Growth and nitrogen retranslocation of nutrient loaded Picea mariana seedlings planted on boreal mixedwood sites


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Abstract

Enhanced nutrient mobilization from old to current growth is a key mechanism that confers competitive ability to nutrient-loaded black spruce (Picea mariana (Mill.) BSP) seedlings planted on high-competition forest sites in northern Ontario. This study examines effects of nutrient loading and differing vegetation management (herbicide, fertilization, shading) on growth, partitioning, and net retranslocation of N between current and old shoots of newly planted black spruce seedlings on six contrasting boreal sites. Nutrient loading during nursery culture improved seedling growth and N uptake and retranslocation after transplanting. Herbicide application accelerated growth and N uptake only on the high-competition Alnus, hardwood, and mixedwood sites but had no effect on the less competitive feathermoss and Vaccinium sites. Weed removal on competitive sites reduced N retranslocation significantly. Field fertilization reduced N retranslocation in seedlings and promoting tree growth and N uptake on the less competitive feathermoss and Vaccinium sites. However, fertilization stimulated weeds on high-competition sites suppressing seedling biomass and N uptake. Factors that seem to affect net N retranslocation include the type and level of internal N reserves, biomass and N accumulation and partitioning, external N supply, and other stresses that limit plant growth such as competition.RésuméUne meilleure mobilisation des nutriments des vieilles pousses vers les nouvelles constitue un mécanisme clé qui confère un avantage compétitif aux semis d'épinette noire (Picea mariana (Mill.) BSP) riches en nutriments qui sont plantés dans des sites forestiers où la compétition est forte dans le nord de l'Ontario. Cette étude examine les effets de l'enrichissement en nutriments et du mode de gestion de la végétation (herbicide, fertilisation, ombrage) sur la croissance, la répartition et la translocation nette de N entre les vieilles et les nouvelles pousses chez des semis d'épinette noire récemment plantés dans six sites différents en forêt boréale. L'enrichissement en nutriments pendant la culture en pépinière a amélioré la croissance, le prélèvement de N et sa translocation après la plantation. L'application d'herbicide a accéléré la croissance et le prélèvement de N seulement dans les sites de forêt mixte, de forêt feuillue et en présence d'aulne, où il y avait une forte compétition. Par contre, elle n'a eu aucun effet dans les sites à mousse hypnacée ou à Vaccinium où la compétition était faible. L'élimination des herbacées a significativement réduit la translocation de N dans les sites où la compétition était forte. La fertilisation a réduit la translocation de N dans les semis et favorisé la croissance des arbres et le prélèvement de N dans les sites à mousse hypnacée ou à Vaccinium où il y avait moins de compétition. Cependant, la fertilisation a favorisé les herbacées dans les sites où la compétition était forte et a entraîné une réduction de la biomasse des semis et du prélèvement de N. Les facteurs qui semblent affecter la translocation nette de N incluent le type et le niveau des réserves internes de N, la répartition et l'accumulation de biomasse et de N, l'apport externe de N et les autres stress qui limitent la croissance des plants tels que la compétition.

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