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Factors contributing to the superior growth and N nutrition of 11-year-old lodgepole pine compared with Sitka spruce on a N-poor cedar-hemlock cutover

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Abstract:

We tested several hypotheses to explain the superior growth and nitrogen (N) status of lodgepole pine (Pinus contorta Dougl. ex Laws. var. contorta) compared with Sitka spruce (Picea sitchensis (Bong.) Carrière) on a N-poor site by comparing N distribution, N retranslocation, rooting distribution, and mycorrhizal fungi in plots of 11-year-old trees on a cedar–hemlock cutover. Aboveground N content was nine times greater in pine than in spruce of the same age, and thus, we conclude that pine acquired more N during the 11 years than spruce. Greater N acquisition by pine was not related to rooting depth, as both species rooted primarily in the residual forest floor. There were differences in mycorrhizal fungal associates: a high proportion of pine roots were infected with Suillus-like fungi. Pine produced more aboveground biomass per unit N (388 compared with 292 g·g–1 in spruce) and distributed more N to young foliage. Nitrogen retranslocation efficiency (based on foliar N contents in July and October) was higher in pine (50–52%) than in spruce (24–36%). These characteristics all appear to contribute to pine's abilities to both acquire more N and use it more efficiently and, thus, outperform spruce on this N-poor site.

Nous avons testé plusieurs hypothèses pour expliquer pourquoi le pin lodgepole (Pinus contorta Dougl. ex Laws. var. contorta) a une meilleure croissance et un meilleur bilan de l'azote (N) que l'épinette de Sitka (Picea sitchensis (Bong.) Carrière) sur un site pauvre en N. Des parcelles ont été établies dans un peuplement de cèdre et de pruche coupé à blanc où les arbres étaient âgés de 11 ans afin de comparer la distribution de N, la translocation de N, la distribution des racines et les champignons mycorhiziens. Le contenu en azote épigé était neuf fois plus élevé chez le pin que chez l'épinette du même âge. Par conséquent, nous concluons que le pin a emmagasiné plus de N que l'épinette au cours des onze années de croissance. La plus forte accumulation de N par le pin n'était pas liée à la profondeur de l'enracinement car le système racinaire des deux espèces se développait principalement dans la couverture morte résiduelle. Les champignons mycorhiziens associés aux deux espèces étaient différents. Une forte proportion des racines de pin étaient infectées par des champignons apparentés à Suillus. Le pin produisait plus de biomasse épigée par unité de N (388 comparativement à 292 g·g–1 pour l'épinette) et distribuait davantage de N vers le jeune feuillage. L'efficacité de la translocation de N, basée sur le contenu en N en juillet et octobre, était plus élevée chez le pin (50–52%) que chez l'épinette (24–36%). Ces caractéristiques semblent toutes contribuer à l'acquisition de plus de N et à son utilisation plus efficace par le pin qui déclasse l'épinette sur ce site pauvre.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: July 1, 2001

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