Microbial community responses in forest mineral soil to compaction, organic matter removal, and vegetation control

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Abstract:

We tested three disturbance hypotheses in young conifer plantations: H1: soil compaction and removal of surface organic matter produces sustained changes in microbial community size, activity, and structure in mineral soil; H2: microbial community characteristics in mineral soil are linked to the recovery of plant diversity; and H3: community responses are strongly modified by regional climate. Microbial biomass, respiration, carbon utilization, and phospholipid fatty acids were compared at two subtropical installations and one Mediterranean-type climate installation of the North American Long-Term Soil Productivity study. Treatments included combinations of compaction (none vs. severe), organic matter removal (none vs. complete), and weed control (none vs. complete), plus an uncut reference stand. Weed control resulted in the only consistent decline or shift in microbial indices at the subtropical sites. At the Mediterranean-type climate site, overstory harvesting resulted in declines in microbial biomass, respiration, and fungal phospholipid fatty acids that far outweighed the effects of the soil disturbance treatments. Severe compaction had no effect on community size or activity at any site. Microbial communities were generally tolerant of postharvest soil disturbance, leading to a rejection of the experimental hypotheses, with the exception of a link between microorganisms and recovery of plant diversity (H2) at the subtropical sites.

Les auteurs ont testé trois hypothèses ayant trait aux perturbations dans de jeunes plantations de conifères : H1 : la compaction du sol et l'enlèvement des résidus organiques de surface entraînent des changements persistants dans la structure, l'activité et la taille de la communauté microbienne dans le sol minéral; H2 : les caractéristiques de la communauté microbienne dans le sol minéral sont reliées au rétablissement de la diversité végétale; H3 : les réactions de la communauté microbienne sont fortement influencées par le climat régional. La biomasse, la respiration, l'utilisation du carbone et les acides gras phospholipidiques microbiens ont été comparés dans deux stations au climat subtropical et une station au climat méditerranéen du programme nord-américain de productivité des sols à long terme. Les traitements incluaient des combinaisons de compaction du sol (aucune vs sévère), d'enlèvement des résidus organiques (aucun vs complet) et de maîtrise de la végétation (aucune vs complète), en plus d'un peuplement non coupé comme témoin. La maîtrise de la végétation est le seul traitement qui a entraîné une diminution ou un changement constant des indices microbiens dans les stations subtropicales. Dans la station au climat méditerranéen, la récolte de l'étage dominant a entraîné une diminution de la biomasse microbienne, de la respiration et des acides gras phospholipidiques fongiques qui était de loin plus importante que les effets des traitements de perturbation du sol. La compaction sévère du sol n'a eu aucun effet sur l'activité ou la taille des communautés microbiennes dans aucun des sites. Les communautés microbiennes étaient généralement tolérantes aux perturbations du sol qui suivaient la récolte, entraînant le rejet des hypothèses expérimentales à l'exception d'un lien entre les microorganismes et le rétablissement de la diversité végétale (H2) dans les stations subtropicales.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: March 1, 2006

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