Effect of site management on leaf area, early biomass development, and stand growth efficiency of a Eucalyptus grandis plantation in South Africa


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Abstract

The effects of intensive site management operations on leaf area index (LAI), aboveground woody biomass (WB) development, and stand growth efficiency were studied in a South African Eucalyptus grandis (Hill ex Maiden) stand from establishment to 3.5 years of age. Site management treatments included slash removal, slash retention, fertilization, slash burning, and slash disturbance through mechanized harvesting operations. Stand LAI development responded strongly and significantly to the site management treatments imposed at establishment. Responses were driven by nutrient supply but were apparently limited by a severe drought after establishment. At 1.3 years, LAI in the slash removal treatment reached 2.1, compared to 4.5 following fertilization or slash burning. Treatments also significantly affected the development of aboveground WB, which ranged from 53.6 (slash removal) to 64.9 (fertilization) and 65.8 Mg·ha−1 (slash burning) at 3.5 years. Biomass allocation to roots and stand growth efficiency (i.e., WB increment per unit of LAI) did not differ significantly between treatments. We conclude that the fast-growing treatments produced more WB because of more rapid development of maximum LAI. The possible implications of this response mechanism for management operations that aim to improve growth through improved nutrient supply are discussed, with reference to unthinned, short-rotation crops.RésuméLes effets des travaux intensifs de préparation de terrain sur l'indice de surface foliaire (LAI), la production de biomasse ligneuse et l'efficacité de croissance du peuplement ont été étudiés dans un peuplement d'Eucalyptus grandis (Hill ex Maiden) d'Afrique du Sud à partir du moment où il a été établi jusqu'à l'âge de 3,5 ans. Les traitements de préparation du terrain incluaient l'enlèvement ou non des déchets de coupe, la fertilisation, le brûlage des déchets de coupe et le brassage des déchets de coupe dû aux travaux mécanisés de récolte. L'indice de surface foliaire du peuplement a réagi fortement et significativement aux traitements de préparation de terrain effectués lors de l'établissement. Les réactions étaient contrôlées par la disponibilité des nutriments mais elles ont vraisemblablement été atténuées par une sécheresse sévère survenue après l'établissement. À l'âge de 1,3 ans, la valeur de LAI a atteint 2,1 dans le traitement où les déchets de coupe avaient été enlevés comparativement à 4,5 après la fertilisation ou le brûlage des déchets de coupe. Les traitements ont aussi significativement affecté la production de la biomasse ligneuse aérienne qui variait de 53,6 (enlèvement des déchets de coupe) à 64,9 (fertilisation) et 65,8 Mg·ha−1 (brûlage des déchets de coupe) à l'âge de 3,5 ans. L'allocation de biomasse aux racines et l'efficacité de croissance du peuplement (c.-à-d., l'accroissement de la biomasse ligneuse par unité de LAI) ne différaient pas significativement d'un traitement à l'autre. Les auteurs arrivent à la conclusion que les traitements où la croissance était rapide produisaient plus de biomasse ligneuse parce que la valeur maximum de LAI était atteinte plus rapidement. Les répercussions potentielles de ce mécanisme de réponse sur les travaux d'aménagement qui visent à améliorer la croissance via un meilleur apport en nutriments sont discutées dans le contexte des plantations non éclaircies à courte période de révolution.

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