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Nitrogen mineralization in short-rotation tree plantations along a soil nitrogen gradient

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Abstract:

We measured soil nitrogen (N) mineralization along an N fertilization gradient (control; irrigation only (I + 0 N); irrigation with 56 (I + 56 N), 112 (I + 112 N), and 224 (I + 224 N) kg N·ha–1·year–1, respectively) in 7-year-old cottonwood (Populus deltoides Marsh.), cherrybark oak (Quercus falcata Michx. var. pagodifolia Ell.), American sycamore (Platanus occidentalis L.), and loblolly pine (Pinus taeda L.) plantations established on a well-drained Redbay sandy loam (a fine loamy, siliceous, thermic Rhodic Paleudult), in Florida, USA. Nitrogen mineralization was measured monthly for 1 year, beginning in April 2001, with the buried bag incubation technique. Irrigation alone or fertigation (irrigation + N) affected annual net N mineralization rates under hardwood species, but no effect was found under loblolly pine. Overall, the rates were higher under cherrybark oak (108 kg N·ha–1·year–1) and cottonwood (101 kg N·ha–1·year–1) than under sycamore (82 kg N·ha–1·year–1) and loblolly pine (75 kg N·ha–1·year–1). Significant correlations were observed between N mineralization and stem volume in all species but loblolly pine. These results suggest that N mineralization response to irrigation or fertigation (irrigation + N) is heavily dependent on species-specific feedback mechanisms. Our results also support the hypothesis that the N mineralization versus productivity relationship is a fundamental feature of forests, resulting from the impact of N availability on productivity and the long-term feedback effects of vegetation on N availability.

Les auteurs ont mesuré la minéralisation de l'azote (N) du sol le long d'un gradient de fertilisation avec N (témoin; irrigation seule (I + 0 N); irrigation avec 56 (I + 56 N), 112 (I + 112 N) et 224 (I + 224 N) kg N·ha–1·an–1, respectivement) dans des plantations de peuplier occidental (Populus deltoides Marsh.), de chêne à feuilles en pagode (Quercus falcata Michx. var. pagodifolia Ell.), de platane (Platanus occidentalis L.) et de pin à encens (Pinus taeda L.). Les plantations étaient âgées de 7 ans et établies sur un sol bien drainé, un loam sableux Redbay (un Rhodic Paleudult thermique, fin loameux, siliceux), en Floride, aux É.-U. La minéralisation de N a été mesurée mensuellement pendant une année, débutant en avril 2001, par la technique du sachet d'incubation enfoui. L'irrigation seule ou la fertigation (irrigation + N) ont affecté le taux de minéralisation nette de N dans le cas des espèces feuillues mais n'ont eu aucun effet dans le cas du pin à encens. Au total, le taux était plus élevé dans les plantations de chêne à feuilles en pagode (108 kg N·ha–1·an–1) et de peuplier occidental (101 kg N·ha–1·an–1) que dans les plantations de platane (82 kg N·ha–1·an–1) et de pin à encens (75 kg N·ha–1·an–1). Des corrélations significatives ont été observées entre la minéralisation de N et le volume de la tige pour toutes les espèces, à l'exception du pin à encens. Ces résultats indiquent que la minéralisation de N en réponse à l'irrigation ou à la fertigation est fortement dépendante des mécanismes de rétroaction propres à chaque espèce. Leurs résultats supportent également l'hypothèse que la minéralisation de N versus la relation avec la productivité est une caractéristique fondamentale des forêts résultant de l'impact de la disponibilité de N sur la productivité et des effets de rétroaction à long terme de la végétation sur la disponibilité de N.

[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: 2006-05-01

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