The effects of soil compaction and fertilizer application on the establishment and growth of Pinus radiata

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Abstract

Ground-based harvest operations in planted forests can adversely affect the soil and subsequently the productivity of the plantation. This study examined the effects of compaction, site preparation, and fertilization on soil physical and chemical properties and tree growth in a trial established at a second-rotation harvest on an imperfectly drained clay loam located in the North Island, New Zealand. Treatments were installed following harvest of Pinus radiata D. Don. There were four physical treatments: no treatment, compaction in rows by skidder, site preparation (rip and disk), and compaction followed by site preparation; the three nutrient treatments included no fertilizer, nitrogen (N), and N plus phosphorus (P). Response of P. radiata was studied for the first 4 years of growth. Compaction reduced survival of P. radiata at planting and during the first year of growth as the result of an increased oxygen deficit, caused by a reduction in macropore volume, and a shallower depth to the perched water table. Site preparation improved both survival of the seedlings and growth over 4 years. There was an initial growth response to N, but fertilizer did not increase survival of the seedlings. After 4 years, both site preparation and N plus P treatments gave approximately 10% extra growth, suggesting that N plus P may have been as effective as site preparation for improved growth of the trees that survived the first 2 years. However, since survival of seedlings is important to the economics of plantations, especially where planting densities are low, site preparation of soils with low macropore volume should be considered as a management tool.

Les opérations forestières qui se déroulent sur le terrain dans les plantations peuvent être néfastes pour le sol et, subséquemment, pour la productivité de la plantation. Cette étude examine les effets de la compaction, de la préparation de terrain et de la fertilisation sur les propriétés physiques et chimiques du sol et sur la croissance des arbres dans un essai établi lors de la récolte après deux révolutions sur un loam argileux mal drainé situé dans l'île du Nord en Nouvelle-Zélande. Les traitements ont été mis en place après la récolte de Pinusradiata D. Don. Il y avait quatre traitements physiques: aucun traitement, compaction dans les sentiers de débusqueuse, préparation de terrain (fragmentation et disquage), compaction suivie par la préparation de terrain; il y avait trois traitements avec des nutriments: aucun fertilisant, avec d'azote (N) et avec N plus phosphore (P). La réaction de P. radiata a été étudiée pendant les quatre premières années de croissance. La compaction a réduit la survie de P. radiata au moment de la plantation et durant la première année de croissance à cause de l'augmentation du déficit en oxygène causé par une réduction du volume de macropores et une moins grande profondeur de la nappe suspendue. La préparation de terrain a amélioré la survie et la croissance des semis sur une période de 4 ans. Il y a eu une réaction initiale de la croissance à N mais la fertilisation n'a pas augmenté le taux de survie des semis. Après 4 ans, la préparation de terrain et les traitements avec N plus P ont procuré environ 10% de croissance supplémentaire, ce qui laisse croire que la fertilisation avec N plus P a pu être aussi efficace que la préparation de terrain pour une meilleure croissance des arbres qui ont survécu pendant les deux premières années. Cependant, comme la survie des plantations est importante pour l'économie des plantations, particulièrement où la densité des semis est faible, la préparation de terrain sur les sols avec un faible volume de macropores devrait être considérée comme un outil d'aménagement.

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