Ann. For. Sci. 65 (2008) 814
DOI: 10.1051/forest:2008060

Manipulating nutrient and water availability in a maritime pine plantation: effects on growth, production, and biomass allocation at canopy closure

Pierre Trichet¹, Denis Loustau¹, Catherine Lambrot¹ and Sune Linder<sup>2

1</sup>  INRA, UR1263 EPHYSE, F-33140 Villenave d'Ornon, France
²  Southern Swedish Forest Research Centre, SLU, P.O. Box 49, SE-230 53 Alnarp, Sweden

Received 5 November 2007; accepted 1 July 2008; published online 4 December 2008

Abstract - We present here the results of a water and nutrient manipulation experiment in a five-year-old plantation of maritime pine in south-western France. Water and nutrient levels were manipulated in a factorial design with two levels of irrigation (control receiving only rainfall (C) and irrigated (I)) and three levels of fertilisation (control with no added nutrients (C), P-only (P) and annual addition of a complete nutrient mix (F)) in order to quantify growth limitations of plantation forest in this particular area. The treatments applied during five years increased aboveground biomass annual increment by 4% (I) to 58% (IF) with respect to the control (C). The fertilised plots had a slightly non-significant lower root-to-shoot ratio. The effect of irrigation was maximal in 2002, resulting in 6%, 7% and 12% higher growth rate on the F, C and P plots, respectively. A windstorm disturbed the experiment in 1999 and has affected preferentially the fertilised plots, with IF plots displaying 60% damage. The higher growth rate of fertilised and irrigated plots was attributed to both an increase (estimated at 5 to 15%) in the amount of light absorbed by the canopy, and an increase (estimated at 26% for IF plots) in the amount of above-ground biomass produced annually per unit leaf area.

Résumé - Manipulation de la disponibilité en eau et éléments minéraux dans une plantation de pins maritimes : effet sur la croissance, la production, l'allocation de la biomasse à la fermeture du couvert. Dans l'objectif de quantifier l'impact des facteurs limitant de la croissance du pin maritime dans le sud-ouest de la France, les apports d'eau et d'éléments minéraux sont manipulés selon un schéma expérimental factoriel à deux niveaux d'alimentation en eau (témoin recevant uniquement les pluies et irrigué) et à trois niveaux d'alimentation minérale (témoin, apport annuel de phosphore, apport annuel d'un mélange minéral complet). Les traitements appliqués pendant cinq ans ont entrainé une augmentation de l'accroissement annuel en biomasse aérienne allant de +4 % (I) à + 58 % (IF). Les arbres fertilisés ont un rapport biomasse aérienne sur racinaire légèrement mais non significativement supérieur à celui des arbres témoins. L'effet de l'irrigation a été maximal en 2002, avec des accroissements en biomasse aérienne plus élevés de 6 %, 7 %, 12 % pour les arbres fertilisés, témoins et fertilisés en P. Une tempête a endommagé le dispositif en 1999, affectant préférentiellement les arbres fertilisés avec 60 % des arbres touchés, contre 13 % pour les témoins. La plus forte croissance observée pour les placeaux fertilisés et irrigués a été attribuée à une augmentation d'une part de +5 à +15 % de la quantité de rayonnement absorbé par la canopée, et d'autre part de +26 % de la quantité de biomasse aérienne produite annuellement par unité d'indice foliaire.

Key words: fertilisation / irrigation / nutrient optimisation / Pinus pinaster / stormdamage / leaf area index / growth efficiency

Mots clés : fertilisation / irrigation / optimisation de la nutrition / Pinus pinaster / dégâts de tempête / indice foliaire / efficience de la croissance

Corresponding author: trichet@pierroton.inra.fr

© INRA, EDP Sciences 2008