DOI: 10.1051/forest:2001157

Ann. For. Sci. 58 (2001) 699-712

Regional scale effects of base cation fertilization on Norway spruce and European beech stands situated on acid brown soils: soil and foliar chemistry

Laurent Misson, Quentin Ponette and Frédéric André

Université catholique de Louvain, Unité des eaux et forêts, Place Croix du Sud, 2 bte 9, 1348 Louvain-la-Neuve, Belgium

(Received 12 February 2001; accepted 20 June 2001)

Abstract
Ten experiments were installed on acid soils in different ecoclimatic conditions of the Belgian Ardenne. Soil pH, exchangeable cations and P contents as well as foliar nutrient concentrations were monitored 1 and 3 years following the application of either (1) 3 t ha^-1 of a dolomitic limestone or (2) 3 t ha-1 of a dolomitic limestone plus different amounts of P (0-800 kg natural phosphate) and/or K (0-250 kg K₂SO₄). Dolomite rapidly increased Ca and Mg concentrations in the 0-10 cm soil layer and in the tree leaves. After three years, exchangeable Al was significantly lower in the first soil layer but it still represented more than 50% of the exchangeable cations. Mean pH increase in the 0-10 cm layer was less than 0.5 pH units. Dolomite alone tended to reduce mean K concentrations in the soils and/or leaves of the beech stands. The addition of potassium sulphate to dolomite generally increased the soil and foliar K contents in the spruce stands contrary to the beech stands. It also tended to increase the resaturation of the exchange complex with Ca and Mg ions. The effects of natural phosphate addition were restricted to a slight increase of P foliar concentrations. The B foliar concentrations were reduced by both treatments, whereas Zn concentrations increased significantly. The between stands variability of soil and foliage chemical properties was important but did not influence the effects of the treatments.

Résumé
Effets à l'échelle régionale de la fertilisation en cations basiques sur des peuplements d'épicéa commun et de hêtre situés sur des sols bruns acides : analyses de sols et feuilles. Dix dispositifs ont été installés dans différentes conditions écoclimatiques de l'Ardenne belge. Les cations échangeables, le pH, la concentration en P dans le sol et les teneurs foliaires en éléments ont été déterminés 1 et 3 ans après l'application de (1) 3 t ha^-1 de dolomie ou (2) 3 t ha^-1 de dolomie plus différentes doses de P (0-800 kg de phosphates naturels) et/ou de K (0-250 kg K₂SO₄). La dolomie permet d'accroître rapidement la concentration en Ca et Mg dans les dix premiers cm du sol et dans les feuilles. Après 3 ans, l'Al échangeable diminue mais seulement dans la première couche de sol. Dans cette même couche, l'accroissement de pH est limité à une demi unité. La dolomie seule a tendance à réduire les teneurs en K échangeable dans le sol et les feuilles des arbres en hêtraies. L'application de K₂SO₄ permet finalement d'accroître la concentration en K dans le sol et les feuilles des peuplements d'épicéa. De plus, ce traitement entraîne une plus grande resaturation du complexe d'échange en Ca et Mg. Les phosphates naturels augmentent légèrement les teneurs foliaires en P. Le B dans les feuilles diminue suite aux deux traitements et le Zn augmente significativement. La variabilité des propriétés chimiques des sols et des feuilles est importante entre les dispositifs expérimentaux mais n'influence pas l'effet des traitements.

Key words: base cation fertilization / micronutrient / Picea abies / Fagus sylvatica

Mots clés : fertilisation en cations basiques / micronutriments / Picea abies / Fagus sylvatica

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