Effects of N addition on soil exchangeable cations in a young Keteleeria fortunei var. cyclolepis forest

ABSTRACT

The effects of simulated nitrogen (N) addition on soil exchangeable cations were assessed in a young Keteleeria fortunei var. cyclolepis forest in subtropical China. Three N addition schemes with three replications were designed for the forest control (without N addition, CK), low N (5 g N m⁻² a⁻¹, L-N) and high N (50 g N m⁻² a⁻¹, H-N). Results showed that continuous N addition resulted in increased, although not statistically significant, plant biomass of K. fortunei var. cyclolepis, while it significantly decreased cation exchange capacity (CEC), base saturation (BS) and exchangeable base cations (BCs) (especially Ca²⁺ and Mg²⁺ under high N addition). General soil properties (except total P) were significantly affected by high N addition compared with the control. High N addition significantly increased the concentration of foliar N, and decreased the concentrations of foliar P, Ca²⁺ and Mg²⁺. Soil pH was also significantly altered by increased N addition, indicating that N addition significantly accelerated soil acidification. This study found that N addition was negatively correlated with soil pH, CEC and Ca²⁺, and that loss of BCs might be related to increased NO₃^–.

RÉSUMÉ

Les effets d’une simulation d’ajout d’azote (N) sur les cations échangeables du sol ont été évalués dans une jeune forêt de Keteleeria fortunei var. cyclolepis en Chine subtropicale. Trois traitements d’ajout de N avec trois réplicats ont été utilisés: témoin (sans ajout de N, CK), faible ajout de N (5 g N m⁻² a⁻¹, L-N) et ajout élevé de N (50 g N m⁻² a⁻¹, H-N). Les résultats montrent que l’ajout continu de N a causé une augmentation, bien que non significative, de la biomasse de K. fortunei var. cyclolepis, ainsi qu’une diminution significative de la capacité d’échange cationique (CEC), de la saturation en bases (BS) et des cations basiques échangeables (BC) (surtout Ca²⁺ et Mg²⁺ avec ajout élevé de N). Les propriétés générales du sol (sauf le P total) étaient affectées significativement par l’ajout élevé de N comparativement au témoin. L’ajout élevé de N a augmenté significativement la concentration en N foliaire et diminué les concentrations en P, Ca²⁺ et Mg²⁺ foliaires. Le pH du sol a aussi été affecté significativement par l’ajout de N, suggérant une accélération significative de l’acidification du sol. Cette étude a montré que l’ajout de N était négativement corrélée avec le pH du sol, la CEC et le Ca²⁺, et que la perte de BC pourrait être liée à l’augmentation de NO₃^–.

KEYWORDS:

• N addition
• soil exchangeable cation
• soil-buffering capacity
• foliar nutrient
• Keteleeria fortunei var. cyclolepis

MOTS CLÉS:

• ajout d’azote
• cations échangeables du sol
• capacité tampon du sol
• nutriments foliaires
• Keteleeria fortunei var. cyclolepis

Disclosure statement

No potential conflict of interest was reported by the authors.

Additional information

Funding

This work was supported by the Open Research Fund of the Guangxi Key Laboratory of Superior Timber Trees Resource Cultivation (No.16-B-01-02), Guangxi Forestry Science and Technology Project ([2016] NO.32) and by the Guangxi Key Research and Development Plan (No. AB163800100).