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The use of various soil and site variables for estimating growth response of Douglas-fir to multiple applications of urea and determining potential long-term effects on soil properties

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Abstract:

Estimating the growth response of Douglas-fir (Pseudotsuga menziesii (Mirb.) Franco) stands after nitrogen (N) fertilization is difficult because of the high site variability present in the Pacific Northwest. Our objective was to determine how site and soil variables relate to stand response to repeat applications of 224kg N·ha–1 as urea once every 4 years. The unstandardized residuals of two dependent variables (total cumulative volume and 4-year periodic annual increment, or PAI) were regressed against site and soil variables using stepwise regression. Data were stratified by three different stand density treatments: unaltered stand density (SD), one-half SD (SD/2), and one-quarter SD (SD/4). Both total cumulative volume and 4-year PAI after the second application of urea was significantly higher in the fertilized plots (p = 0.008; 0.009), whereas only total cumulative volume was significant after the third fertilizer application (p = 0.021). Thinning effects were highly significant (p< 0.001) for all three fertilizer applications. The strongest related stand, site, or soil variable to fertilization response existed between percent N at the 30–50 cm depth and total cumulative volume (R2 = 0.833) for the SD/2 stand density management regime. Regression analysis showed that C, N, NH4+, and NO3 concentration data explained the most variation, while stand and site variables contributing the least. The results demonstrate that multiple applications of urea provide significant increases in total volume, but effects of successive applications diminish over time.

Il est difficile d’évaluer la réaction en croissance de peuplements de douglas de Menzies (Pseudotsuga menziesii (Mirb.) Franco) après une fertilisation azotée (N) à cause de la grande variabilité des stations du nord-ouest américain. Notre objectif était de déterminer comment les variables du sol et de la station étaient reliées à la réaction du peuplement à la suite d’applications répétées de 224 kg N·ha–1 sous forme d’urée à tous les quatre ans. Les résidus non standardisés de deux variables dépendantes (volume total cumulatif et accroissement annuel périodique (AAP) pendant une période de quatre ans) ont été mis en relation avec des variables de sol et de station à l’aide de la régression pas à pas. Les données ont été stratifiées selon trois traitements de la densité du peuplement: densité du peuplement non altérée (SD), 50% de la densité du peuplement (SD/2) et 25% de la densité du peuplement (SD/4). Le volume total cumulatif et l’AAP pendant une période de quatre ans étaient significativement plus élevés dans les parcelles fertilisées après la deuxième application d’urée (p = 0,008 et 0,009) alors que seul le volume total cumulatif était significativement plus élevé après la troisième application de fertilisant (p = 0,021). Les effets de l’éclaircie étaient très significatifs (p < 0,001) pour les trois applications de fertilisant. La relation la plus étroite entre une variable de peuplement, de station ou de sol et la réaction à la fertilisation était celle qui existait entre le pourcentage d’azote à une profondeur de 30 à 50 cm et le volume total cumulatif (R2 = 0,833) dans le cas du régime d’aménagement de la densité du peuplement SD/2. Une analyse de régression a montré que la concentration en C, N, NH4+ et NO3 expliquait la plus grande partie de la variation alors que les variables du peuplement et de la station y contribuaient le moins. Les résultats démontrent que des applications multiples d’urée produisent des augmentations significatives du volume total, mais que les effets d’applications successives diminuent avec le temps.

Document Type: Research Article

Publication date: June 1, 2008

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