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The effect of interspecific competition on conifer seedling growth and nitrogen availability measured using ion-exchange membranes

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Abstract:

During the early establishment phase, outplanted white spruce (Picea glauca (Moench) Voss) and jack pine (Pinus banksiana Lamb.) seedlings are vulnerable to lethargic growth or mortality because of interspecific competition for soil nutrients, particularly N. Accurately quantifying the degree of N competition is essential for supporting effective vegetation management (VM) decisions. This study evaluated the use of in situ burials of ion-exchange membrane (IEM; Plant Root SimulatorTM-probes) for quantifying differences in soil N supply rate between different VM treatments and the relationship of this N availability index to early growth of conifer seedlings at four boreal forest sites. At most sites, the effect of noncrop N uptake on soil N availability was apparent, with smaller NH4+-N, NO3-N, and total dissolved inorganic N (DIN) supply rates in control plots than in VM plots. Total DIN supply rate was correlated (R2 = 0.60 to 0.73, P < 0.01) with seedling height, root-collar diameter, and stem volume growth. Ammonium-N supply rate was better correlated than NO3-N supply rate with conifer seedling growth, which is in agreement with preferential NH4+-N uptake by conifer species. The results of this study support the use of in situ burials of IEM for measuring soil N availability during the early establishment phase.

Au début de la phase d'établissement, la croissance des semis transplantés d'épinette blanche (Picea glauca (Moench) Voss) et de pin gris (Pinus banksiana Lamb.) peut être fortement réduite et la mortalité élevée à cause de la compétition interspécifique pour les nutriments du sol, particulièrement l'azote (N). Il est essentiel de quantifier avec précision le niveau de compétition pour N afin d'assurer l'efficacité des décisions qui concernent la gestion de la végétation. Cette étude a évalué le recours à l'enfouissement in situ d'une membrane d'échange ionique (MEI, sondes Plant Root SimulatorMC), pour quantifier les différences dans le taux de disponibilité de N entre différents traitements de gestion de la végétation et la relation entre cet indice de disponibilité de N et la croissance juvénile de semis de conifères, dans quatre stations situées en forêt boréale. Dans la plupart des stations, l'effet du prélèvement de N par la compétition sur la disponibilité de N était apparent. Le taux de mise en disponibilité de N-NH4+, de N-NO3 et de N inorganique dissout (NID) total était plus faible dans les parcelles témoins que dans les parcelles soumises à un contrôle de la végétation. Le taux de disponibilité de NID total était corrélé (R2 = 0,60 à 0,73, P < 0,01) avec la hauteur des semis, le diamètre du collet et la croissance en volume de la tige. Le taux de mise en disponibilité de N-NH4+ était plus fortement corrélé à la croissance des semis de conifères que le taux de mise en disponibilité de N-NO3, ce qui est cohérent avec l'absorption préférentielle de N-NH4+ par les espèces résineuses. Les résultats de cette étude supportent l'utilisation in situ de MEI enfouies pour mesurer la disponibilité de N dans le sol au début de la phase d'établissement.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: 2004-03-01

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