Forest floor microbial community response to tree species and fertilization of regenerating coniferous forests

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Abstract

We studied the effect of tree species and fertilization on the forest floor microbial community of 15-year-old regenerating forests. We sampled F and H forest floor layers of plots planted to Thuja plicata (Donn ex D. Don.) or Tsuga heterophylla (Raf.) Sarg. on N-poor and N-rich sites, with and without fertilizer treatments. Microbial community composition was assessed using phospholipid fatty acid analysis and by enumerating populations of culturable bacteria and fungi. Potential microbial functioning was assessed using community-level physiological profiling. There was little differentiation of community-level physiological profiles of F and H layers and few differences among the treatments. Total microbial biomass was greater in the F than H layer, and the two layers had distinct phospholipid fatty acid profiles. Site effects were detected mainly in the residual H layer, and tree species effects were seen mainly in the F layer, which has developed since harvesting. The effect of fertilization depended on site and tree species, with very little response in cedar plots, and the greatest effects in hemlock plots, coinciding with the greater growth response of hemlock. These results indicate that differences in plant growth rates, rather than direct effects of fertilization, influenced the microbial communities.

Nous avons étudié les effets associés à l'espèce d'arbre et à la fertilisation sur la communauté microbienne de la couverture morte dans des forêts en régénération âgées de 15 ans. Nous avons échantillonné les horizons F et H de la couverture morte dans des places-échantillons où soit le Thuja plicata (Donn ex D. Don), soit le Tsuga heterophylla (Raf.) Sarg. avaient été plantés sur des sites riches ou déficients en N, traités ou non avec un fertilisant. La composition de la communauté microbienne a été évaluée grâce à l'analyse des acides gras phospholipidiques et au dénombrement des populations de champignons et de bactéries cultivables. Le fonctionnement potentiel des microbes a été évalué grâce à l'établissement de profils physiologiques à l'échelle de la communauté. Il y avait peu de différences entre les profils physiologiques des horizons F et H ni entre les traitements. La biomasse microbienne totale était plus élevée dans l'horizon F que dans l'horizon H et les deux horizons avaient des profils d'analyse des acides gras phospholipidiques différents. Les effets liés au site ont été détectés principalement dans l'horizon H résiduel et les effets liés à l'espèce d'arbre ont été observés principalement dans l'horizon F qui s'est développé après la récolte. L'effet de la fertilisation dépendait du site et de l'espèce d'arbre; il y a eu très peu de réaction chez le thuya et les effets les plus marqués chez la pruche coïncidaient avec la plus forte réaction de la croissance chez cette espèce. Les résultats indiquent que les différences dans le taux de croissance des plantes, plutôt que les effets directs de la fertilisation, influencent les communautés microbiennes.

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