Douglas-fir soil C and N properties a decade after termination of urea fertilization

Authors: Homann, P.S.; Caldwell, B.A.; Chappell, H.N.; Sollins, P.; Swanston, C.W.

Source: Canadian Journal of Forest Research, Volume 31, Number 12, December 2001 , pp. 2225-2236(12)

Publisher: NRC Research Press

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Abstract:

Chemical and microbial soil properties were assessed in paired unfertilized and urea fertilized (>89 g N·m–2) plots in 13 second-growth Douglas-fir (Pseudotsuga menziesii (Mirb.) Franco) stands distributed throughout western Washington and Oregon. A decade following the termination of fertilization, fertilized plots averaged 28% higher total N in the O layer than unfertilized plots, 24% higher total N in surface (0–5 cm) mineral soil, and up to four times the amount of extractable ammonium and nitrate. Decreased pH (0.2 pH units) caused by fertilization may have been due to nitrification or enhanced cation uptake. In some soil layers, fertilization decreased cellulase activity and soil respiration but increased wood decomposition. There was no effect of fertilization on concentrations of light and heavy fractions, labile carbohydrates, and phosphatase and xylanase activities. No increase in soil organic C was detected, although variability precluded observing an increase of less than ~15%. Lack of a regionwide fertilization influence on soil organic C contrasts with several site-specific forest and agricultural studies that have shown C increases resulting from fertilization. Overall, the results indicate a substantial residual influence on soil N a decade after urea fertilization but much more limited influence on soil C processes and pools.

Les propriétés chimiques et microbiennes du sol ont été évaluées dans des paires de parcelles non fertilisées ou fertilisées à l'urée (>89 g N·m–2) établies dans 13 peuplements de seconde venue de douglas de Menzies (Pseudotsuga menziesii (Mirb.) Franco) répartis dans l'ouest des états de Washington et de l'Oregon. Une dizaine d'années après l'arrêt de la fertilisation, les parcelles fertilisées avaient en moyenne 28% plus de N total dans l'horizon O que les parcelles non fertilisées, 24% plus de N total en surface (0–5 cm) du sol minéral et jusqu'à quatre fois plus de nitrate et d'ammonium extractibles. La diminution du pH (0,2 unités de pH) causée par la fertilisation pourrait être due à la nitrification ou à une plus grande absorption de cations. Dans certains horizons du sol, la fertilisation a causé une diminution de l'activité de la cellulase et de la respiration du sol mais a accéléré la décomposition du bois. La fertilisation n'a eu aucun effet sur la concentration des fractions légère et lourde, sur les hydrates de carbone labiles, ainsi que sur l'activité de la phosphatase et de la xylanase. Aucune augmentation de C dans le sol organique n'a été observée. Par contre, la variabilité ne permettait pas d'observer une augmentation inférieure à ~15%. L'absence d'effet de la fertilisation dans l'ensemble de la région sur le C dans le sol organique contraste avec plusieurs études réalisées sur des sites forestiers et agricoles spécifiques qui ont rapporté une augmentation de C due à la fertilisation. Dans l'ensemble, les résultats indiquent une importante influence résiduelle sur N du sol une dizaine d'années après la fertilisation à l'urée mais une influence beaucoup plus limitée sur les processus et les réserves de C dans le sol.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: December 1, 2001

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