Growth and nutrient dynamics of western hemlock with conventional or exponential greenhouse fertilization and planting in different fertility conditions

In many northern forests, low nutrient availability constrains growth of young trees. We tested the efficacy of exponential nutrient application to load western hemlock (Tsuga heterophylla (Raf.) Sarg. ) seedlings with nutrients to enhance field performance. Seedlings were grown with conventional, constant-rate fertilization (100 mg N·L -1 )o r with exponentially increasing fertilization at rates of 2% and 3% per day in a greenhouse. Growth and nutrient alloca- tion were characterized. Seedlings from the three greenhouse treatments were then planted in an outdoor nursery exper- iment for 2 years with NPK fertilizer applied at 10, 25, or 100 mg N·L -1 , and in a 3-year field experiment with and without slow-release fertilizer. Seedling height, biomass, and nutrient concentration did not differ greatly among expo- nential or constant-rate fertilization treatments in the greenhouse. The influence of postplanting fertility, both in the nursery and in the field, outweighed the effect of greenhouse exponential nutrient application. In the outdoor nursery, seedlings from all greenhouse treatments showed increased growth with higher rates of fertilization. In the field, there were no differences in growth among seedlings from the three greenhouse treatments, but fertilization at planting in- creased growth. The capacity for nutrient loading in container-grown western hemlock was likely exceeded because large quantities of N were applied in all treatments. Resume : Dans plusieurs forets nordiques, la faible disponibilite en nutriments constitue une contrainte pour la crois- sance des jeunes arbres. Les auteurs ont teste l'efficacite d'une application exponentielle de nutriments pour saturer en nutriments des semis de pruche de l'Ouest (Tsuga heterophylla (Raf.) Sarg. ) de facon a ameliorer leur performance sur le terrain. Les semis ont ete cultives de facon conventionnelle avec un taux de fertilisation constant (100 mg N·L -1 )o u avec une fertilisation augmentant de facon exponentielle a des taux d e2%o u 3%p arjour dans une serre. La crois- sance et l'allocation des nutriments ont ete caracterisees. Les semis des trois traitements en serre ont ensuite ete plan- tes a l'exterieur dans le cadre d'une experience en pepiniere d'une duree de deux ans avec une fertilisation NPK appliquee a des taux de 10, 25 ou 100 mg N·L -1 , ou dans le cadre d'une experience sur le terrain d'une duree de trois ans avec ou sans application d'un fertilisant a decomposition lente. Les traitements de fertilisation a taux constant ou augmentant de facon exponentielle a l'etape de l'etude en serre n'ont pas eu beaucoup d'effet sur la hauteur, la bio- masse et la concentration en nutriments des semis. L'influence de la fertilite apres la plantation, tant en pepiniere que sur le terrain, a depasse l'effet de l'application exponentielle de nutriments en serre. En pepiniere, les semis issus de tous les traitements en serre ont augmente leur croissance parallelement a l'augmentation du taux de fertilisation. Sur le terrain, aucune difference de croissance n'a ete observee entre les semis des trois traitements en serre, mais la fertili- sation apres la plantation a augmente leur croissance. La capacite de saturation en nutriments des semis de pruche de l'Ouest produits en recipients a probablement ete depassee parce que tous les traitements impliquaient de fortes quanti- tes d'azote.