Survival and growth of Pseudotsugamenziesii seedlings inoculated with biocide-treated soils at planting in a degraded clearcut

C. Colinas, D. Perry, R. Molina, and M. Amaranthus

Abstract: To determine the component(s) of transfer soils responsible for increased seedling survival and growth, we inoculated planting holes with forest, plantation, and clear-cut soils that were (i) treated with fertilizer to test for effects of nutrients; treated with biocides to test for effects of (ii) microarthropods or nematodes, (iii) protozoa, (iv) fungi, and (v) bacteria; (vi) pasteurized; (vii) Tyndallized; and (viii) untreated. Odds of survival were increased by inoculation with untreated plantation soils, but not if they were fertilized or treated with dimethoate + carbofuran (grazercide), fumagillin (protozoacide), or oxytetracycline + penicillin (bactericide). Addition of untreated forest soil did not increase survival. For all soils, survival odds were increased by captan (fungicide), pasteurization, and Tyndallization. Treatments affected seedling dry weights differently than survival. Untreated plantation and forest soil transfers increased dry weights whereas neither did when treated with dimethoate + carbofuran. Dry weights of seedlings given clear-cut soil were increased by fertilization, pasteurization, and Tyndallization of the soil; the latter two treatments also increased the number of short roots. We hypothesize that stimulation of seedling growth by soil transfers was related to an increased rate of nutrient mineralization due to microbivorous soil animals contained within the transfer soils. Soil transfers may have enhanced seedling survival by at least two mechanisms: (i) by providing a safe site for beneficial rhizosphere organisms to proliferate, free from competing organisms that have proliferated in the clear-cut soil; (ii) through volatile organic compounds that stimulated seedling root growth, especially ethylene, which previous studies have shown to be produced at significantly lower rates in soils of the clear-cut compared with adjacent forest soils. Further research is needed to distinguish between these possibilities.

Résumé : Dans le but de déterminer les facteurs du sol responsables de l'augmentation de la survie et de la croissance, nous avons ajouté au trou de plantation des sols provenant d'une forêt, d'une plantation et d'une coupe à blanc après les avoir (i) traités avec des fertilisants pour vérifier les effets des nutriments, avec des biocides pour vérifier les effets (ii) des micro-arthropodes ou des nématodes, (iii) des protozoaires, (iv) des champignons et (v) des bactéries; (vi) pasteurisé; (vii) tyndallisé et (viii) sans les avoir traités. Les chances de survie ont augmenté avec le sol non traité provenant d'une plantation mais pas dans le cas où il avait été fertilisé ou traité avec du diméthoate et du carbofurane (insecticide), de la fumagilline (protozoairicide) ou du l'oxytétracycline et de la pénicilline (bactéricide). L'addition de sol non traité provenant d'une forêt n'a pas amélioré la survie. Avec tous les sols, les chances de survie étaient améliorés avec le captan (fongicide), la pasteurisation et la tyndallisation. Les traitements n'affectaient pas le poids sec des semis de la même façon que la survie. L'ajout de sol non traité provenant d'une plantation provoquait une augmentation du poids sec alors qu'aucune de ces sols n'avait d'effet lorsque traités avec du diméthoate et du carbofurane. La fertilisation, la pasteurisation et la tyndallisation du sol provenant d'une coupe à blanc entraînaient une augmentation du poids sec des semis. Les deux derniers traitements provoquaient également une augmentation du nombre de racines courtes. Nous croyons que la stimulation de la croissance des semis par l'apport de sol serait due à une augmentation de la minéralisation causée par les animaux du sol qui dévorent les microbes et qui sont présents dans ce sol. L'apport de sol pourrait avoir amélioré la survie à cause d'au moins deux mécanismes: (i) en fournissant aux organismes bénéfiques de la rhizosphère un site pour se développer en sécurité, à l'abri des organismes compétiteurs qui se sont développés dans le sol provenant de la coupe à blanc; (ii) à cause des composés organiques volatiles qui ont stimulé la croissance des semis, particulièrement l'éthyléne qui est produit à des taux significativement plus faibles dans le sol après une coupe à blanc comparativement au sol des forêts adjacentes tel que démontré par des études antérieures. Il est nécessaire d'effectuer d'autres travaux de recherche pour déterminer laquelle de ces hypothèses est la bonne.

[Traduit par la rédaction]