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Long-term calcium addition increases growth release, wound closure, and health of sugar maple (Acer saccharum) trees at the Hubbard Brook Experimental Forest

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Abstract:

We surveyed and wounded forest-grown sugar maple (Acer saccharum Marsh.) trees in a long-term, replicated Ca manipulation study at the Hubbard Brook Experimental Forest in New Hampshire, USA. Plots received applications of Ca (to boost Ca availability above depleted ambient levels) or Al (to compete with Ca uptake and further reduce Ca availability). We found significantly greater total foliar and membrane-associated Ca in foliage of trees in plots fertilized with Ca when compared with trees from Al-addition and control plots (P = 0.005). Coinciding with foliar Ca differences, trees exhibited a significant difference in crown vigor and in percent branch dieback among treatments (P< 0.05), with a trend towards improved canopy health as Ca levels increased. Annual basal area increment growth for the years following treatment initiation (1998–2004) was significantly greater in trees subjected to Ca addition compared with trees in control and Al treatments. Treatment-related improvements in growth were particularly evident after overstory release following a 1998 ice storm. The amount of wound closure was also greatest for trees in Ca-addition plots relative to Al-addition and control plots (P = 0.041). These findings support evidence that ambient Ca depletion is an important limiting factor regarding sugar maple health and highlight the influence of Ca on wound closure and growth following release from competition.

Nous avons recensé et blessé des tiges d’érable à sucre (Acer saccharum Marsh.) qui croissent en forêt dans le cadre d’une expérience à long terme dans laquelle des traitements visant à modifier la teneur en Ca dans le sol ont été répétés à la forêt expérimentale de Hubbard Brook dans l’État du New Hampshire, aux États-Unis. Les parcelles ont reçu des applications de Ca (pour augmenter la disponibilité de Ca au-dessus des niveaux ambiants déficients) ou de Al (pour compétionner avec l’absorption de Ca et réduire davantage la disponibilité de Ca). Nous avons observé significativement plus de Ca total associé aux feuilles et aux membranes dans le feuillage des arbres situés dans les parcelles fertilisées avec Ca comparativement aux arbres situés dans les parcelles témoins ou traitées avec Al (P = 0,005). Parallèlement aux différences dans le statut foliaire de Ca, la vigueur de la cime et le pourcentage de mort en cime étaient significativement différents selon le traitement (P < 0,05); l’état de santé de la canopée avait tendance à s’améliorer avec l’augmentation du niveau de Ca. L’accroissement annuel en surface terrière pendant les années qui sont suivi le traitement (1998–2004) était significativement plus élevé chez les arbres qui avaient reçu un supplément de Ca comparativement à ceux qui avaient été traités avec Al ou aux arbres témoins. L’amélioration de la croissance reliée aux traitements était particulièrement évidente après le dégagement survenu dans l’étage dominant à la suite du verglas de 1998. La fermeture des blessures était plus avancée chez les arbres situés dans les parcelles amendées avec Ca que chez les arbres situés dans les parcelles témoins ou amendées avec Al (P = 0,041). Ces résultats supportent le fait que la perte de Ca ambiant est un important facteur limitant pour la santé de l’érable à sucre et mettent en évidence l’influence de Ca sur la fermeture des blessures et la croissance à la suite d’une réduction de la compétition.

Document Type: Research Article

Publication date: September 1, 2007

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