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Above- and below-ground biomass accumulation, production, and distribution of sweetgum and loblolly pine grown with irrigation and fertilization

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Increased forest productivity has been obtained by improving resource availability through water and nutrient amendments. However, more stress-tolerant species that have robust site requirements do not respond consistently to irrigation. An important factor contributing to robust site requirements may be the distribution of biomass belowground, yet available information is limited. We examined the accumulation and distribution of above- and below-ground biomass in sweetgum (Liquidambar styraciflua L.) and loblolly pine (Pinus taeda L.) stands receiving irrigation and fertilization. Mean annual aboveground production after 4 years ranged from 2.4 to 5.1 Mg·ha–1·year–1 for sweetgum and from 5.0 to 6.9 Mg·ha–1·year–1 for pine. Sweetgum responded positively to irrigation and fertilization with an additive response to irrigation+ fertilization. Pine only responded to fertilization. Sweetgum root mass fraction (RMF) increased with fertilization at 2 years and decreased with fertilization at 4 years. There were no detectable treatment differences in loblolly pine RMF. Development explained from 67% to 98% of variation in shoot versus root allometry for ephemeral and perennial tissues, fertilization explained no more than 5% of the variation in for either species, and irrigation did not explain any. We conclude that shifts in allocation from roots to shoots do not explain nutrient-induced growth stimulations.

Une augmentation de la productivité de la forêt a été obtenue en améliorant la disponibilité des ressources à l’aide d’amendements en eau et en nutriments. Cependant, les espèces plus tolérantes au stress ayant des exigences écologiques robustes ne réagissent pas de la même façon à l’irrigation. La distribution de la biomasse souterraine pourrait être un facteur important contribuant aux exigences écologiques robustes, mais peu d’information est disponible. Nous avons étudié l’accumulation et la distribution de la biomasse aérienne et souterraine dans des peuplements de copalme d’Amérique (Liquidambar styraciflua L.) et de pin à encens (Pinus taeda L.) irrigués et fertilisés. La production aérienne annuelle moyenne après quatre ans variait de 2,4 à 5,1 Mg·ha–1·an–1 dans le cas du copalme d’Amérique et de 5,0 à 6,9 Mg·ha–1·an–1 dans le cas du pin à encens. Le copalme d’Amérique a réagi positivement à l’irrigation et à la fertilisation tout en ayant une réaction additive lorsque ces deux traitements étaient appliqués. Le pin à encens a réagi uniquement à la fertilisation. La fraction de masse racinaire (FMR) du copalme d’Amérique augmentait avec la fertilisation après deux ans et diminuait avec la fertilisation après 4 ans. Nous n’avons pas détecté de différence significative entre les traitements dans le cas de la FMR du pin à encens. La croissance a expliqué de 67% à 98% de la variation de l’allométrie entre les pousses et les racines dans le cas des tissus éphémères et pérennes alors que la fertilisation n’a pas expliqué plus de 5% de la variation chez l’une ou l’autre des deux espèces et que l’irrigation n’a rien expliqué du tout. Nous concluons que le déplacement de l’allocation des racines vers les pousses n’explique pas la stimulation de la croissance induite par les nutriments.

Document Type: Research Article

Publication date: June 1, 2008

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  • Published since 1971, this monthly journal features articles, reviews, notes and commentaries on all aspects of forest science, including biometrics and mensuration, conservation, disturbance, ecology, economics, entomology, fire, genetics, management, operations, pathology, physiology, policy, remote sensing, social science, soil, silviculture, wildlife and wood science, contributed by internationally respected scientists. It also publishes special issues dedicated to a topic of current interest.
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