Street, London W1T 3JH, UK Journal of the Grassland Society of Southern Africa Publication details, including instructions for authors and subscription information: http://www.tandfonline.com/loi/tarf19 Korttermyn invloed van strawwe droogte op veldtoestand en waterverbruiksdoeltreffendheid van grasveld in die sentrale Oranje Vrystaat H.A. Snyman a & W.L.J. van Rensburg a a Universiteit van die Oranje Vrystaat, Posbus 339, Bloemfontein, 9300, Republiek van Suid Afrika Published online: 29 Oct 2010. To cite this article: H.A. Snyman & W.L.J. van Rensburg (1990) Korttermyn invloed van strawwe droogte op veldtoestand en waterverbruiksdoeltreffendheid van grasveld in die sentrale Oranje Vrystaat, Journal of the Grassland Society of Southern Africa, 7:4, 249-256, DOI: 10.1080/02566702.1990.9648243 To link to this article: http://dx.doi.org/10.1080/02566702.1990.9648243 PLEASE SCROLL DOWN FOR ARTICLE Taylor & Francis makes every effort to ensure the accuracy of all the information (the Content ) contained in the publications on our platform. However, Taylor & Francis, our agents, and our licensors make no representations or warranties whatsoever as to the accuracy, completeness, or suitability for any purpose of the Content. Any opinions and views expressed in this publication are the opinions and views of the authors, and are not the views of or endorsed by Taylor & Francis. The accuracy of the Content should not be relied upon and should be independently verified with primary sources of information. Taylor and Francis shall not be liable for any losses, actions, claims, proceedings, demands, costs, expenses, damages, and other liabilities whatsoever or howsoever caused arising directly or indirectly in connection with, in relation to or arising out of the use of the Content. This article may be used for research, teaching, and private study purposes. Any substantial or systematic reproduction, redistribution, reselling, loan, sub-licensing, systematic supply, or distribution in any form to anyone is expressly forbidden. Terms & Conditions of access and use can be found at http:// www.tandfonline.com/page/terms-and-conditions

J.Grassl.Soc.South.Afr.(1990),7(4) 249 Korttermyn invloed van strawwe droogte op veldtoestand en waterverbruiksdoeltreffendheid van grasveld in die sentrale Oranje-Vrystaat H.A. Snyman en W.L.J. van Rensburg Universiteit van die Oranje-Vrystaat, Posbus 339, Bloemfontein 9300, Republiek van Suid-Afrika Aanvaar 12 Desember 1989 Short-term effect of severe drought on veld condition and water use efficiency of grassveld in the central Orange Free State. The impact of an intensive drought (1982/1983 and -growing seasons) on botanical composition, basal cover, mortality of grazing plants and water use efficiency (WUE) of veld in good, moderate and poor condition was identified. Increaser II species were apparently more capable of surviving drought than the Decreaser species. Under optimal soil moisture conditions the Decreaser species increased and the Increaser II species decreased. During the drought extensive grass mortality took place. Veld condition plays an important role in determining mortality during drought. Decreaser species have a high water requirement for optimal WUE, while Increaser II species can reach maximum WUE with less water. Under water stress conditions Increaser II species significantly (P<0.01) do not use the water as efficiently as do Decreaser species. The WUE under water stress conditions for veld in good, moderate and poor condition was on average, during the study period, 0.90; 0.90 and 0.40 kg ha -1 mm -1, respectively, and towards under optimal water conditions, 2.47; 1.67 and 0.23 kg ha -1 mm -1, respectively. Die impak van 'n intense droogte (1982/83 en -seisoene) op botaniese samestelling, basale bedekking, mortaliteit van weiplante en waterverbruiksdoeltreffendheid (WVD) van veld in 'n goeie, redelike en swak tocstand, is geïdentifiseer. Toenemer II spesies was beter in staat om 'n droogte te oorleef as Afnemerspesies. Onder optimale grondwatertoestande het Afnemersoorte toegeneem, terwyl die Toenemer II spesies 'n afname getoon het. Grootskaalse afsterwing van graspolle het gedurende die droogte voorgekom. Veldtoestand maak 'n belangrike bydrae tot die afsterf van polle gedurende 'n intense droogte. Afnemerspesies het 'n hoë waterbehoefte vir optimale WVD, terwyl Toenemer II spesies met minder water 'n optimum WVD kan bereik. Onder waterstremmingstoestande verbruik Toenemer II spesies water ook betekenisvol (P<0.01) ondoeltreffender as Afnemer spesies. Die WVD onder waterstremmingstoestande van veld in goeie, redelike en swak toestand was gemiddeld, oor die proefperiode, onderskeidelik, 0.90; 0.90 en 0.40 kg ha -1 mm -1, en teenoor onder optimale watertoestande van onderskeidelik, 2.47; 1.67 en 0.23 kg ha -1 mm -1. Additional index words: Basal cover, drought, species composition, veld condition, water use efficiency Inleiding Twee derdes van die weiveld van die Republiek van Suid- Afrika ontvang minder as 500 mm reen per jaar en is periodiek aan droogtes onderhewig, terwyl 30% van die land een uit vier tot ses jaar 'n droogte kan ondervind (Schulze, 1979). Die definiëring van 'n droogte op weiveld is seker een van die mees omstrede onderwerpe. Droogtes bevat behalwe 'n meteorologiese ook 'n biologiese komponent en daarom definieer verskeie navorsers 'n droogte in terme van die invloed daarvan op plantegroei. 'n Groot probleem is dat die persepsie van droogtes gedurig verander. Huidige weersinvloede beinvloed die persepsie van droogtes meer as vroeëre gebeurtenisse en nat périodes weer meer as droë périodes (Fouché, 1984). In die algemeen kan 'n droogte volgens Fouché (1984) gedefinieer word as 'n période van ontoereikende reënval wat plantegroei ernstig beskadig. Droogtes is nooit duidelik afgebaken nie, terwyl die gevolge meestal die opvallendste is. Aangesien groot dele van die RSA wel periodiek aan droogtes onderhewig is, is dit van kardinale belang dat die verskynsel aan die hand van wetenskaplike norme gedefinieer en gekwantifiseer word. Hierdeur kan ekonomiese hulpverlening aan boere gedurende droogtes gerasionaliseer word en dit kan as 'n bestuurshulpmiddel gebruik word om die potensiele gevaar van veldagteruitgang teen te werk (Fouché, 1984). Min navorsingsresultate is tans beskikbaar oor die korttermyn invloed van droogte op die plantegroei van die RSA. Die 1982/83 en -groeiseisoene in die sentrale grasveldgebied is gekenmerk deur 'n abnormale lae reënval en kan volgens die indeling van Skinner (1981) as 'n rampdroogte beskou word. Die doelstelling van hierdie studie was om ondersoek in te stel na die korttermyn impak van bogenoemde intense droogte op veldtoestand, afsterwing van graspolle en waterverbruiksdoeltreffendheid in weiveld wat in verskillende toestande verkeer het. Prosedure Proefterrein Die navorsing is op Sydenham, proefplaas van die Universiteit van die Oranje-Vrystaat, onder natuurlike toestande, onderneem. Die proefplaas is op die 29 06' suiderbreedte en op die 26 75' oosterlengtegraad, op 'n hoogte van 1 350 m bo seevlak geleë. Die gebied ontvang hoofsaaklik somerreôn met 'n langtermyn gemiddelde jaarlikse neerslag van 560 mm en 78 reëndae per jaar. Die gemiddelde maksimum en minimum dagtemperature is 29.8 C gedurende Januarie en 0.3 C gedurende Julie, onderskeidelik. 'n Rypperiode van ongeveer 119 d kan jaarliks verwag word. Die studie is op die droë Themeda - Cymbopogon veld (Acocks, 1988) van die sentrale Oranje-Vrystaat onderneem. Die grond verteenwoordig die Arnistonserie (Valsriviervorm), met 'n 1.8% helling. Die ortiese A-horison (0-200 mm), pedokutaniese B 2 i horison (200-400 mm) en B^ horison (400-900 mm) se klei-inhoud was onderskeidelik, 22%, 38% en 36%, terwyl die brutodigtheid vir elke horison

250 TydskrifWeidingsveren.S.Afr.(1990),7(4) onderskeidelik, 1 651 kg cm' 3, 1 688 kg cm" 3 was. Die Valsriviergrondvorm is een van die belangrikste grondvorme waarop natuurlike veld in die sentrale grasveldgebied voorkom. Behandelings en tegniek Drie verskillende veldtoestande is bestudeer, naamlik, veld in goeie, redelike en swak toestand. Die veld in 'n goeie toestand is gedomineer deur Afnemerspesies (Foran et al., 1978) naamlik, Themeda triandra en Digitaria eriantha, terwyl die veld in 'n redelike toestand oorheers is deur Toenemer II(a) spesies, naamlik, Eragrostis lehmanniana en E. chloromelas. Die veld wat in 'n baie swak toestand verkeer het, het hoofsaaklik uit Toenemer II(b) spesies bestaan, waarvan Cynodon dactylon oorheers het. In die studie is gebruik gemaak van twaalf persele van 6 mx6 m (vier per veldtoestand), wat hidrologies geisoleer is van die omringende grond met behulp van plastiek, 250 mikrometer dik wat 2 m diep ingegrawe is en wat 150 mm bo die grondoppervlak uitgesteek het. Elke veldtoestand het twee waterbehandelings ingesluit, naamlik, natuurlike reënval en besproeiing. Twee herhalings per waterbehandeling is dus gebruik. Die basale bedekking en botaniese samestelling is met behulp van die lynsnitmetode (Walker, 1970) bepaal, waar 36 vaste lyne van 1,5 m elk, wat ewekansig versprei is, per behandeling gebruik is. Lewende sowel as dooie polle is aangeteken. 'n Pol is as dood beskou, indien daar geen lewende lote op voorgekom het nie. Indien slegs een lewende sekondêre loot op 'n pol voorgekom het, is dit as lewend geklassifiseer. Die lynsnitopnames is aan die begin van die proefperiode op 20 Oktober 1981 uitgevoer. Dit is ongeveer 8 weke nadat die droogte opgehef is, in die lente van 1984 herhaal, sodat die dooie polle duidelik ge'identifiseer kon word. Ten einde die basale bedekking akkuraat met behulp van die lynsnit te bepaal, is al die plante tot 'n hoogte van 30 mm ontblaar. Die metode van Fourie & Du Toit (1983) is gebruik om veldtoestand te bepaal. Die gewenstheid in terme van weidingswaarde (DM-produksie, smaaklikheid, voedingswaarde, meerjarigheid, droogte- en weibestandheid) soos gedefinieer deur Foran et al. (1978) is in ag geneem by die indeling van spesies. Die indeling van spesies in verskillende ekologiese groepe soos deur Fourie & Visagie (1985) vir die sentrale grasveld uiteengesit, is ook as riglyne gebruik. By die besproeiingsbehandeling is die gei'soleerde persele periodiek besproei sodat die grondwaterinhoud altyd tussen veldwaterkapasiteit (VWK) en permanente verwelkpunt (PVP) gehou kon word. Die besproeiing en reënval is met behulp van reënmeters bepaal. Die grondwaterinhoud is met behulp van 'n neutronwatermeter gemonitor. Ses neutronwatermetertoegangsbuise is tot 'n diepte van 1,5 m in elke hidrologies geïsoleerde perseel geplaas. Die grondwaterinhoud is teen elke 200-mm interval gemonitor. Die neutronwatermeter is vir elke horison gekalibreer soos deur Snyman et al. (1987) beskryf. Aan die einde van elke groeiseisoen is die plante in nege 1 mxl-m kwadrate per waterbehandeling, tot 'n hoogte van 30 mm ontblaar, ten einde die waterverbruiksdoeltreffendheid (WVD) van elke waterbehandeling en veldtoestand te kon vasstel. Die WVD is in hierdie studie gedefinieer as die hoeveelheid bogrondse fitomassa geproduseer per eenheidsvolume water geëvapotranspireer. Die verandering in grondwatervoorraad is bereken soos deur Moore et al. (1988) bespreek. Die evapotranspirasie (Et) is bepaal deur die kwantifisering van die grondwaterbalansvergelyking soos deur Hillel (1971) uiteengesit. Die infiltrasievermoë van die grond was hoër as die besproeiing- of reënvalintensiteit wat voorgekom het en derhalwe kan oppervlakafloop geignoreer word. Dreinering is moeilik meetbaar en is dus ook buite rekening gelaat. Vir die doel van hierdie studie is evapotranspirasie soos volg bereken: Et = (I+PMAW) waar Et = evapotranspirasie I = besproeiing P = reënval AW = verandering in grondwatervoorraad. Resultate Reënval, besproeiing en strafheid van droogte Die reënval en besproeiing wat die verskillende behandelings vir die tot -seisoene ontvang het, word in Tabel 1 aangetoon. Volgens Tabel 1 het die besproeiingsbehandeling gemiddeld 650.3 mm water oor die drie seisoene ontvang, wat 16.1% hoër is as die langtermyn gemiddeld van 560 mm en 72% hoër as die reënval van die droë 1982/ 83 en -seisoene. Die plante in hierdie besproeide persele was oor die drie jaar nooit aan waterstremming onderhewig nie. Die grondprofiel van hierdie waterbehandeling was vir die grootste gedeelte van die proefperiode gemiddeld tot 'n diepte van 500 mm nat. Die gemiddelde volumetriese waterinhoud van die grond by veldkapasiteit en permanente verwelkpunt was onderskeidelik, 0.29 en 0.13. Volgens Tabel 1 was die 1982/83 en -seisoene gekenmerk deur besondere lae reënval. Hierdie twee seisoene het onderskeidelik 40.9 en 24.0% minder reën ontvang as die langtermyn gemiddeld vir die studiegebied. Gedurende die 1982/83 seisoen het vir die maande Desember tot Mei Tabel 1 Reënval en besproeiing onder verskillende behandelinge vir die tot - seisoene Seisoen 1982/83 Gemiddeld proefperiode Langtermyn gemiddeld Reënval 669.7 330.9 425.4 475.33 560.0 Behandeling Reënval en besproeiing 694.7 580.9 675.4 650.3

J.Grassl.Soc.South.Afr.(1990),7(4) 251 slegs gemiddeld 134.2 mm reën voorgekom, teenoor die langtermyn gemiddeld vir hierdie ses maande van 403.6 mm. Die -seisoen se groeiperiode was ook gekenmerk deur abnormale reënval van slegs gemiddeld 52.9 mm vir die maande Desember, Januarie en Februarie, teenoor die langtermyn gemiddelde reenval van 240.9 mm wat vir hierdie drie maande verwag kan word. Gedurende Desember en Januarie 1983 het onderskeidelik slegs 15.6 en 6.3 mm reën voorgekom en slegs onderskeidelik 18.8 en 18.9 mm vir dieselfde maande gedurende 1984, teenoor die langtermyn gemiddeld van onderskeidelik 68.2 en 89.5 mm vir hierdie twee maande. Tydens die droë 1982/83 en -seisoene moes die besproeide behandeling feitlik weekliks besproei word om die waterinhoud tussen veldwaterkapasiteit en permanente verwelkpunt te kon hou. Die grondwaterinhoud van die behandeling wat nie besproei was nie, was slegs enkele kere hoër as permanente verwelkpunt. Die grasse was dus vir die grootste gedeelte van veral die nasomer van die 1982/83 en -seisoene aan waterstremming onderhewig. Hierdie droëperiode was ook gekenmerk deur besondere hoë temperature. Oor hierdie twee-jaar droëperiode het die plante in die waterbehandelings wat slegs op reënval aangewese was, nooit reproduktief geraak nie. Die plante in die besproeide behandelings het elke seisoen reproduktief geraak, terwyl sekere spesies selfs tweekeer gedurende 'n seisoen reproduktief was. Mortaliteit van graspolle Die persentasie dooie polle in die goeie en redelike veldtoestand, nadat die droogte gedurende die lente van 1984 opgehef is, word in Tabel 2 aangetoon. Omdat pionierspesies soos Cynodon dactylon en Tragus koelerioides uit Tabel 2 Persentasie dooie polle in 'n goeie en redelike veldtoestand na opheffing van die 1982/83 en droogte Waterbchandeling Veldtoestand Digitaria eriantha Eragroslis chloromelas Eragrostis lehtnanniana Eragrostis oblusa Panicum stapfianum Sporobolus fimbrialus Themeda triandra Totale % dooie polle allé spesies Basale bedekking % van dooie polle Goed 41.54 *(65) (4) 16.67 (12) 55.07 (129) 39.05 (210) 5.54 Reënval Redelik 47.37 (59) (10) 70.67 (75) (6) 8.70 (23) 64.22 (173) 3.56 Totale aantal polle ondersoek (lewend & dood) Besproeiing Goed 3.17 (31) 2.04 (196) 2.55 (227) 0.09 Redelik 2.50 (40) 4.69 (87) 11.11 (10) 8.51 (47) 4.19 (184) 0.36 talle klein polletjies bestaan, was dit in die swak veldtoestand nie moontlik om dooie polle aan te teken nie. Wat wel opvallend was, was dat in hierdie veldtoestand besonder min dooie polle van hierdie spesies voorgekom het. Die spesies, in Tabel 2 aangetoon, verteenwoordig die meeste van die spesies wat gekategoriseer is om veldtoestand van veld in goeie en redelike toestand te bepaal. Vanuit Tabel 2 en die ongekwantifiseerde waarnemings in die swak veldtoestand, kan die gevolgtrekking gemaak word dat die toestand van die veld 'n belangrike bydrae tot die persentasie dooie polle wat na 'n droogte aangetref sal word, maak. In die redelike veldtoestand wat slegs aangewese was op reënval, was die totale persentasie dooie polle wat by al die spesies voorgekom het, 64.4% meer as wat by die goeie veldtoestand aangetref is. Alhoewel die totale aantal polle wat gebruik is om die verhouding dooie tot lewende polle vas te stel nie presies dieselfde vir elke veldtoestand was nie, maar 'n groot aantal polle gemonitor is, kan die algemene gevolgtrekking tog gemaak word dat die veld in 'n redelike toestand 'n intense droogte swakker sal oorleef as veld in 'n goeie toestand. Die beter oorlewing kan toegeskryf word aan die dieper en beter vertakte wortelstelsel soos ook deur Snyman et al. (1987) by meeste klimaksgrasse beweer. Water kan dus oor 'n wyer dieptereeks deur hierdie plante onttrek word en dus beter oorleef. Hoewel Eragrostis obtusa, E. chloromelas en Panicum stapfianum 'n klein bydrae tot die totale spesiesamestelling van die veld in 'n redelike toestand gemaak het, was al die polle wat by hierdie spesies met opheffing van die droogte aangeteken is, dood. E. lehmanniana wat die grootste bydrae tot die spesiesamestelling van die veld in redelike toestand gelewer het, het 'n persentasie polafsterwing van so hoog as 70.67% getoon. Sporobolus fimbriatus het by beide veldtoestande 'n klein persentasie polafsterwing gelewer, ten spyte van die groot bydrae wat dit tot die totale spesiesamestelling gemaak het. 'n Groot persentasie dooie polle het volgens Tabel 2 by D. eriantha in beide die goeie en redelike veldtoestand en by Themeda triandra in die goeie veld voorgekom, waar ongeveer dieselfde persentasie afgesterf het. Hierdie twee spesies het ook die belangrikste bydrae tot die totale spesiesamestelling van die goeie veldtoestand gemaak. Die slegs 2.55 en 4.19% dooie polle wat onderskeidelik by die veld in gocic en redelike toestand onder optimale watertoestande voorgekom het, kan beskou word as 'n natuurlike proses ten einde die weidingekosisteem in stand te hou. Die basale bedekkings van die dooie polle van 5.54 en 3.56% wat onderskeidelik by die goeie en redelike veldtoestand na opheffing van die droogte vasgestel is, verteenwoordig onderskeidelik 62.3 en 54.3% van die oorspronklike basale bedekkings met die aanvang van die studie. Die persentasie basale bedekking van die dooie polle in die goeie en redelike veld, na opheffing van die droogte, was onderskeidelik 56.5 en 10.9% hoër as die basale bedekkings van die lewende polle na die droogte. Die basale bedekking van die dooie polle by die besproeide persele, het na die droogte 'n nie-betekenisvolle bydrae tot die totale basale bedekking vir beide veldtoestande gemaak.

252 TydskrifWeidingsveren.S.Afr.(1990),7(4) Basale bedekking en botaniese samestelling Die botaniese samestelling, veldtoestandtellings en basale bedekkings vir die verskillende veldtoestande voor en na die intense droogte word onder natuurlike reënval in Tabel 3 en onder besproeiing in Tabel 4 aangetoon. Opvallend vanaf Tabelle 3 & 4 is dat die veldtoestandtellings van die verskillende veldtoestande voor die droogte nie veel tussen die besproeide en nie-besproeide behandelings verskil nie. Na die droogte het die nie-besproeide behandeling se veldtoestand vir veld in goeie en redelike toestand volgens Tabel 3 afgeneem van onderskeidelik 979.00 tot 704.74 en 667.89 tot 548.38, terwyl dit by die swak veldtoestand nie veel verander het nie. Die laer telling by die veld in goeie toestand is as gevolg van die hoë afname in Afnemerspesies van 93.00% tot 52.72% en die toename in Toenemerll spesies van 7.00% tot 47.28%. Die tellingverskil by die veld in redelike toestand is as gevolg van die afname in Afnemerspesies van 16.71% tot 6.70%, terwyl die Toenemerll spesies dieselfde gebly het. Met die lae persentasie Afnemerspesies wat na die droogte by die goeie veldtoestand wat slegs op reënval aangewese was, voorgekom het, het hierdie veldtoestand begin verswak na 'n redelike toestand. Veral opvallend vanaf die goeie veldtoestand is dat weens die droogte Digitaria eriantha en Themeda triandra aansienlik in persentasie afgeneem het, terwyl Sporobolus fimbriatus en Tragus koelerioides toegeneem het. In die veld met 'n redelike toestand het daar 'n aansienlike vermindering in Eragrostis lehmanniana voorgekom (63.57 tot 19.91%), terwyl S. fimbriatus van slegs 0.49 tot 46.56% toegeneem het. Volgens Tabel 4 het die veldtoestandtelling van die veld in goeie toestand wat besproei is nie veel oor die drie seisoene verskil nie. By die veld in redelike toestand het die veldtoestandtelling wel betekenisvol oor die drie seisoene toegeneem van 644.35 tot 825.13. Hier was dit veral die Afnemerspesies wat van 9.12% tot 42.54% toegeneem het, terwyl die Toenemerll spesies van 90.88% tot 57.46% afgeneem het. Hierdie veldtoestand het na die drie jaar se optimale watertoestand tekens begin toon van veld in goeie toestand omdat D. eriantha van 4.98 tot 25.08% toegeneem het en T. triandra van 4.14 tot 17.46%. Baie kiemplante en jong saailinge is oor die proefperiode in hierdie veldtoestand waargeneem. Die veldtoestandtelling van die veld in swak toestand het nie soos verwag is, onder optimale watertoestande toegeneem nie, maar wel van 421.75 tot 375.28 afgeneem. Hierdie afname is toe te skryf daaraan dat alhoewel die Afnemerspesies toegeneem het, Cynodon dactylon onder besproeiing van 73.52 tot 57.39% afgeneem het. Die basale bedekkings het volgens Tabel 3 aansienlik vir die veld in goeie en redelike toestand weens die droogte afgeneem en wel onderskeidelik met 5.35 (9.89-3.54) en 3.35% (6.56-3.21). Na die opheffing van die droogte was Tabel 3 Botaniese samestelling (%), ekologiese status totale, veldtoestand tellings en basale bedekkings (%) vir verskillende veldtoestande voor en na die intense droogte, onder natuurlike reënval Ekologiese status Afnemers Totaal afnemers Toenemers II(a) Totaal toenemers II(a) Toenemers II(b) Totaal toenemers ll(b) Toenemers II(c) Totaal toenemers II(c) Totaal toenemers II Veldtoestand telling Basale bedekking (%) Spesies Digitaria eriantha Panicwn stapfianum Themeda triandra Eragrostis chloromelas Eragrostis lehmanniana Sporobolus fimbriatus Felicia muricalus Cynodon dactylon Eragrostis obi usa Lycium tenui Aristida congesta subsp. congesta Tragus koelerioides Walafrida saxalilis 31.82 0.90 60.28 93.00 1.88 5.12 7.00 7.00 979.00 8.89 Goed 16.36 36.36 52.72 4.36 15.17 19.53 4.36 4.36 23.39 23.39 47.28 704.74 3.54 Veldtoestand 9.76 6.95 16.71 6.12 63.57 0.49 70.18 2.14 2.14 0.97 0.97 73.29 667.89 6.56 Redelik 6.70 6.70 19.91 46.56 2.71 69.18 4.12 4.12 73.30 548.38 3.21 88.18 0.95 89.13 2.11 4.12 4.64 10.87 367.39 5.09 Swak 4.00 4.00 72.25 3.16 75.41 8.12 9.14 3.33 20.59 350.23 4.05

J.Grassl.Soc.South.Afr.(1990),7(4) 253 Tabel 4 Botaniese samestelling (%), ekologiese status totale, veldtoestandtellings en basale bedekking (%) vir verskillende veldtoestande onder besproeiing vir die en -seisoene Veldtoestand Ekologiese status Spesies Goed Redelik Swak Afnemers Digitaria eriantha 33.92 7.22 4.98 25.08 14.98 Panicwn stapfianum 0.98 1.12 Themeda triandra 53.17 90.26 4.14 17.46 Totaal afnemers 88.07 98.60 9.12 42.54 14.98 Toenemers II(a) Eragrostis chtoromelas Eragrostis lehtnanniana Sporobolus fimbriatus Felicia muricatus 10.94 0.99 1.40 11.12 76.14 3.42 12.57 40.75 3.31 15.50 1.05 13.71 Totaal toenemers II(a) 11.93 1.40 90.68 56.63 15.50 14.76 Toenemers II(b) Totaal toenemers II(b) Toenemers II(c) Totaal toenemers II(c) Totaal toenemers II Veldtoestand telling Basale bedekking Cynodon daclylon Eragrostis oblusa Lycium lenui Aristida congesla subsp. congesla Tragus koelerhides Walafrida saxatilis 11.93 964.21 9.06 die basale bedekkings van bogenoemde veldtoestande feitlik dieselfde en selfs laer as die van die veld in 'n swak toestand. Fourie et al. (1987) verklaar dat misleidende gevolgtrekkings in die ariede gebiede gemaak kan word indien botaniese samestelling as enigste maatstaf vir die bepaling van veldtoestand gebruik word. Bogenoemde stelling word duidelik geillustreer in Tabel 3, deurdat alhoewel die basale bedekkings van die veld in goeie en redelike toestand na die droogte feitlik dieselfde is, verskil die veldtoestandtellings van hierdie twee toestande aansienlik van mekaar. Hierdie veldtoestandtellings is ook betekenisvol hoër as die van die swak veldtoestand, wat na die droogte die hoogste basale bedekking gehad het. Basale bedekking behoort in die ariede semi-ariede gebiede as 'n belangrike bykomende maatstaf beskou te word om veldtoestand beter te kwantifiseer. Die basale bedekking van die goeie veldtoestand onder besproeiing, het volgens Tabel 4 nie veel oor die drie proefjare verskil nie, terwyl dit by die redelike veldtoestand met 0.89% (6.35-7.24) toegeneem het. Die basale bedekking van die swak veldtoestand het teen die verwagting in met 0.40% (5.14-4.74) afgeneem onder besproeiing. 'n Moontlike rede hiervoor is dat die grand so gedegradeer het, dat beter spesies moeilik weer kan vestig. Waterverbruiksdoeltreffendheid(WVD) Die gemiddelde WVD van die verskillende veldtoestande 1.40 995.80 9.22 0.09 0.09 0.11 0.11 90.88 644.35 6.35 0.83 0.83 57.46 825.13 7.24 73.52 0.57 2.16 76.25 3.17 1.11 3.97 8.25 421.75 5.14 57.39 4.85 62.24 8.02 8.02 85.02 375.28 4.74 onder natuurlike reënval en besproeiing, word vir die 1981/ 82 tot -seisoene grafies in Figuur 1 voorgestel. Die verskillende veldtoestande se WVD het onder optimale watertoestande vir al drie seisoene statistics betekenisvol (P =s0.0l) van mekaar verskil. Die hoogste WVD van 2.7 kg ha" 1 mm" 1 het onder optimale watertoestande by die veld in goeie toestand voorgekom en die laagste van 0.1 kg sz. X) 5'CH 40- \20- en -0- Veldtoestand Goed 1=1 Redelik Swak KBV(O-OI) To-59 81/82 82/83 83/84 81/82 82/83 83/84 Seisoene Figuur 1 Gemiddelde waterverbruiksdoeltreffendheid (kg ha 1 mm" 1 ) van die verskillende veldtoestande onder twee verskillende waterbehandelings vir die tot -seisoene.

254 TydskrifWeidingsveren.S.AfT.(1990),7(4) ha^mm" 1 by die veld in swak toestand onder beperkte en ook onder optimale watertoestande. Onder waterstremmingstoestande (1982/83 en -seisoene) het die WVD van die verskillende veldtoestande, met uitsondering van die redelike en swak veld gedurende die 1982/83- seisoen, statistics nie-betekenisvol van mekaar verskil nie. Die WVD van slegs die 1982/83 en -seisoene word onder waterstremmingstoestande bespreek, omdat die 1981/ 82-seisoen 19.6% meer reën as die langtermyn gemiddeld ontvang hct en die plante nooit aan waterstremmings onderhewig was nie. Onder optimale watertoestande was die WVD oor die proefperiode gemiddeld vir veld in goeie, redelike en swak toestand onderskeidelik 2.47; 1.67 en O.23kg ha" 1 mm" 1, teenoor onder waterstremmingstoestande van onderskeidelik 0.90; 0.90 en 0.40 kg ha" 1 mm" 1. Dit moet gesien word teen die agtergrond dat die basale bedekkings van die veld in goeie en redelike toestand onder beperkte watertoestande na die droogte nie-betekenisvol verskil het nie en onderskeidelik 3.54 en 3.21% was. Volgens Snyman (1989) blyk dit ook dat plantbedekking net so 'n belangrike faktor is wat die Et bepaal as die tipe spesie self. Onder waterstremmingstoestande was die gemiddelde WVD van die veld in swak toestand 73.9% hoër as onder optimale watertoestande. Die veld wat in goeie en redelike toestand verkeer het, het gemiddeld oor die proefperiode water onderskeidelik 174 en 86% meer doeltreffend onder optimale watertoestande verbruik as onder waterstremmingstoestande. Die gemiddelde WVD oor 'n période van vier jaar met normale reënval in die sentrale grasveld, vir 'n klimaks-, subklimaks- en pionierbedekking was volgens Snyman (1988) onderskeidelik 2.68; 1.58 en 0.93 kg ha-'mm" 1. Onder beperkte sowel as optimale grondwaterinhoud het die WVD van die veld in goeie toestand 'n groot wisseling oor die seisoene getoon, terwyl die ander twee veldtoestande se doeltreffendheid waarmee water verbruik is, ten spyte van 'n groot wisseling in grondwaterinhoud, redelik konstant oor die drie seisoene gebly het. Bespreking en Gevolgtrekkings Die resultate uit hierdie ondersoek verkry, dui daarop dat die neerslag nie net die totale bogrondse fitomassaproduksie van weiveld bepaal nie, maar dat die veranderinge in plantbedekking en -samestelling, skynbaar direk gekoppel is aan die korttermyn veranderinge in die hoeveelheid en die verspreiding van die seisoensreënval. Volgens Roux (1981) is water (reënval, grondwater, oppervlakafloop en evapotranspirasie) in die ariede dele, die mees belangrike omgewingsbeperkende faktor wat plantegroei veranderinge beïnvloed. Roux (1966) wys ook daarop dat die veranderinge in plantsoorte en -bedekking van die Karooplantegroei gekoppel is aan die korttermyn veranderinge in die seisoensreënval. Dieselfde tendens is deur Snyman & Opperman (1983) op 'n klimaksgrasbedekking in die droë Cymbopogon - Themeda-\c\d van die sentrale grasveld vasgestel. Die belangrikheid van reënval as ekologiese faktor, blyk ook duidelik vanuit die studie deur Fourie et al. (1987) in die Kalahari-Duineveld uitgevoer. Hierdie studie toon duidelik aan dat veld wat in 'n baie swak toestand verkeer, nie slegs na 'n paar jaar van bogemiddelde reënval, weer tot 'n goeie toestand sal terugkeer nie. Hierteenoor is veld in 'n goeie of redelike toestand, wat samestelling aanbetref, baie gevoelig vir 'n wisseling in grondwaterinhoud. Veral opvallend was die fluktuasie van die Afnemerspesies met grondwater verandering. Dit was veral Digitaria eriantha en Themeda triandra wat die gevoeligste vir die droogte was en wat onder optimale watertoestande toegeneem het. Hierdie twee spesies wat die grootste bydrae tot die veld in goeie toestand se samestelling gemaak het, het weens die droogte ongeveer die helfte afgesterf. Snyman et al. (1987) het vasgestel dat hierdie twee spesies die eerste is wat sigbare tekens van verwelking toon en die laaste wat na opheffing van waterstremming herstel. Snyman (1989) meen dat hierdie twee spesies meer droogte ontwykend is deur tydens waterstremmingsperiodes gouer en langer dormant te raak. Snyman & Opperman (1983) het bevind dat Digitaria eriantha die spesie is wat onder beperkte grondwatertoestande die eerste verdwyn. Wat die Toenemer II spesies aanbetref het Eragrostis lehmanniana die meeste weens die droogte en ook selfs onder optimale grondwatertoestande, verdwyn. Hierdie spesie wat die grootste bydrae tot die plantsamestelling van die veld in redelike toestand gemaak het, het weens die droogte 'n polafsterwing van so hoog as 70.57% getoon. Die swak meerjarigheid van E. lehmanniana is moontlik die rede vir die grootskaalse jaarlikse afsterwing van hierdie spesie. Sporobolus fimbriatus het tydens hierdie studie onder beperkte grondwatertoestande wel toegeneem en 'n afsterwing onder optimale vog getoon. Snyman & Opperman (1983) het onder beperkte grondwatertoestande dieselfde tendens gevind. Snyman (1989) het aangetoon dat S. fimbriatus fisiologies aangepas is om droogte te oorleef, terwyl Snyman et al. (1987) bevind het dat dit die laaste spesie is wat sigbare tekens van verwelking toon, en ook die eerste is wat na opheffing van waterstremming herstel. By die veld in swak toestand is besonder min dooie polie, wat aan die intense droogte toegeskryf kan word, aangetref. Vanuit hierdie studie kan die algemene gevolgtrekking gemaak word, dat die Toenemer II spesies beter in staat is om 'n droogte te oorleef as die Afnemerspesies wat in spesiesamestelling en bedekking afgeneem het. Onder optimale grondwatertoestande het die Afnemerspesies in samestelling toegeneem, terwyl die Toenemer II spesies 'n afname getoon het. Volgens Fourie et al. (1987) word die voorkoms van périodes met hoë en lae reënval ook weerspieël in die botaniese samestelling van die Kalahariduineveld. In die Skyndoringveld van die Oos-Kaap het Danckwerts & Stuart-Hill (1988) vasgestel dat Toenemer I grassoorte beter in staat was om 'n droogte te oorleef as Afnemersoorte, wat op hulle beurt weer meer bestendig vertoon het as Toenemer II soorte. Hulle herstelvermoë na droogte het 'n omgekeerde neiging getoon. Volgens hierdie studie blyk dit dat basale bedekking saam met die botaniese samestelling as maatstaf vir veldtoestandbepaling in die ariede gebiede gebruik behoort te word. Die droogte het tydens hierdie studie meegebring dat die basale bedekkings van die veld in goeie en redelike toestand na opheffing van die droogte feitlik dieselfde was, terwyl die veldtoestandtellings gebaseer op botaniese samestelling, betekenisvol van mekaar verskil het. Die belangrike rol wat plantbedekking in die stabilisering van die ekosisteem met

J.Grassl.Soc.South.Afr.(1990),7(4) 255 betrekking tot die beskerming van die grond teen erosie en oppervlakafloop bied, kan in die ariede en semi-ariede gebiede nie oorbeklemtoon word nie. Volgens Fourie et al. (1984) is basale bedekking 'n meer sensitiewe maatstaf om die neiging van veldtoestand in ariede gebiede te meet ten spyte daarvan dat basale bedekking aansienlik weens reënvaltoestande kan varieer. Volgens Morris & Muller (1970) word die stabiliteit van basale bedekking verkeerdelik as vanselfsprekend aanvaar. Verandering van botaniese samestelling in die ariede gebiede is volgens Fourie et al. (1984) 'n aanduiding van 'n meer gevorderde fase van veldagteruitgang. Daar word nie altyd besef met watter groot persentasie plantafsterwing gedurende 'n strawwe droogteperiode mee gepaard gaan, soos in hierdie studie duidelik uitgewys is nie. Donaldson (1967) het in die Kalahari doringveld 'n 80% mortaliteit van drie meerjarige grasspesies na 'n ernstige droogte vasgestel, terwyl Danckwerts & Stuart-Hill (1988) ook rapporteer van grootskaalse afsterwing van graspolle in die Skyn-doringveld van die Oos-Kaap na 'n intense droogte. Die herstelvermoë van veld en période van herstel van weiplante na 'n droogte, regverdig verdere navorsing, veral met betrekking tot die regte bestuursmaatreëls wat toegepas moet word. Vanuit hierdie studie en ook volgens Danckwerts & Stuart-Hill (1988) biyk dit dat die toestand waarin die veld verkeer sal bepaal wat die persentasie plantafsterwing na 'n intense droogte sal wees. Aangesien beskikbare water in die ariede en semi-ariede gebiede relatief min is, is dit veral nodig dat die waterbehoeftes van weiplante ondersoek moet word. Hierdie studie toon aan dat Afnemerspesies 'n hoë waterbehoefte vir optimale WVD het, terwyl Toenemer II spesies met minder water optimum WVD kan bereik, maar verbruik water betekenisvol (P=s0.01) ondoeltreffender as Afnemerspesies. 'n Verandering in plantegroeisamestelling het veral onder toestande waar water nie beperkend is nie 'n betekenisvolle invloed op die WVD van weiveld. Die redelike en swak veldtoestand se WVD varieer die minste met 'n wisseling in grondwaterinhoud, terwyl veld in 'n goeie toestand baie gevoelig vir grondwaterverskilleis. Snyman (1988; 1989) het ook vasgestel dat die doeltreffendheid waarmee 'n klimaksgrasbedekking water verbruik, betekenisvol deur grondwaterinhoud beïnvloed word. Die veld in swak toestand het ongeag of dit onder beperkte of optimale watertoestande verkeer het, 'n besondere lae WVD gehandhaaf, en die hoogste WVD gelewer toe die droogte op sy intenste was. Vanuit hierdie studie is dit duidelik dat as gevolg van verswakkende toestand van weiveld, die risikofaktor vir droogte al groter word en sogenaamde skyndroogtes soos deur Fouché (1984) gedefinieer, ontstaan. Afgesien van die natuurlike voorkoms van droogtes, maak onoordeelkundige weiveldpraktyke dus 'n bydrae tot die verhoogde frekwensie en intensiteit van droogtes. Fouché et al. (1985) het vasgestel dat teoreties geen droogte by 'n veelading van 6.2 ha GVE" 1 in die sentrale grasveld sal voorkom nie, terwyl 'n 71% waarskynlikheid van 'n droogte by 'n veelading van 3 ha GVE" 1 voorkom. Summary Regrettably little experimental data are available on the immediate and long-term effects of droughts on the plants of southern Africa. The impact of the 1982/83 and severe drought on the mortality, basal cover and species composition of veld in different conditions was investigated. The rainfall during the two years of intense drought was 32.5% less than the long-term mean rainfall for this area. Extensive grass mortality took place during the drought. Tufts were classified as dead only if there was no sign of any living tillers. It is demonstrated that veld condition itself plays a role in the occurrence of mortality during drought. From the results, it is shown that grassveld in the arid and semi-arid regions is by no means stable over the years and exhibits significant fluctuations, primarily as a result of the short-term shifts in seasonal rainfall. Furthermore, veld in poor condition will not recover quickly after a few years of unlimited soil moisture; it is a very slow process. The low and cyclical nature of the rainfall was reflected in the botanical composition and basal cover of veld in good and moderate condition. Decreaser species fluctuated most with a variation in soil moisture. Digitaria eriantha and Themeda triandra decreased durinq the drought and increased under optimum soil moisture conditions, while Sporobolus fimbriatus followed the opposite trend. The results show clearly that Increaser II species are more capable of surviving drought than the Decreaser species. Under conditions with no moisture limitation the Decreaser species increased and the Increaser II species decreased. Water use efficiency (WUE) is defined as the aboveground phytomass in relation to evapotranspiration losses. In this study it was found that the WUE of veld in good condition decreased with a decrease in soil moisture content and does not differ significantly (F^O.01) from the WUE of veld in a moderate condition under limited soil moisture conditions. The veld in poor condition used water 73.9% more efficiently under water stress conditions than when water was not limited. The highest WUE of 2.7 kg ha" 1 mm" 1 was recorded under optimal soil water conditions from the veld in good condition. Verwysings Acocks, J.P.H., 1988. Veld types of South Africa. 3rd edn. Mem. Bot. Surv. S. Afr. No. 57. Danckwerts, J.E. & Stuart-Hill, G.C., 1988. The effect of severe drought and management after drought on the mortality and recovery of semi-arid grassveld. J. Grossl. Soc. South. Afr. 5: 218-222. Donaldson, C.H., 1967. The immediate effects of the 1964/66 drought on the vegetation of specific study areas in the Vryburg district. Proc. Grassl. Soc. sth. Afr. 2: 137-141. Foran, B.D., Tainton, N.M. & Booysen, P. de V., 1978. The development of a method for assessing veld condition in three grassveld types in Natal. Proc. Grassl. Soc. sth. Afr. 13: 27-34. Fouché, H.J., 1984. Ondersoek na die gebruik van die Putu II simulasiemodel en Palmerindeks vir die karakterisering van droogtetoestande. M.Sc.Agric.-verhandeling, Univ. van die Oranje-Vrystaat, Bloemfontein. Fouché, H.J., De Jager, J.M. & Opperman, D.P.J., 1985. A

256 TydskrifWeidingsveren.S.Afr.(1990),7(4) mathematical model for assessing the influence of stocking rate on the incidence of droughts and for estimating the optimal stocking rates. J. Grossl. Soc. South. Afr. 2: 4-6. Fourie, J.H. & Du Toit, P.F., 1983. Weidingstudies in die Viystaatstreek: Die bepaling van veldtoestand. Glen Agric. 12: 5-9. Fourie, J.H. & Visagie, A.F.J., 1985. Weidingswaarde en ekologiese status van grasse en karoobossies in die Vrystaatstreek. Glen Agric. 14: 14-18. Fourie, J.H., Redelinghuys, G.J. & Opperman, D.P.J., 1984. Influence of stocking rate and grazing system on plant basal cover and botanical composition of veld in the northern Cape. J. Grassl. Soc. South. Afr. 1: 20-24. Fourie, J.H., De Wet, M.J. & Page, J.J., 1987. Veldtoestand en neiging in Kalahari-duineveld onder 'n ekstensiewe veeboerderystelsel. Tydskrif Weidingsveren. S. Afr. 4: 48-54. Hillel, D., 1971. Soil and Water. Physical principles and processes. New York: Academic Press. Moore, A., Van Eck, J.A.J., Van Niekerk, J.P. & Robertson, B.L., 1988. Evapotranspirasie in drie plantgemeenskappe van 'n Rhigozum trichotomum habitat te Upington. Tydskrif Weidingsveren. S. Afr. 5: 80-84. Morris, J.W. & Muller, P.J., 1970. Seasonal variation of grassland basal cover. Proc. Grassl. Soc. sth. Afr. 5: 145-152. Roux, P.W., 1966. Die uitwerking van seisoenreënval en beweiding op Gemengde Karooveld. Handl. Weidingsveren. S. Afr. 1: 103-110. Roux, P.W., 1981. Interaction between climate, vegetation and runoff in the Karoo. Karoo Agric. 2(1): 4-8. Schulze, B.R., 1979. Klimaat van Suid-Afrika. Deel 8. Algemene Oorsig. Weerburo, Dept. van Vervoer. Skinner, T.E., 1981. Drought in perspective. Proc. Grassl. Soc. sth. Afr. 16: 13-16. Snyman, H.A., 1988. Bepaling van waterverbruiksdoeltreffendheid van veld in die sentrale Oranje-Vrystaat vanaf evapotranspirasiemetings. Water S.A. 14: 153-158. Snyman, H.A., 1989. Evapotranspirasie en waterverbruiksdoeltreffendheid van verskillende grasspesies in die sentrale Oranje-Vrystaat. Tydskrif Weidingsveren. S. Afr. 6: 146-151. Snyman, H.A. & Opperman, D.P.J., 1983. Die invloed van vogen ontblaringsbehandelings in hidrologiese eenhede op natuurlike veld van die sentrale Oranje-Vrystaat. Handl. Weidingsveren. S. Afr. 18: 124-130. Snyman, H.A., Venter, W.D., Van Rensburg, W.L.J. & Opperman, D.P.J., 1987. Ranking of grass species according to visible wilting order and rate of recovery in the central Orange Free State. J. Grassl. Soc. South. Afr. 4: 78-81. Walker, B.H., 1970. An evaluation of eight methods of botanical analysis on grasslands in Rhodesia. J. Appl. Ecol. 7: 403-416.