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Growth and nutrient uptake by birch and maple seedlings on soil with patchy or homogeneous distribution of organic matter

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Abstract:

We compare responses to soil heterogeneity of red maple (Acer rubrum L.) and gray birch (Betula pop ulifolia Marsh.). Seedlings were grown with root systems split between two pots with soil: (i) without additional organic matter or nutrients ("no-addition" treatment), (ii) with additional organic matter and nutrients distributed evenly throughout the soil ("mixed" treatment), and (iii) with additional organic matter and nutrients concentrated in one pot ("patch" treatment). Compared with the no-addition treatment, mixed and patch treatments resulted in taller plants, and greater leaf and total plant dry masses for birch, while growth of maple was mostly unaffected. Birch root biomass was significantly increased in the organic patch. Specific root length of fine roots (<1 mm diameter) in the organic patch was twice as large for birch than for maple. Total plant biomass and N and P contents did not differ between mixed and patch treatments, possibly because the contrast between N and P concentrations between patch and non-patch soil was too small. In all treatments, birches took up more N than maples. In addition, the faster localized root growth and larger specific root length indicate a greater potential for birch than for maple to exploit heterogeneous soils.

Nous avons comparé les réactions de l'érable rouge (Acer rubrum L.) et du bouleau gris (Betula populifolia Marsh.) à l'hétérogénéité du sol. Les semis ont été cultivés en divisant leur système racinaire dans deux pots avec du sol : (i) sans addition de matière organique et de nutriments (traitement sans addition), (ii) avec addition de matière organique et de nutriments distribués de façon homogène dans le sol (traitement homogène) et (iii) avec addition de matière organique et de nutriments concentrés dans un pot (traitement hétérogène). Comparativement au traitement sans addition, les traitements homogène et hétérogène ont produit des plants plus hauts et des masses anhydres de feuillage et totale plus élevées dans le cas du bouleau mais la croissance de l'érable n'a presque pas été affectée. La biomasse racinaire du bouleau était significativement plus élevée dans le traitement hétérogène. La longueur spécifique des racines fines (<1 mm de diamètre) du bouleau était le double de celle de l'érable dans le traitement hétérogène. La biomasse totale des plants et le contenu en N et P ne différaient pas entre les traitements homogène et hétérogène, possiblement parce que la différence dans la concentration de N et P entre les traitements homogène et hétérogène était trop faible. Dans tous les traitements, le bouleau a prélevé plus de N que l'érable. De plus, la croissance racinaire localisée plus rapide et la longueur racinaire spécifique plus grande chez le bouleau indiquent que sa capacité à exploiter les sols hétérogène est meilleure que celle de l'érable.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: October 1, 2003

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