Long-term effects of weed control and fertilization on the carbon and nitrogen pools of a slash and loblolly pine forest in north-central Florida

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Abstract:

The effects of fertilization, weed control, and fertilization plus weed control on vegetation and soil C and N pools were examined for a loblolly pine (Pinus taeda L.) and slash pine (Pinus elliottii var. elliottii Engelm.) forest at ages 18 and 26years (at the end of rotation). The total C accumulated in fertilized forests without weed control was 20% (slash pine) and 40% (loblolly pine) greater than in the control forests at the end of rotation. Weed control increased pine C pools at 18years, but by the end of rotation, weed control effectively resulted in no gain in ecosystem C. When the two treatments were combined, weed control slightly subtracted from the net C benefit produced by fertilization. This result occurred because of decreased forest floor and soil C in the weed control plots. Fertilization significantly increased stem, foliage, forest floor, and soil N pools, and N retention was 63% and 103% of the applied N in the slash and loblolly pine forests, respectively. Weed control with fertilization reduced ecosystem N retention efficiency, but weed control alone did not negatively affect ecosystem N accumulation. These results suggest that the optimal treatment for increasing C accumulation and N retention in these ecosystems is fertilization without weed control.

Les effets de la fertilisation et du désherbage, seuls ou combinés, sur la végétation ainsi que sur les réservoirs de C et de N du sol ont été étudiés dans des forêts de pin à encens (Pinus taeda L.) et de pin d’Elliott (Pinus elliottii var. elliottii Engelm.) âgées de 18 et 26 ans (fin de la rotation). Le C total accumulé dans les forêts fertilisées était 20% (pin d’Elliott) et 40% (pin à encens) plus élevé que dans les forêts témoins à la fin de la rotation. Le désherbage a augmenté les réservoirs de C du pin à 18 ans mais n’a pas entraîné de gain de C dans l’écosystème à la fin de la rotation. Lorsque les deux traitements étaient combinés, le désherbage a légèrement réduit le bénéfice net de C obtenu avec la fertilisation. Ce résultat est survenu à cause la diminution du C dans le sol et la couverture morte dans les parcelles désherbées. La fertilisation a significativement augmenté les réservoirs de N dans la tige, le feuillage, la couverture morte et le sol et la rétention de N a atteint respectivement 63% et 103% de N appliqué dans les forêts de pin d’Elliott et de pin à encens. Le désherbage combiné à la fertilisation a réduit l’efficacité de rétention de N de l’écosystème mais le désherbage seul n’a pas négativement influencé l’accumulation de N dans l’écosystème. Ces résultats indiquent que le traitement optimal pour augmenter l’accumulation de C et la rétention de N dans ces écosystèmes est la fertilisation sans désherbage.

Document Type: Research Article

Publication date: March 1, 2011

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