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Initial responses of phosphorus biogeochemistry to calcium addition in a northern hardwood forest ecosystem

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We measured changes in P pools and cycling 1 year after a Ca fertilization treatment at the Hubbard Brook Experimental Forest in central New Hampshire. We hypothesized that by increasing soil pH and available Ca, the treatment would change the amount of readily available P in the forest floor and the biogeochemical cycling of P in the forest ecosystem. One year after the Ca addition, significant increases occurred in soil pH (one pH unit), resin-sorbed P (2- to over 10-fold), and the microbial respiratory quotient (27%) in the Oe horizon of the treated watershed compared with a reference watershed. Additionally, we observed significant increases in foliar P concentrations (20–133% across six species) and in P retranslocation in the treated watershed between pre- and post-Ca-addition years (p < 0.05). Foliar P was strongly correlated (r = 0.74) with resin-sorbed P. Microbial biomass P, microbial C to P ratios, and available organic and inorganic P fractions were lower in the Oe horizon of the treatment watershed than in the reference watershed, but no differences were observed in soil solution or fine root P concentration. Apparently, by changing soil pH, Ca addition increased rates of P cycling in forest floor horizons at Hubbard Brook Experimental Forest.

Nous avons mesuré les changements dans les pools et le recyclage de P une année après une fertilisation au Ca dans la Forêt expérimentale de Hubbard Brook dans le centre du New Hampshire. Nous avons émis l'hypothèse qu'en augmentant le pH du sol ainsi que le Ca disponible, le traitement changerait la quantité de P rapidement disponible dans la couverture morte et le recyclage biogéochimique de P dans l'écosystème forestier. Une année après l'addition de Ca, des accroissements significatifs ont été observés dans le pH du sol (une unité de pH), le P adsorbé par la résine (2 à plus de 10 fois) et dans le quotient respiratoire microbien (27 %) dans l'horizon Oe du bassin versant traité comparé au bassin de référence. De plus, nous avons observé des accroissements significatifs dans les con centrations foliaires de P (20–133 % chez six espèces différentes) et dans la retranslocation de P dans le bassin traité l'année qui a suivi l'ajout de calcium comparativement a celle qui a précédé le traitement (p < 0,05). Le P foliaire était fortement corrélé (r = 0,74) avec le P adsorbé par la résine. Le P de la biomasse microbienne, le rapport C/P de la flore microbienne et les fractions organique et inorganique de P disponible étaient plus faibles dans l'horizon Oe du bassin traité que dans le bassin de référence, mais aucune différence n'a été observée dans les concentrations de la solution de sol ou des radicelles. Apparemment, en changeant le pH du sol par une addition de Ca, cela a accru le taux de recyclage de P dans les horizons de la couverture morte.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: 2003-10-01

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  • Published since 1971, this monthly journal features articles, reviews, notes and commentaries on all aspects of forest science, including biometrics and mensuration, conservation, disturbance, ecology, economics, entomology, fire, genetics, management, operations, pathology, physiology, policy, remote sensing, social science, soil, silviculture, wildlife and wood science, contributed by internationally respected scientists. It also publishes special issues dedicated to a topic of current interest.
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